基于松弛電流變壓器油紙絕緣狀態(tài)診斷方法研究

曾恕程， 吳建東， 尹毅， 俞燕樂， 邱毓敏

(1. 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 電氣工程系，上海 200240； 2.國(guó)家電網(wǎng)上海市電力公司，上海 200063)

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基于松弛電流變壓器油紙絕緣狀態(tài)診斷方法研究

曾恕程1， 吳建東1， 尹毅1， 俞燕樂2， 邱毓敏2

(1. 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 電氣工程系，上海 200240； 2.國(guó)家電網(wǎng)上海市電力公司，上海 200063)

對(duì)油紙絕緣樣品施加10 kV/mm場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行電老化試驗(yàn)，并采用松弛電流法研究了油紙絕緣的老化評(píng)估方法。利用色譜法測(cè)試不同老化程度油樣中的溶解氣體，發(fā)現(xiàn)老化前后氣體含量變化顯著，說(shuō)明經(jīng)電老化的試樣老化明顯。分別選取6個(gè)老化時(shí)間點(diǎn)的樣品進(jìn)行松弛電流測(cè)試，從不同角度分析不同參量所表征的老化信息。利用I*t～log10t曲線分析了油紙?jiān)嚇拥南葳宸植?，發(fā)現(xiàn)試樣老化初期陷阱密度逐漸增加，試樣老化后期陷阱深度明顯加深。運(yùn)用四階Debye模型對(duì)電流曲線進(jìn)行擬合，推斷了油紙絕緣四種松弛機(jī)制的物理機(jī)理，發(fā)現(xiàn)各松弛機(jī)制隨著老化時(shí)間的增加有不同程度的增大。最后研究了去極化電量隨老化時(shí)間的變化趨勢(shì)，試圖用直觀參數(shù)分析試樣在不同時(shí)間點(diǎn)的老化程度，發(fā)現(xiàn)在60 h后開始大幅度加深。

變壓器油紙絕緣；松弛電流法；狀態(tài)診斷；陷阱密度；去極化電量；四階Debye模型

0 引 言

油紙絕緣作為油浸式電力變壓器的主要絕緣部件，在電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行中扮演重要的角色，然而油紙絕緣系統(tǒng)在電、熱和其他化學(xué)效應(yīng)的聯(lián)合作用下會(huì)逐漸降解和老化。這些物理和化學(xué)的作用過(guò)程不僅會(huì)改變油紙絕緣材料分子的微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)可能在變壓器絕緣系統(tǒng)中引起宏觀的絕緣缺陷，導(dǎo)致絕緣性能下降，并且隨著宏觀缺陷的進(jìn)一步發(fā)展，最終導(dǎo)致變壓器絕緣壽命的終結(jié)。針對(duì)變壓器的絕緣狀態(tài)診斷是保證變壓器安全運(yùn)行的重要措施之一，常用的方法包括化學(xué)法、局放和耐壓檢測(cè)法以及介質(zhì)響應(yīng)法。按照實(shí)現(xiàn)方法不同，介質(zhì)響應(yīng)法可分為頻域法和時(shí)域法：頻域法包括頻域介電譜法，是一種無(wú)損的電氣測(cè)量診斷方法，高頻的情況下具有優(yōu)良的過(guò)濾噪聲性能，在研究低介質(zhì)損耗材料方面具有重要的優(yōu)勢(shì)，是變壓器絕緣系統(tǒng)狀態(tài)診斷領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一。時(shí)域法包括極化去極化電流法和回復(fù)電壓法，兩種方法均具有測(cè)量便捷省時(shí)、攜帶信息豐富等優(yōu)點(diǎn)，適用于變壓器油紙絕緣狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估。

為進(jìn)一步尋找出極化去極化電流法對(duì)變壓器絕緣狀態(tài)評(píng)估的特征參量。本文根據(jù)變壓器運(yùn)行工況下油紙絕緣承受電場(chǎng)和熱的聯(lián)合作用的實(shí)際情況，從油紙絕緣老化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ统霭l(fā)研究，對(duì)加速電老化過(guò)程中不同時(shí)間點(diǎn)的油紙絕緣試樣進(jìn)行松弛電流測(cè)試，并基于所測(cè)松弛電流提取分析電老化過(guò)程中陷阱分布、新型四階Debye模型和去極化電量三種評(píng)估參量，結(jié)合油中溶解氣體的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)老化后油紙?jiān)嚇拥慕^緣性能進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，并為后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估做理論研究準(zhǔn)備。

