变压器绝缘诊断方法.pptx

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1、1 变压器监测与绝缘诊断方法监测诊断变压器监测监测仪器的可靠性监测仪器的经济性：价格、备品提供报警信号安装在已运行的变压器上目的：可以检测出发展性故障及改变检修周期变压器监测-发展性故障关键参数 变压器事故中，有载分接开关占41%，线圈占19%，套管占12%，油箱和流体占13%，铁芯占3%，其它为辅助设备。线圈作为主要部件需要被监测，涉及有载分接开关和主绝缘。绝缘和线圈的重要参数是油中气体含量和局部放电。其它包括：振动监测、温度监测、负荷监测。变压器监测-发展性故障有载分接开关：机械故障和电气故障机械故障：电动机电流监测；测量分接开关油箱油温与主油箱油温；-不全面振动监测：油中气体：DGA；在

2、线的氢监测装置；阵列传感器。局部放电变压器绝缘诊断-热故障DGA聚合度：确定纤维素聚合度值。呋喃混合物分析温度记录变压器绝缘诊断-绝缘故障局部放电变压器绝缘诊断-机械故障频率响应分析漏抗变压器绝缘诊断-总体故障介质响应，回复电压，极化去极化电流油分析呋喃混合物分析2 固体纸绝缘故障固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括:绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是纤维素，化学表达式为(C6H10o6)n)，式中n为聚合度。一般新纸的聚合度为1300左右，当下降至250左右，其机械强度己下降了一半以上，极度老化致使寿命终止的聚合度为150-200。绝缘纸老化后，其聚合度和抗

3、张强度将逐渐降低，并生成水、CO,CO2，其次还有糠醛(吠喃甲醛)。这些老化产物大都对电气设备有害.会使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介损增大、抗拉强度下降，甚至腐蚀设备中的金属材料。固体纸绝缘故障固体绝缘具有不可逆转的老化特性，其机械和电气强度的老化降低都是不能恢复的。变压器的寿命主要取决于绝缘材料的寿命，因此油浸变压器固体绝缘材料，应既具有良好的电绝缘性能和机械特性，而且长年累月的运行后，其性能下降较慢，即老化特性好。固体纸绝缘故障(1)纸纤维材料的性能。极性的纤维素不但易于吸潮(水分是强极性介质)，而且当纸纤维吸水时，使氢氧根之间的相互作用力变弱.在纤维结构不稳定的条件下机械强度急剧

4、变坏，因此，纸绝缘部件一般要经过干燥或真空干燥处理和浸油或绝缘漆后才能使用.固体纸绝缘故障(2)纸绝缘材料的机械强度。油浸变压器选择纸绝缘材料最重要的因素除纸的纤维成分、密度、渗透性和均匀性以外，还包括机械强度的要求，包括耐张强度、冲压强度、撕裂强度和坚韧性。判断固体绝缘性能可以设法取样测量纸或纸板的聚合度，或利用高效液相色谱分析技术测量油中糠醛含量、以便于分析变压器内部存在故障时，是否涉及固体绝缘或是否存在引起线圈绝缘局部老化的低温过热，或判断固体绝缘的老化程度。固体纸绝缘故障(3)纸纤维材料的劣化。主要包括三个方面:1)纤维脆裂。当过度受热使水分从纤维材料中脱离，更会加速纤维材料脆化。由于

5、纸材脆化剥落，在机械振动、电动应力、操作波等冲击力的影响下可能产生绝缘故障而形成电气事故。2)纤维材料机械强度下降。纤维材料的机械强度随受热时间的延长而下降，当变压器发热造成绝缘材料水分再次排出时，绝缘电阻的数值可能会变高，但其机械强度将会大大下降，绝缘纸材将不能抵御短路电流或冲击负荷等机械力的影响。3)纤维材料本身的收缩。纤维材料在脆化后收缩，使夹紧力降低，可能造成收缩移动，使变压器绕组在电磁振动或冲击电压下移位摩擦面损伤绝缘。液体油绝缘故障变压器油劣化的原因指变压器油质变坏，按轻重程度可分为污染和劣化两个阶段。污染是油中混入水分和杂质，这些不是油氧化的产物，污染油的绝缘性能会变坏.击穿电场

