【摘 要】
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油纸绝缘是高压电气设备中应用最广泛的绝缘形式,是电能发、输、变、配全过程中电气设备安全运行的重要保障,其可靠性直接关系到电力系统的稳定运行。受潮是油纸绝缘可靠性的最大威胁,含水量增加一方面会直接降低油纸绝缘的电气强度和机械强度,另一方面会增大介质损耗,加剧设备温升,加速绝缘老化,严重降低设备运行寿命及可靠性,因而准确分析油纸绝缘的受潮状态对保障设备安全具有重要的现实意义。频域介电谱法由于其无损检测
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油纸绝缘是高压电气设备中应用最广泛的绝缘形式,是电能发、输、变、配全过程中电气设备安全运行的重要保障,其可靠性直接关系到电力系统的稳定运行。受潮是油纸绝缘可靠性的最大威胁,含水量增加一方面会直接降低油纸绝缘的电气强度和机械强度,另一方面会增大介质损耗,加剧设备温升,加速绝缘老化,严重降低设备运行寿命及可靠性,因而准确分析油纸绝缘的受潮状态对保障设备安全具有重要的现实意义。频域介电谱法由于其无损检测、评估参量丰富的优势被广泛应用于油纸绝缘受潮诊断,但目前的研究都将设备油纸绝缘内部水分视作均匀分布直接评估其总体含水量,同时不考虑试验电压与运行电压差异引起的介电响应过程的差异。针对目前研究的不足,本文通过试验研究了不同受潮状态（含水量、水分分布）下油纸绝缘的频域介电响应特性,并建立计及介质非均匀特性的受潮状态的评估方法;同时针对实际油纸绝缘设备研究了高、低压介电特性的差异及高压介电响应的非线性。论文主要开展了以下工作:（1）研究水分含量、水分分布状态对油纸绝缘频域介电响应的影响。通过人工受潮模拟试验制备了不同水分含量、不同水分分布的油浸纸试验样品,测量了其频域介电响应。试验发现均匀状态下水分含量增大,油纸绝缘复电容和介质损耗因数都呈增大趋势,对含水量的敏感程度复电容虚部大于实部,低频段大于高频段;总含水量相同的油纸绝缘,随着不均匀程度增大,复电容虚部和介质损耗因数低频段减小,高频段增大;不均匀受潮油纸绝缘频域介电谱低频段反映最小含水量状态,高频段反映最大含水量状态。（2）研究考虑水分分布状态的油纸绝缘受潮评估方法。以拓展Debye模型作为油纸绝缘频域介电响应等效模型,通过模型参数拟合将离散的介电谱图建立了参数化联系;基于等效模型支路介电子谱分析提取了模型参数与介电谱的关联关系;以等效模型参数刻画介电谱图特征的方法作为受潮状态评估的总体路线,提出了基于模型中频参数融合的总含水量评估方法和高/低频参数融合的不均匀程度评估方法。（3）研究油纸绝缘设备宽频高压介电响应特性。通过电源组合搭建了电气设备宽频高压介电响应试验平台,以油纸绝缘套管作为研究对象,试验研究了高/低压介电特性的差异,进一步研究了电压幅值对高压介电响应的影响规律。研究发现油纸绝缘套管的高、低压介电响应存在显著差异,高压下设备的电导损耗和高频极化损耗都更显著,特别是低压试验难以反映设备的高频损耗特性;同时高压介电响应在低频段存在明显的电压相关性,随着电压幅值增大复电容实部减小,复电容虚部复电容虚部先增大后减小,而低压测试基本保持线性。
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