1 理論分析

1.1 松弛電流法

對(duì)電介質(zhì)施加直流電壓時(shí)，電介質(zhì)中的偶極子會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)向和拉伸，電子或離子會(huì)發(fā)生位移，在宏觀微觀界面產(chǎn)生界面極化，極化過(guò)程中形成松弛位移電流，與傳導(dǎo)電流一起組成全電流[1-4]。流經(jīng)電介質(zhì)的松弛電流可表示為

(1)

其中C0為電介質(zhì)材料的幾何電容；u(t)為階躍電壓；σ為電介質(zhì)的直流電導(dǎo)率；ε0為真空介電常數(shù)；εr為電介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)；f(t)為電介質(zhì)響應(yīng)函數(shù)。

圖1(a)為簡(jiǎn)化后的松弛電流測(cè)量回路，在試樣充分短路的前提下，對(duì)試樣施加幅值為UP的階躍電壓，此時(shí)流過(guò)試樣的電流為ip，該電流是由試樣中不同時(shí)間常數(shù)所對(duì)應(yīng)的極化過(guò)程以及直流電導(dǎo)共同形成的；經(jīng)過(guò)充電時(shí)間tp后，撤去外加階躍電壓，被測(cè)試樣短路，試樣內(nèi)會(huì)發(fā)生電荷的熱釋放，產(chǎn)生去極化現(xiàn)象[5]，此時(shí)流經(jīng)試樣的電流為去極化電流id。

(a) 測(cè)量回路 (b) 典型曲線圖1 松弛電流測(cè)量原理

松弛電流的典型曲線如圖1(b)所示，并可以采用如下兩個(gè)公式進(jìn)行表述：

(2)

id(t)=-C0Up(f(t)-f(t+tp))

(3)

1.2 Debye模型

圖2 油紙絕緣Debye等效模型

根據(jù)Debye等效模型理論，變壓器油紙絕緣系統(tǒng)可等效成為n階R-C串聯(lián)電路[6-7],如圖2所示。

油紙絕緣的松弛電流由不同松弛機(jī)制產(chǎn)生的電流所共同組成，而不同的位置對(duì)應(yīng)不同的松弛特性，這些特性的變化是根據(jù)該位置的老化程度及新物質(zhì)生成狀況所決定的。因此，可通過(guò)多階R-C串聯(lián)電路來(lái)模擬各個(gè)位置和部件的絕緣介質(zhì)包含的不同松弛機(jī)制，并由此推導(dǎo)出松弛電流的表達(dá)式。

(4)

(5)

(6)

其中τi是第i個(gè)R-C串聯(lián)支路的時(shí)間常數(shù)，由該支路的電容及電阻值所決定，即τi=RiCi。UP為施加在油紙?jiān)嚇由系臉O化電壓，R0為絕緣電阻。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 測(cè)試樣品

所用絕緣油樣品選取長(zhǎng)城產(chǎn)25#礦物變壓器油，絕緣紙板選自同一生產(chǎn)廠家，厚度為0.5 mm。為確保測(cè)試結(jié)果的一致性，實(shí)驗(yàn)前均對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理：分別將絕緣油和紙板放置真空中干燥24 h，溫度50 ℃，壓強(qiáng)0.1 MPa。而后將絕緣紙板放置在絕緣油中進(jìn)行48 h真空室溫浸漬。

一般來(lái)說(shuō)，變壓器在正常工作狀態(tài)下，其油紙絕緣系統(tǒng)所處區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)最大約為2 kV/mm[8]。為更加真實(shí)地模擬出變壓器服役期間不同階段主絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)，同時(shí)為了縮短老化時(shí)間，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取10:1的油紙比例，將絕緣紙板完全浸沒在變壓器油中，并對(duì)紙板試樣施加5倍于工作場(chǎng)強(qiáng)的交流電場(chǎng)，電場(chǎng)幅值為10 kV/mm。加速電老化實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別取不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如老化0 h、20 h、40 h、60 h、80 h和100 h的樣品進(jìn)行油中溶解氣體檢測(cè)和松弛電流測(cè)試。