6、强度降低，介质损失角增大。劣化是油氧化后的结果，当然这种氧化并不仅指纯净油中烃类的氧化，而是存在于油中杂质将加速氧化过程，特别是铜、铁、铝金属粉屑等。氧来源于变压器内的空气，即使在全密封的变压器内部仍有容积为0.25%左右的氧存在，氧的溶解度较高，因此在油中溶解的气体中占有较高的比率。液体油绝缘故障变压器油氧化时，作为催化剂的水分及加速剂的热量，使变压器油生成油泥，其影响主要表现在;在电场的作用下沉淀物粒子大;杂质沉淀集中在电场最强的区域，对变压器的绝缘形成导电的“桥”;沉淀物并不均匀而是形成分离的细长条，同时可能按电力线方向排列，这样无疑妨碍了散热，加速了绝缘材料老化，并导致绝缘电阻降低和绝

7、缘水平下降。油的氧化过程是由两个主要反应条件构成的，其一是变压器中酸值过高.油呈酸性。其二是溶于油中的氧化物转变成不溶于油的化合物，从而逐步使变压器油质劣化。不同的老化裂化导致不同的故障气体成分，这对于变压器的故障诊断相当重要，目前根据经验总结的变压器油故障类型及其对应故障气体如表3 电力变压器绝缘诊断方法油的化学电气检测方法固体绝缘的电气检测方法DGA变压器运行中的产气分类自然老化产气 自然老化产气是指变压器油纸绝缘在运行中受热和电的作用,发生缓慢的化学变化,产生少量的特征气体和较多的CO和CO2。它不属于产气故障。外来气源产气(1)有载调压油箱漏油故障气体。操作变压器有载调压分接开关时,会

8、在有载调压油箱内产生电弧,引起油分解。所以对有载调压分接开关的切换开关都设有单独的有载调压油箱。当该油箱存在渗漏故障时,主油箱中出现的特征气体称为有载调压油箱漏油故障气体。DGA-变压器运行中的产气分类(2)套管故障产气。电容式套管发生故障时会产生大量的特征气体。如:套管测屏的引出线与末屏的接触不良,产生局部放电；套管心子绝缘受潮,发生电容屏间击穿或沿心子绝缘表面或瓷套内表面爬电；导杆式套管的连接导管与卷心导管之间的等电位连接片过热。套管内的特征气体,可能在分析套管中油时被发现,也可能在渗漏到主油箱后被发现。在分析变压器主体外部产气故障时,套管产气故障是指后者。(3)潜油泵故障产气。冷却器的潜

9、油泵因为电机绝缘击穿或机械摩擦,都可能产生特征气体。多数是过热性气体,也可能有放电性气体。由潜油泵故障引起主油箱中出现的特征气体,称为潜油泵故障产气。DGA-变压器运行中的产气分类(4)带油补焊气体。变压器油箱的焊缝存在渗漏油故障时,一般只能在油箱充满油的条件下进行电焊。如果操作不当,或者补焊的范围较大,则可能使油箱内表面的漆层碳化,并使油分解。这种情况下在油箱内油中出现的特征气体,称为带油补焊气体。(5)故障残余气体。变压器发生产气事故或产气故障后,产生的大量特征气体到处扩散和渗透。在故障确已消除的情况下,如果检修时故障气体未能彻底清除,则变压器恢复运行后,油中特征气体(特别是乙炔)会逐渐增

