LabVIEW编程实现油纸绝缘评估的极化去极化电流测试

极化去极化电流试验是一种有效的变压器油纸绝缘老化状态评估手段,但目前应用该方法的商业化产品类型较少,价格昂贵,应用灵活性较差。为了研究油纸绝缘老化对极化去极化电流特性的影响,通过LabVIEW编程和GPIB卡控制Keithley 6517A静电计,研制了1台极化去极化电流测试仪。并介绍了此仪器的测量原理、硬件结构和软件设计,采用本仪器对油纸绝缘试品开展了试验,同时与商业化仪器的技术性能进行了比较。结果表明,此仪器运行正常,使用灵活、方便,对油纸绝缘的老化状况反映灵敏,达到了商业化仪器的测试性能,可应用于极化去极化电流试验。     

基于复合条件下的油纸绝缘极化/去极化电流探讨

温度及湿度条件对极化/去极化电流曲线的影响较大,但许多研究只基于单个影响因素进行试验研究,因此提出了在复合条件下进行试验来研究温度及湿度复合变化条件下的极化/去极化曲线。通过模拟工程实际中的高温高湿、高温干燥、低温高湿、低温干燥条件下的极化/去极化曲线,发现了复合条件下的试验曲线变化规律。     

用于评估油纸绝缘热老化状态的极化/去极化电流特征参量

极化/去极化电流法能灵敏反映介质的绝缘状态,已被应用于变压器油纸绝缘的水分评估中,但通过该方法定量分析油纸绝缘的老化状态尚未见研究报道。为此,对油纸绝缘开展了110°C加速热老化试验,测量了不同老化时间下油纸绝缘样品的极化/去极化电流。通过分析极化/去极化电流特性的变化,提出了一种反映油纸绝缘热老化状态的新特征参量—去极化电量。研究结果表明,试品的去极化电流随老化程度加深不断增大,但其增大趋势微弱,而提出的去极化电量曲线则对试品绝缘老化状态反应极为敏感,且从该曲线中提取的系数A和最大值C这2个特征参量与绝缘纸聚合度满足一阶动力学模型关系式,可以用作评估油纸绝缘热老化程度的特征参量。     

基于极化/去极化电流法的变压器油纸绝缘影响因素研究

极化/去极化电流法作为一种新的反映变压器油纸绝缘状态的新方法,但环境因素尤其是温度和水分对油纸绝缘极化/去极化电流曲线有严重影响.为表征温度和水分对油纸绝缘极化/去极化电流特性变化规律,对极化/去极化电流法进行了建模,搭建了实验室测试平台,测试了油纸绝缘系统在不同温度和水分含量条件下的极化/去极化电流特性.结果表明：极化/去极化电流随温度升高、水分增加而增大,参数σ和a与温度和水分密切相关,可以作为评估油纸绝缘的绝缘状态的特征量.     

极化/去极化电流测试系统的设计及应用

极化/去极化电流(PDC)介电响应法是一种变压器油纸绝缘无损检测及寿命评估方法。以"特高压直流接入750 k V交流换流变压器研制"课题为背景,设计了一套极化/去极化电流测试系统,包含高压模块、开关模块、采集模块及终显模块的设计及选型。该法依据油纸绝缘的极化特性,测得极化/去极化电流,依托极化/去极化电流曲线的演变机制,评价变压器油纸绝缘劣化程度及寿命,从而综合诊断变压器的服役状态。     

基于极化-去极化电流法的实际变压器油纸绝缘老化状态的现场评估

为了研究极化-去极化电流法(PDC)对变压器油纸绝缘老化的现场诊断效果以及适用于现场诊断的老化特征参量,使用极化-去极化电流测试装置在现场条件下对多个存在不同老化问题的变压器进行了诊断。通过从极化-去极化电流中提取出的老化特征参量对各变压器的绝缘老化状态进行分析,并与现有的变压器绝缘诊断手段的测试结果进行对比。结果表明:PDC方法能够有效应用于现场变压器油纸绝缘老化状态的评估,提取出的综合电导率、绝缘油电导率以及低频介质损耗因数3个老化特征参量可以从不同方面反映变压器绝缘的老化情况,且结果与变压器绝缘电阻测试、绝缘油试验以及绝缘油介质损耗因数测试结果相符。     

温度对油纸绝缘极化去极化电流的影响

温度是影响介电响应方法测量结果的重要因素之一。为解决温度对极化去极化电流的影响,本文参照变压器绕组绝缘结构制作了油纸绝缘样品,测量了油纸样品在不同温度下的极化去极化电流,并提出了消除温度对极化去极化电流影响的新方法。结果表明:极化去极化电流均随温度升高而增大;极化去极化电流随测量时间逐渐减小并趋于稳定,去极化电流的"拐点"出现的时间随温度升高而减小;不同温度下的极化去极化电流均可通过时间平移因子和幅值平移因子移动到一条主曲线,消除了测试温度的影响;极化去极化电流的时间平移因子和幅值平移因子均满足Arrhenius方程,且利用时间平移因子和幅值平移因子分别求得油纸绝缘样品的活化能相差不大,约为61kJ/mol。     

基于极化/去极化电流法的油纸绝缘时域电导模型

时域介质响应法是一种评估变压器绝缘状态的新方法,然而目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量—极化电导率,并建立了时域电导模型。搭建了用来测试油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度下油纸绝缘的极化电导率,并计算了油浸纸的极化电导率。实验结果表明:油隙作为油纸绝缘极化特性的影响因素之一,在测试分析过程中应当予以考虑。极化电导率随温度升高而增大,充电时间一定时,极化电导率对数与温度倒数成线性关系。极化电导率能很好地表征油纸绝缘的极化特性,与频域响应法特征量—复介电常数的关系明确,为评估油纸绝缘状态提供了新的思路和有益参考。     