2.2 測(cè)試條件

圖3 電流測(cè)試系統(tǒng)

電流測(cè)試系統(tǒng)包括電極系統(tǒng)、電流采集模塊、計(jì)算機(jī)設(shè)備及端口接線，其框架圖如圖3所示。

電流檢測(cè)過(guò)程中，先給試樣施加500 V/mm的極化電場(chǎng)，持續(xù)時(shí)間為10 000 s，測(cè)量流經(jīng)試樣的極化電流。加壓結(jié)束后不進(jìn)行短路，直接將高壓極接地，記錄試樣的去極化電流，去極化持續(xù)時(shí)間同樣為10 000 s。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 油中溶解氣體檢測(cè)

為探討老化前后油中溶解氣體含量的變化，本文對(duì)未老化及電老化100 h試樣中的油樣進(jìn)行了氣相色譜檢測(cè)，檢測(cè)裝置型號(hào)為GC-2010型號(hào)，結(jié)果如圖4所示。

圖4 老化前后的油中氣體分析

由圖4(a)可以看出，未經(jīng)老化的絕緣油中各類氣體含量極低，而老化100 h后，絕緣油中溶解的氫氣、二氧化碳以及各烴類氣體含量都有不同程度的增加，說(shuō)明100 h高場(chǎng)強(qiáng)老化后，樣品表現(xiàn)出較為明顯的老化跡象，其中氫氣和甲烷等烴類氣體的變化對(duì)應(yīng)絕緣油的老化狀況，而紙板裂解產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳含量的增加則意味絕緣紙板老化程度加深。

3.2 松弛電流

分別選取0 h、20 h、40 h、60 h、80 h和100 h共6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)樣品進(jìn)行松弛電流檢測(cè)，其結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同階段的松弛電流

可以看出，隨老化時(shí)間的增加，試樣電流曲線的變化趨勢(shì)基本一致并整體上移。在0 h～60 h，電流曲線均勻增加，并未出現(xiàn)過(guò)大的增幅。但在60 h之后，電流出現(xiàn)較大增幅，變化趨勢(shì)較為明顯。經(jīng)分析，出現(xiàn)這種情況的原因可能有：

(1) 在外加電場(chǎng)作用下，紙板纖維素受局部放電的影響開始斷裂降解，導(dǎo)致絕緣紙板的聚合度減小、分子間開始變得松散，并生成有機(jī)酸和水分等強(qiáng)極性老化產(chǎn)物，這些老化副產(chǎn)物和絕緣油劣化生成的物質(zhì)共同導(dǎo)致試樣電導(dǎo)率上升，電導(dǎo)率的增加則體現(xiàn)在電流幅值整體上移。

(2) 試樣在持續(xù)施加電場(chǎng)的作用下，紙板老化降解以及小分子產(chǎn)物的析出，共同構(gòu)成了紙板分子間孔隙的增加和增大，導(dǎo)致更多的油浸入紙板，產(chǎn)生新的油紙界面。這會(huì)增加油紙?jiān)嚇拥臉O化強(qiáng)度，導(dǎo)致外加電壓移除后，試樣的電流大幅度增加。

4 討 論

上述分析可看出，松弛電流的增加可在一定程度上定性反映油紙?jiān)嚇咏^緣性能的劣化，但僅憑借松弛電流的變化趨勢(shì)來(lái)確定試樣的老化程度并不可靠，還需結(jié)合其他老化參數(shù)具體分析。

4.1 陷阱密度

根據(jù)Simmons等學(xué)者的理論，電介質(zhì)陷阱密度分布情況與松弛電流的關(guān)系較密切，可通過(guò)觀察去極化電流I*t～log10t曲線的變化情況分析該介質(zhì)的陷阱密度及深度變化狀況[9]。在本實(shí)驗(yàn)中，試樣的I*t～log10t電流分布曲線如圖6所示。