10、加。在增长到一定浓度后,不再增长。此时才能定为故障残余气体。(6)油中掺杂气体。按GB/T 7252)2001中规定,变压器出厂和投运前的乙炔含量应为零。如果在新注入变压器的油中发现有特征气体,特别是乙炔气体,则是注油工作的失误,应视为一种故障。此种故障的气体称为油中掺杂气体。DGA-变压器运行中的产气分类 局部放电故障产气 变压器内的放电分贯穿性放电和局部放电。前者是事故,后者是故障。由局部放电引起产生的特征气体,称为局部放电故障产气。局部放电分气隙放电、悬浮导体放电、尖端放电、夹层放电和驱流放电。气隙放电是绝缘中气体在电场作用下发生电离和去电离的过程。在未引起油和纸绝缘分解之前,DGA是不

11、能检知气隙放电特征气体的。DGA能检知的局部放电故障有悬浮导体放电产气故障、尖端放电产气故障、夹层放电产气故障和驱流放电产气故障4种。局部放电故障产气（1）悬浮导体放电故障产气 变压器内的悬浮导体是在下列3种情况下形成的:a：部分导体与原来相连的导体分离。如套管下端的均压球连接螺纹松动或固定均压球电位的连线开断;铁心电屏蔽的薄铜皮条断裂。b:在绕组绝缘上存在体积较大的金属异物。如绕组上遗留一把小刀或一个板手。C：该固定电位的金属未予固定。如有的无励磁分接开关操作杆的金属拨叉电位是不固定的;油箱磁屏蔽与油箱之间缺乏可靠的连接。悬浮导体产生局部放电需有两个条件:一是经电容分压取得足够的电压和电能;

12、二是导体引起电场畸变产生特征气体,达到能使局部绝缘击穿的程度。由此产生的局部放电称悬浮导体放电。悬浮导体放电产生的特征气体,称为悬浮导体放电故障产气。（2）尖端放电故障产气 尖端是尖形电极的简称。在变压器内尖端可分为两种:一种叫可见尖端,是指电场中曲率很大的金属电极;另一种叫潜在尖端,是指由导体微粒、半导体尘埃、吸水纤维、正负离子及水分子等线状排列形成的电极。运行中一般不会再发生可见尖端放电,但可能发生潜在尖端放电。潜在尖端局部放电是指未形成贯穿性放电的放电。因为如果由它激发成贯穿性放电,则不再是局部放电。潜在尖端部放电有两种形态:一是一次性放电,另一是重复性放电。一次性放电的潜在尖端一般由可

13、烧毁的杂质构成,放电后尖端自行消失。重复性放电的潜在尖端由油流起电的离子排列而成,生成离子的条件和形成尖端的条件同时存在时放电才会重复进行,消除其中一个条件便可使放电停止。两种放电的共同特点均是在油中产生以乙炔为主的特征气体,统称潜在尖端放电故障产气。局部放电故障产气（3）夹层放电故障产气 夹层是指固体绝缘(主要是纸板)之间的夹缝。夹层中的较高电场强度使水分和其他极性分子集积,称为夹层效应。由夹层效应引起的放电称为夹层放电。夹层放电分两种:一种立即形成贯穿性放电,如匝间绝缘的夹层放电;另一种由夹层放电发展成的树枝状放电。树枝状放电的形成有一个过程,在未形成贯穿性击穿之前,属于局部放电。夹层局部

14、放电开始时产生乙炔很少,但延伸之后,便引起绝缘大面积损坏。在未形成贯穿性放电故障之前产生的特征气体,称为夹层放电故障产气。局部放电故障产气（4）驱流放电故障产气 驱流放电是指导体中电流被驱逐到介质中形成的放电。驱流放电形成电弧(如分接开关飞弧)之后将使继电保护动作,产生跳闸事故,属于事故气体。此处所述驱流放电是指产生特征气体以乙炔为主的局部放电。驱流局部放电产生的特征气体,称为驱流放电故障产气。驱流放电与悬浮导体放电的区别在于,后者是由于电场作用引起绝缘局部击穿;而前者是由于振动或趋肤效应,使电流在介质中时通时断。过热故障产气过热故障产气 在变压器中与过热产气有关的电流分为工作电流、涡流和环流