应用极化/去极化电流法评估变压器油纸绝缘水分含量

时域介质响应法作为评估变压器绝缘状态的新方法,目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量--极化电导率,建立了时域电导模型。搭建了油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度和水分条件下油纸绝缘的极化电导率并应用最小二乘法对时域电导模型参数进行了拟合。实验结果表明:极化电导率随温度和水分的增加而增大,时域电导模型能较好地反映油纸绝缘在不同温度和水分条件下的极化特性。根据时域电导模型参数直流电导率提出了评估油纸绝缘水分含量的方法并进行了验证,为诊断变压器油纸绝缘水分含量提供了有益参考。     

基于去极化电流法的变压器油纸绝缘状态

变压器油纸绝缘作为典型的复合电介质在老化过程中,其介电特性将发生显著的变化。本文为了研究油纸绝缘老化的介电响应特征量,设计了一套模拟变压器油纸绝缘老化的实验装置,研究了在加速电老化过程中,不同老化阶段的油纸绝缘的去极化电流,并利用傅立叶红外光谱分析了老化过程中油的化学组分的变化,作为对电老化程度的验证。研究结果表明,去极化电流的Debye等效电路模型能有效分析变压器油纸绝缘的老化状态,分析表明电路模型中最大和最小时间常数所对应的电阻R和电容C可作为老化特征量,其中最大时间常数所对应的Rmax、Cmax反应了绝缘油的老化情况,而最小时间常数对应的Rmin、Cmin反应了绝缘纸的老化情况。     

不均匀热老化油浸绝缘纸的极化/去极化电流特性研究

为研究温度梯度存在下,变压器油浸绝缘纸不均匀老化极化/去极化电流特性,文中在实验室条件下搭建不均匀热老化试验平台,进行不同温度梯度作用下油浸绝缘纸的不均匀热老化试验。通过测定试样的聚合度和极化/去极化电流得出如下结论:在温度梯度作用下,高温受热绝缘纸的聚合度下降速率大于低温受热绝缘纸;油浸绝缘纸老化后期,聚合度下降速度变缓;在同一温度等级下,处于温度梯度下的油浸绝缘纸老化更严重。油浸绝缘纸受热温度升高,其极化/去极化电流均向左上方平移,电导率增大;在同一温度等级下,油浸绝缘纸不均匀老化下的极化/去极化电流值更大;局部温度升高会加剧油浸绝缘纸老化。     

基于极化去极化的高压套管介电特性研究

笔者针对温度对套管的时域介电响应特性进行了研究。采用IEEE中对套管模型的测量数据,分析计算了极化去极化电流曲线(polarization and depolarization current,PDC)的介质响应函数。最后利用电荷差的(charge difference method,CDM)方法分析了测量数据并同常规测量计算进行对比,认为在测量3 000 s后就可以对直流电导率进行评价分析,对提高现场试验效率有很大的帮助。     

乙丙橡胶表面电痕腐蚀对极化/去极化电流的影响

为了探究乙丙橡胶绝缘的表面电痕放电对其极化去极化电流的影响,文中依据IEC 60587:2007模拟乙丙橡胶在实际运行中的表面污秽环境,对乙丙橡胶绝缘试样进行了电痕放电试验,分析了电痕的形成机理,测量了不同电痕腐蚀程度的试样的极化/去极化电流。试验结果表明:绝缘的潮湿污秽区域极易产生泄漏电流,并导致干燥区的形成。在干燥区内引发的重复放电会进一步破坏绝缘表面,从而形成电痕放电。乙丙橡胶的极化电流与其表面电痕腐蚀程度有关:随着乙丙橡胶表面电痕腐蚀程度加重,乙丙橡胶电导率升高,极化电流逐渐增大。     

应用极化/去极化电流法分析油纸绝缘微水扩散暂态过程

为将极化/去极化电流法用于油纸绝缘的微水扩散暂态过程研究,通过建立油纸绝缘微水扩散不平衡时的时域极化模型,提出了根据微水扩散达到稳态时的极化/去极化电流特性求解微水扩散不平衡时的极化/去极化电流的方法,并通过试验验证该方法的有效性。研究结果表明:随着水分含量的增加,油纸绝缘的极化/去极化电流增大,纸中微水分布的不均匀性产生的极化严重影响了油纸绝缘的极化/去极化电流特性,自由电荷迁移和界面极化建立变得困难和缓慢,极化/去极化电流减小;微水扩散不平衡时绝缘纸的电导率分布与纸中微水质量分数分布密切相关,可以作为表征纸中微水分布的特征量。     

发电机定子绕组极化去极化测试系统设计

本文针对发电机定子绕组原有的极化去极化手动记录测试系统进行改造,设计了基于Lab VIEW的极化去极化一体化自动测试系统。系统采用Lab VIEW作为软件开发平台,硬件为KEITHLEY 6487型皮安表、NI GPIB-USB-HS+数据采集卡和计算机,系统程序主要负责试验参数设置、试验数据储存以及试验数据处理。通过现场测试表明,该系统工作可靠、稳定,功能完善,操作界面直观、方便,易于管理,可为极化去极化测试提供实时监控及图形化显示。