圖6 油紙?jiān)嚇拥腎*t～log10t電流曲線

由圖6可以看出，隨著老化的進(jìn)行，所測(cè)得電流對(duì)應(yīng)I*t～log10t曲線的峰值不斷增大。老化前期，峰值緩慢增加，而實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到60 h之后，峰值大幅上漲并呈右移趨勢(shì)，但在80 h和100 h兩個(gè)階段峰值的變化不明顯。I*t～log10t曲線的峰值變化對(duì)應(yīng)介質(zhì)陷阱密度變化，峰值的左右移動(dòng)則說(shuō)明介質(zhì)內(nèi)部的陷阱深度發(fā)生了改變。對(duì)應(yīng)到實(shí)驗(yàn)中，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前期試樣的陷阱密度逐漸增加，但陷阱深度并未發(fā)生太大的變化。而到了實(shí)驗(yàn)后期試樣的陷阱密度未明顯增加，但陷阱深度逐漸加深。

未老化試樣的陷阱密度較低，對(duì)應(yīng)曲線峰值也很小。隨著老化的進(jìn)行，油紙?jiān)嚇釉陔妶?chǎng)的作用下開始老化降解并產(chǎn)生水分和有機(jī)酸等強(qiáng)極性分子，使試樣中的極化增強(qiáng)，并且引入了不同性質(zhì)的陷阱。具體包括老化副產(chǎn)物自身形成的陷阱，以及由于局部副產(chǎn)物的析出在紙板和絕緣油間產(chǎn)生更多的界面陷阱。這些陷阱在極化過(guò)程中捕獲電荷過(guò)程以及去極化過(guò)程中電荷脫陷過(guò)程，都是電荷松弛過(guò)程，對(duì)整體電流有顯著貢獻(xiàn)。

由上述分析可知，針對(duì)老化后的試樣，可從陷阱密度方面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的狀態(tài)診斷，通過(guò)對(duì)比新老樣品I*t～log10t曲線的峰值明顯程度來(lái)判斷試樣的陷阱數(shù)量，對(duì)比峰值的左右移動(dòng)程度來(lái)判斷陷阱深度的變化情況。

4.2 Debye模型

為更好了解油紙?jiān)嚇觾?nèi)部的松弛機(jī)制，基于所測(cè)松弛電流，對(duì)老化后樣品的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行n階指數(shù)擬合，結(jié)果如圖7所示。

圖7 松弛電流的數(shù)據(jù)擬合

圖中，具有干擾震蕩的是實(shí)際測(cè)量電流曲線，其余均為擬合曲線。由圖7可看出，隨著階數(shù)n的增加，擬合出的曲線與實(shí)際所測(cè)曲線重合度變高，當(dāng)n≥4時(shí)，擬合曲線與實(shí)際曲線基本重合，因此可認(rèn)為在老化過(guò)程中，油紙?jiān)嚇拥乃沙跈C(jī)制保持在4種。根據(jù)式(4)、(5)、(6)，取n=4，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)和擬合數(shù)據(jù)，可計(jì)算出不同老化階段的模型參數(shù)Ai、τi以及絕緣電阻R0，具體計(jì)算結(jié)果如表1及表2所示。

表1中，R0代表的是油紙?jiān)嚇拥慕^緣電阻。前已論述，隨著老化的進(jìn)行，試樣的電導(dǎo)率逐步上升，其對(duì)應(yīng)的絕緣電阻則呈下降趨勢(shì)，這和表中R0的變化趨勢(shì)基本一致。

根據(jù)Debye模型理論，Ai的數(shù)值大小代表了該極化模式的松弛電流在總電流中所占比例的大小，即代表了該支路對(duì)整體松弛電流的貢獻(xiàn)。由表1、2中可知，對(duì)同一個(gè)試樣，隨著各支路時(shí)間常數(shù)τi的增大，該支路對(duì)應(yīng)的Ai值減小。由于絕緣油、絕緣紙板、試樣老化生成的強(qiáng)極性分子相對(duì)介電常數(shù)依次增大，可認(rèn)為在此模型中，支路1反映了油紙系統(tǒng)的偶極極化，支路2表示油與紙之間新增的界面極化，支路3代表油紙與電極間界面的極化，支路4則代表老化小分子副產(chǎn)物與油紙大分子之間的界面極化。