15、3种。工作电流是指通过绕组的电流;涡流和环流是磁通(主要是漏磁通)在金属中感应产生的电流,在单个金属中流动的电流称为涡流,在多个金属连接成环路中通过的电流称为环流。通过绕组的电流,分正常工作电流和不正常工作电流。正常工作电流小于或等于绕组额定电流,包括空载运行时的励磁电流(空载电流);不正常工作电流是指绕组中流过超过额定值的电流,简称过电流。过电流时可能产生一些特征气体,在恢复正常运行后不再产气,可不按产气故障处理。基于上述情况,以下按工作电流回路、环路回路和涡流回路为系列,列举各种过热产气故障。过热故障产气（1）工作电流回路过热故障产气 工作电流回路过热产气故障主要由接触电阻增加引起,按过热

16、对象分为两种类型:a 电气连接接头过热故障产气 b 分接开关触头过热故障产气（2）2 环流回路过热故障产气A 铁心多点接地引起的过热故障产气。铁心多点接地是指除正常的一个接地线外,又出现了一个或多个意外接地点。因此产生环流,出现过热产气。形成意外接地点有多种可能。过热故障产气B 铁心的剪切侧片间短接点过热故障产气。铁心的剪切侧片间短接点过热产气故障,是指铁心叠片剪切侧发生片间接通,引起电容电流在该点集聚,形成过热点。电流密度越大,温度越高。C 铁心构架连接点的过热故障产气。大型电力变压器的铁心是由夹件、拉板、垫脚、撑板和拉带等连接成的构架,将硅钢片压紧并使绕组紧固而构成器身的。由于构架的每个方

17、框都耦合磁通,在方框内产生环流。当构架的连接点只保证机械强度,而没有保证通流能力时,则环流引起连接点(特别是靠近低压绕组出线的连接点)过热。过热故障产气D 引线附近闭环的接通点过热故障产气。绕组的电缆出线穿过套管时,电缆的裸露部分与套管中心的铜管内表面接触,简称穿缆碰铜管。这是发生最多也最具典型性的引线附近闭环的接通点过热产气故障。E 绕组中平行的相邻导线间短接故障产气。绕组中平行的相邻导线间短接点产气,是由于相邻导线之间(简称股间)的绝缘因受到短路力或运输冲撞力的作用而损坏,形成耦合漏磁通的闭环,产生环流。环流和工作电流相加的一股导线和短接处将发生过热,使油中出现过热性特征气体。特征气体中包

18、含乙炔,是导线在短接处烧熔的信号。过热故障产气（3）涡流回路过热故障产气 涡流回路过热故障分油箱内部故障和油箱外部故障。油箱外部的过热故障很容易被红外测温仪发觉,或者在下雨时发现冒热气。当最高温度超过120度时,都会得到处理。所以不会引起油箱内的油产生特征气体。涡流过热在油中产生特征气体的可能性不大,如引起产气,则称为涡流回路过热产气故障。事故产气产气事故可归纳为下列5类:(1)绕组内部短路事故。包括匝间、段间或层间绝缘事故。(2)绕组对地或其他绕组贯穿性放电事故。包括沿围屏树枝状放电,低压绕组对铁心放电等。(3)引线事故。包括低压侧引线相间短路,高压侧下瓷套沿面闪络等。(4)分接开关飞弧。包

19、括切换开关不能灭弧引起油室爆炸,动静触头因未接触上而建弧,三相式分接开关发生相间短路等。(5)套管爆炸事故。包括套管着火。上述事故发生后,都会在油箱中突然产生大量特征气体,统称为事故产气。DGA-粗略粗略判断判断将色谱分析结果的几项主要指标（总烃、乙炔、氢气）与注意值作比较各种充油电气设备油中气体含量的注意值设备主体部分主体部分含量含量L（气）（气）/L（油）（油）（ppm）220kv及以上及以上110KV及以下及以下变压器器电抗器抗器总烃150150乙炔乙炔15氢150150CO当当CO300时，相，相对产气率气率10%CO2可与可与CO结合合计算，算，CO2/CO的比的比值作参考作参考CT