表1 不同階段極化電流的Debye模型參數(shù)

表2 不同階段去極化的電流Debye模型參數(shù)

試樣老化初期，各支路對(duì)應(yīng)的Ai值均很小，說(shuō)明試樣中水分和有機(jī)酸等強(qiáng)極性分子的含量較少，試樣的絕緣性能較好。

隨著電老化的進(jìn)行，各支路對(duì)應(yīng)的Ai值都有不同程度的增大，說(shuō)明每個(gè)支路所對(duì)應(yīng)的極化強(qiáng)度都在增大。這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)的作用下，絕緣油和絕緣紙板都有不同程度的劣化，生成了如有機(jī)酸、烴類、糠醛等副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物部分會(huì)融入絕緣油中，改變絕緣油的介電特性，造成支路1和支路2對(duì)應(yīng)的極化強(qiáng)度同時(shí)增大。另外，隨著這些副產(chǎn)物的生成，試樣中的油紙界面、油紙和電極、各類副產(chǎn)物間的界面也開始增多，導(dǎo)致界面極化的整體強(qiáng)度開始增大，對(duì)應(yīng)的各支路松弛電流也相應(yīng)增大，使A2、A3產(chǎn)生不同程度的變化。A4所對(duì)應(yīng)的是老化小分子副產(chǎn)物與油紙大分子之間的界面極化，A4的增大表明試樣中強(qiáng)極性分子與油紙界面的極化強(qiáng)度有了明顯增強(qiáng)，證實(shí)了試樣中有機(jī)酸和水分等副產(chǎn)物的存在。

由上述分析可知，基于傳統(tǒng)模型改進(jìn)的4階Debye模型不但能用于觀察老化過(guò)程中各松弛機(jī)制所發(fā)生的變化，并且能判斷出樣品主要的老化形式，可作為深度評(píng)估樣品老化狀態(tài)的參量。

4.3 去極化電量

基于實(shí)驗(yàn)所測(cè)電流，本文引入了去極化電量這一參數(shù)，試圖從單一參數(shù)的趨勢(shì)變化狀況反映試樣不同時(shí)間點(diǎn)的老化程度，其計(jì)算公式為：

(7)

其中i(t)為試樣去極化電流，t為去極化電流測(cè)試時(shí)間tp，即10 000 s。

圖8 油紙?jiān)嚇拥娜O化電量變化趨勢(shì)

通過(guò)計(jì)算，得到的結(jié)果如圖8所示。由于去極化電量與試樣的極化程度緊密相關(guān)：極化程度越大，極化過(guò)程中所束縛的電荷量越多，去極化過(guò)程中釋放的電荷量也越多，由此可看出去極化電量與試樣中的陷阱分布狀況緊密相關(guān)。

在電老化初期階段，未老化試樣的去極化電量較小，表明試樣束縛的電荷量較少，發(fā)生在試樣內(nèi)部極化形式的數(shù)量及強(qiáng)度均不明顯，說(shuō)明此時(shí)試樣束縛電荷的能力有限，試樣中的陷阱數(shù)量很少并且深度較淺，絕緣性能處于較好的狀態(tài)。

隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，去極化電量逐漸增加，到中后期尤為明顯。電量的增加意味著試樣的極化強(qiáng)度有了顯著的提升，說(shuō)明出現(xiàn)了許多影響極化程度的物質(zhì)，試樣的絕緣性能有所下降，這和前述結(jié)論相吻合。因此，通過(guò)對(duì)去極化電量變化趨勢(shì)的觀察，可有效地判斷出電介質(zhì)的絕緣性能是否發(fā)生明顯變化。在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的觀察，可以很明顯地看出經(jīng)過(guò)60 h的外部加壓后，油紙?jiān)嚇拥娜O化電量開始大幅度增加，說(shuō)明油紙?jiān)嚇拥慕^緣性能在此時(shí)間點(diǎn)后開始發(fā)生本質(zhì)性變化，其老化程度表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。