20、总烃100100乙炔乙炔12氢150150PT总烃100100乙炔乙炔23氢150150套管套管甲甲烷100100乙炔乙炔12氢500500氢、烃气体含量限值判断组 分分含量含量L/L（ppm）正常正常注意注意故障故障H2100100200200CH445458080C2H635355050C2H45555100100C2H2551010C1+C2100100200200定性分析定性分析特征气体判断法：（过热性故障、放电性故障、过热和放电并存故障）判断故障性质的特征气体法序序号号故故 障障 性性 质特征气体的特点特征气体的特点1一般一般过热性故障性故障总烃较高，高，C2H25ppm。2严重重过

21、热性故障性故障总烃高高，C2H25ppm，但但C2H2未未构构成成总烃的的主主要要成成份份，H2含含量量较高。高。3局部放局部放电总烃不高，不高，CH4占占总烃中的主要成份，中的主要成份，H2100ppm。4火花放火花放电总烃不高，不高，C2H210ppm，H2较高。高。5电弧放弧放电总烃高，高，C2H2高并构成高并构成总烃中的主要成份，中的主要成份，H2含量高。含量高。6裸金属裸金属过热总烃高，高，CO、C2H2均在正常范均在正常范围。7金属金属过热并涉及固体并涉及固体绝缘总烃，开放式，开放式变压器，器，CO300L/L，乙炔正常。，乙炔正常。8固体固体绝缘过热总烃在在100L/L左右，开放

22、式，左右，开放式，CO300L/L。9金属金属过热并有放并有放电总烃高，高，C2H25，H2含量含量较高。高。气气体体特特征征随随着着故故障障类类型型、故故障障能能量量及及及及其其涉涉及及的的绝绝缘缘材材料料的的不不同同而而不不同同，即即故故障障点点产产生生烃烃类类气气体体的的不不饱饱和和度度与与故故障障源源的的能能量量密密度度之之间间有有密密切切关系。关系。气体中主要成份与异常情况的关系气体中主要成份与异常情况的关系变压器故障器故障类型型产生的气体生的气体组分分变压器油器油过热H2、CH4、C2H4、C2H6油和油和绝缘纸过热CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6油中有油中有电弧弧H

23、2、CH4、C2H4、C2H2、CH6油中局部放油中局部放电H2、CH4、C2H4、C2H6油中存在油中存在绝缘纸中中电弧弧CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2油中存在火花放油中存在火花放电H2、C2H2变压器器进水或受潮水或受潮H2（水在（水在电场作用下作用下进行行电解，并且水和解，并且水和钢铁材料起化学反材料起化学反应产生生氢气气）DGA-定量分析定量分析IEC三比值法：三比值法：根据电气设备内油，纸绝缘故障下裂解产生气体组份的相对浓度与温度的相互依赖关系，并选用两种溶解度和扩散系数相近的气体组分的比值作为判断故障性质的依据。判断故障性质的三比值法无编码比值法：无编码比

24、值法：油的化学电气检测方法上世纪初，将纸板上世纪初，将纸板(纤维素纤维素)浸入矿物油中用做变压浸入矿物油中用做变压器中的标准绝缘件，并且己被证明具有良好的电器中的标准绝缘件，并且己被证明具有良好的电气，化学和物理特性。但是，这种油纸绝缘系统气，化学和物理特性。但是，这种油纸绝缘系统随着时间会降解，特别是在高温运行环境中产生随着时间会降解，特别是在高温运行环境中产生氧和水分氧和水分(热老化热老化)。水分的产生加速纸的老化，而。水分的产生加速纸的老化，而老化产物中又包括水分反过来继续加速纸的老化，老化产物中又包括水分反过来继续加速纸的老化，与此同时由于不同程度的与此同时由于不同程度的局部放电和机械

25、应力局部放电和机械应力产产生的振动进一步使绝缘纸老化加速。在实际运行生的振动进一步使绝缘纸老化加速。在实际运行中，以上进程都是同时进行共同造成了绝缘系统中，以上进程都是同时进行共同造成了绝缘系统的老化使整个变压器绝缘系统的电气，化学和机的老化使整个变压器绝缘系统的电气，化学和机械性能受到影响。械性能受到影响。油的化学电气检测方法变压器油的分析主要包括以下几方面特性的分析:颜色/外观、微水含量、击穿电压、介质损耗系数、酸值和界面张力。油的酸值油的酸值测量通过滴定中和试验来实现，即确定用于滴定中和1g油样所需氢氧化钙的重量(单位为mg)。该方法可以测出油样中无机酸的含量以此来确定油样的氧化程度。推

26、荐的一些对于新油和运行中的油所需的中和量参照.界面张力界面张力是一种更准确的特性，它对于早期的老化非常敏感，而随着其它绝缘特性的不断恶化而逐渐减小。上述试验方法对于检测和判断正常情况下的满负荷运行的变压器中的油纸绝缘系统中的老化情况。溶解气体分析(DGA)用来确定油中分解产生的不同气体如氢，甲烷和其它碳氢化合物的浓度和产生速率，这对分析油纸绝缘系统中的故障和不规则现象如热点，不良接触点，电弧和局部放电有很大帮助.详细的分析步骤和方法参照IEC 60567,199232，试验结果标准见lEC 60599,197833。经验表明尽管有现行的标准规定，但由于分解气体含量受不同变压器的运行条件以及内部

27、结构的影响，正确判断一台变压器的故障仍然是件很困难的事。根据最新的研究溶解气休的产生速率相对来说比测量其绝对含量更能说明问题。高性能液相色谱法(HPLC)用于测量油中纤维素分解产物(吠喃化合物)，它是绝缘由于受热点和局部放电引起热老化的直接产物。HPLC并不是一项例行试验，但如果采用DGA检测到纤维素降解才有的碳氧化物出现时就应该建议进行HPLC试验。油中微水含量也是影响油性能的重要指标，因为水是始终存在于油中的主要非烃化合物。只要油中存在的水溶解在油中，它并不会明显影响油的电气强度。水分布于空气、油和绝缘纸之间，因此当溶解达到平衡时，每种介质的相对饱和程度是相同的。水在油中的溶解度随油的类型

28、而变化。油中芳香烃含量越高，水的溶解度越高。水的溶解度还随油的老化(氧化作用)而增大。温度对溶解度的影响很明显。在20时，油中可吸收40 x 10-“水，在8 0 0C时，可吸收400 x10-6的水。由此可以证明，抽取油样时，记录变压器油温的重要性。如果新注油变压器在20 0C时的含水量为50 x 10-6，则应当引起注意。固体绝缘诊断方法目前存在着常规和非常规的用于直接对变压器绝缘进行检测并判断其绝缘状态的试验方法，主要是一些离线电气无损测量，测量的量包括:直流电阻、极化指数、介质损耗系数、局部放电。R工频下介质损耗系数(tg8)的测量是一项普通的试验，它被应用于包括高压套管在内的变压器多

29、个不同绝缘件上。由于其测量gs值也受油纸几何结构的影响，因此通常具有相同或相近的绝缘结构的变压器才有可比性通过电气的或者超声波技术对变压器进行局部放电检测，可以有效地发现初始缺陷或高压绝缘的局部缺陷。如今也出现了对变压器放电进行现场测量的技术。这对于投入运行的新变压器来说可以实现对其长期性能监测，也可以对那些老变压器进行状态评估。非常规的技术介质响应的测量技术并不是一个新的技术，回顾以前的资料如都提到过该项技术。但在过去这些方法主要被用来进行试验室样品的绝缘特性研究，很少被应用到电缆或者变压器绝缘研究上来。因此这个领域中的一项重要突破就在于它将目前先进的测量与计算技术结合起来使原来的技术成为一