由上述分析可看出去極化電量對(duì)油紙絕緣老化狀態(tài)的反應(yīng)較為直觀，因此在對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估時(shí)，去極化電量可作為有效的評(píng)估參量。而若想獲得較為準(zhǔn)確的去極化電量，前提是獲得較為精準(zhǔn)的松弛電流參數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器進(jìn)行松弛電流測(cè)試時(shí)，噪聲的干擾會(huì)影響精準(zhǔn)度。因此，現(xiàn)階段針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變壓器的狀態(tài)評(píng)估，去極化電量這一參數(shù)的獲取仍需更深層次的研究。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)油紙絕緣試樣的加速老化和絕緣狀態(tài)分析，得出了以下結(jié)論：

(1) 通過(guò)對(duì)未老化和電老化100 h后的油樣進(jìn)行油色譜分析，發(fā)現(xiàn)老化后烴類氣體的變化量不明顯，而二氧化碳的增量顯著。說(shuō)明加壓100 h后，試樣發(fā)生比較明顯的老化現(xiàn)象，而紙板裂解是主要的老化方式。

(2) 利用I*t～log10t曲線來(lái)分析油紙?jiān)嚇又邢葳宓姆植紶顩r，發(fā)現(xiàn)隨著老化的進(jìn)行，試樣的陷阱密度明顯增加，到了實(shí)驗(yàn)后期試樣的陷阱深度開始加深。

(3) 通過(guò)研究新型4階Debye模型各項(xiàng)參數(shù)，確定了每一個(gè)支路代表的含義，明確了Ai參數(shù)的意義，并通過(guò)這些參數(shù)發(fā)現(xiàn)了各支路所對(duì)應(yīng)的松弛機(jī)制隨老化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行而不同程度增加。

(4) 引入去極化電量來(lái)分析試樣的老化程度，由結(jié)果可知試樣在60 h后出現(xiàn)嚴(yán)重的老化。另外，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，去極化電量對(duì)老化程度的反映相當(dāng)直觀，可作為一個(gè)定量的指標(biāo)來(lái)觀察試樣老化程度的變化。

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Study on a Diagnosis Method for the Insulation Condition of Transformer Oil Paper Based on Relaxation Current

Zeng Shucheng1, Wu Jiandong1, Yin Yi1, Yu Yanle2, Qiu Yumin2

(1. Department of Electrical Engineering, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China;2. State Grid Shanghai Municipal Electric Power Co., Shanghai 200063, China)

A 10kV/mm field intensity is applied to the oil-paper insulation specimen in an electrical ageing test, and ageing assessment methods for oil paper are studied in the relaxation current method. Dissolved gases in oil samples of different ageing degrees are tested through chromatography, and it is found that the gas contents before and after sample aging differ greatly from each other, which shows that samples after electrical ageing are aged to a great extent. Relaxation current tests are made on samples taken at 6 aging time points, and aging information represented by different parameters is analyzed at a different angle. First, analysis of trap distribution of the oil paper samples with the help ofI*t～log10t curve reveals that trap density increases gradually at the early stage of aging while trap depth increases remarkably at the late stage. Then, the current curves are fitted through the four-order Debye model, and the physical principles of these four relaxation mechanisms are deduced. These relaxation mechanisms are found to increase to different extents when aging time extends. Finally, we study how the amount of charge in depolarization periods changes with the aging time and try to use intuitive parameters to analyze aging degree at different time points. Ageing is found to start deepening substantially after 60h.

oil paper transformer insulation;relaxation current method; condition diagnosis; trap density; amount of charge in depolarization periods;four-order Debye model

10.3969/j.issn.1000-3886.2016.03.035

TM403.9

A

1000-3886(2016)03-0111-05

曾恕程(1991-)，男，江西人，碩士，主要研究方向?yàn)樽儔浩鲏勖u(píng)估。 吳建東(1982-)，男，江蘇人，博士后，主要從事電力設(shè)備絕緣性能檢測(cè)和狀態(tài)評(píng)估研究。 尹毅(1972-)，男，江蘇人，教授，從事聚合物絕緣材料和技術(shù)、高電壓工程和電力系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)等方面研究。

定稿日期: 2015-11-26