30、个更精确更有效的诊断工具，特别是对于现场的应用测量更为有效。其中基于时域极化的恢复电压法和极化去极化电流法主要通过时域的极化电流幅值和波形反映介质内部的介电信息，频域极化法则主要通过研究不同频率下介电常数和损耗的变化规律刚。近年来，由于测量技术的提高，使得介质极化检测的方法对于变压器的绝缘性能检测准确度不断的提高。使用介质极化性能测量的方法来评估变压器绝缘性能，具有试验简便、对变压器无损耗、不需要打开变压器采样等优点。变压器绝缘纸聚合度的分析本方法是目前判断变压器内部固体绝缘老化最为理想的依据。纸的主要化学成分是纤维素,而纤维素大分子是由D-葡萄糖单体联合而成,有1 000个以上单体,当纸老化

31、时,葡萄糖分子链变短(链接断开),而纸的聚合度正是代表了纤维分子中D-葡萄糖单体的个数,新的油浸纸聚合度值约为1 000,当聚合度在300-800时,纸的抗张强度呈线性关系,当聚合度小于250时,可以判断纸老化。变压器油中糠醛含量分析法糠醛是变压器绝缘纸老化过程中产生的一种呋喃类化合物,其分子式:C5H4O2,在常温及变压器运行温度范围内是液态,性质相对稳定。并且油中糠醛在绝缘系统中只来源于绝缘纸的老化分解,经实验室分析结果表明,油中糠醛含量与变压器绝缘纸聚合度的大小呈线性反比关系。因此,分析油中糠醛含量的高低和变化趋势可间接反映变压器固体绝缘老化的状况。频率响应分析法采用频率响应分析法判断变

32、压器绕组变形,主要是对绕组的幅频响应特性进行纵向或横向比较,并综合考虑变压器遭受短路冲击的情况、变压器结构、电器试验及油中溶解气体分析等因素；根据相关系数的大小,可较直观地反应出变压器绕组幅频响应特性的变化,通常可作为判断变压器绕组变形的辅助手段，变压器绕组变形判断方法主要有:纵向比较法和横向比较法。频率响应分析法纵向比较法,根据频率响应法检测原理,同一台变压器、同一绕组、同一分接开关位置幅频响应特性唯一,而跟测量时间无关,这一幅频响应特性可以形象的称为“指纹”，“指纹”数据往往在变压器状况良好的情况下测得,将不同时期的幅频响应特性与“指纹”数据比较,根据变化情况判断变压器的绕组变形，该方法具

33、有较高的检测灵敏度和判断准确度,但需要预先获得变压器原始的幅频响应特性,并应排除因检测条件及检测方式变化所造成的影响。频率响应分析法横向比较法是指对变压器同一电压等级的三相绕组幅频响应特性进行比较,必要时借鉴同一制造厂在同一时期制造的同型号变压器幅频响应特性,来判断变压器绕组是否变形“该方法不需要变压器原始幅频响应特性,现场应用较为方便,但应排除变压器的三相绕组发生相似程度的变形或者正常变压器绕组的幅频响应特性本身存在差异的可能性。介质响应一切电介质在电场的作用下都会出现极化、电导和损耗等电气物理现象，不过气体介质的极化、电导和损耗都很微弱，一般均可忽略不计。电介质的极化是指电介质在电场作用下

34、，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移和偶极子的取向现象，这时电荷的偏移大都是在原子或分子的范围内作微观位移，并产生电矩(即偶极矩)。电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，它与该电介质分子的极性强弱有关，还受到温度、外加电场频率等因素的影响。具有极性分子的电介质称为极性电介质，而由中性分子构成的电介质称为中性电介质，前者是即使没有外电场的作用其分子本身也具有电矩的电介质。介质响应 弛豫：弛豫的概念是从宏观的热力学唯象理论抽象出来的，它的定义是：一个宏观系统由于周围环境的变化或它经受了一个外界的作用而变成非热平衡状态，这个系统经过一定时间由非热平衡态过渡到新的热平衡状态的整个过程就称为弛豫。

35、宏观系统的热平衡从统计意义上来说，是以其中的粒子按某种能量分布规律来表征的，这种规律通常就是 Boltzmann 分布，因此弛豫过程实质上就是系统中微观粒子由于相互作用而交换能量，最后达到稳定分布的过程。介质响应 介电弛豫：在均匀外电场 E 中，具有偶极矩的极性分子将产生势能，为了降低势能，偶极矩将转向与电场平行的方向，而热运动使分子的平衡取向服从玻耳兹曼分布。当取消外电场时，介质分子将恢复到平均偶极矩为零的紊乱取向状态，该过程由于分子本身的惯性和介质的粘滞性需要一定时间才能完成，称为介电弛豫。介质响应：当给某系统施加一个输入（激励），该系统就会产生一个输出，这个输出就是该系统对这个输入（激励

36、）的响应，介质响应是以电介质为对象系统，以极化、介电弛豫为微观机理的一种响应。介质响应 介质响应函数：介质响应函数被定义为以 E(t)三角函数形式表示的电场激励和极化作用，响应函数描述了介质材料所具有的基本的“记忆”特性，它可以提供有关绝缘材料的重要信息。根据激励方式的不同，介质响应分为时域介质响应和频域介质响应。时域介质响应是以阶跃函数为激励，而频域介质响应则以周期函数的正弦波为激励。介质响应-极化去极化电流法采用PDC 测量方法的具体操作为：在一定时间（即极化时间）内，将约 100v 的直流阶越电压施加在高压和低压绕组之间，这样，就会产生变压器绝缘系统的充电电流，即所谓的极化电流。在电压施

37、加瞬间就会产生一个类似脉冲电流，该电流在整个极化时间内会逐渐降低，一直降到一个比较稳定的值。该值取决于绝缘系统本身的直流电导率。极化时间过后，将开关拨到另一个位置，将绝缘系统经安培表短路。此时放电电流会突变跳跃至一个负值上，然后逐渐衰减至零。以上两种电流均被称为松弛电流，存储在分析仪 中。这样就可以得到一个被参数化了的变压器主绝缘系统的电路模型。介质响应-极化去极化电流法该模型的所有参数均可通过已经测好的一定含水量的纸板样品材料的特性、油的参数以及主绝缘系统的结构来进一步确定。不同含水量下的松弛电流之间测量值与计算值之间的“最佳拟合”可以给出固体绝缘含水量和油电导率，结合其它诊断手段，就可以得

38、到一个可靠的老化评估。介质响应-回复电压法恢复电压测量的一个周期分为四个阶段，即充电、放电、测量和松弛阶段。绝缘介质在放电阶段放电一段时间，断开所有的开关，使其处于开路状态，这样没有释放完的束缚电荷就会在绝缘介质的两极形成电压，此电压即为恢复电压，不同充电时间下的恢复电压构成了恢复电压曲线。恢复电压曲线包括三个重要的参数：恢复电压的最大值 Umax、中心时间常数（达到最大值时对应的时间）tmax和曲线初始斜率 SR，这些参数与变压器油纸绝缘系统的老化程度和含水量等状态信息有密切相关，根据不同情况下这三个参数的变化情况，就可以评估油纸绝缘系统中绝缘油和绝缘纸的状态，从而进一步确定对电力设备采取具体措施。频谱分析法 在单一的频率下测量绝缘介质的介电响应有时并不能获得绝缘系统状态的全面信息。为了获得更多的信息，可以改变施加交流激励的频率，采用复电容和损耗因数等关于频率的参数来评估绝缘系统的老化状态。测量的复电容和损耗因数曲线的不同部分对应绝缘状态的不同信息，通过测量不同频率下的复电容和损耗因数，研究分析不同情况对曲线各段的影响，从而确定各段与绝缘系统状态信息的关系，这样就可以根据复电容和损耗因数曲线对电力设备绝缘系统老化状态进行评估。