油纸绝缘电力设备频域介电谱法测试接线方法、原理、温度影响、数据库

1、DL/T×××× .× 2020附录 A（规范性附录）频域介电谱法测试接线方法A.1 油浸式套管套管单体的测试接线如图A.1 所示，频域介电谱测试仪的电压输出端（高压端） 连接至套管的导杆，电流测量端连接至被测套管末屏，接地线可就近与套管外壳金属部分进行电气连接。频域介电谱测试仪高压端V测量端AC图 A.1 套管本体测试接线图A.2 油浸式电力变压器单相双绕组油浸式电力变压器的测试接线如图A.2 所示，低压套管短接后连接至频域介电谱测试仪的电压输出端（高压端），高压套管短接后连接至电流测量端，接地线可就近与变压器的金属外壳进行电气连接。频域介电

2、谱测试仪高压端AXaxV测量端A双绕组变压器CHL图 A.2 单相双绕组油浸式电力变压器测试接线图1DL/T×××× .× 2020单相双绕组自耦变压器绝缘的频域介电谱测试，高压绕组、中压绕组及中性点短接连接至频域介电谱测试仪的测量端，低压绕组连接至介电响应测试仪的高压端，屏蔽线连接至变压器外壳。试验接线如图 A.3 所示。频域介电谱测试仪高压端AXaxV测量端A自耦变压器CHL图 A.3单相双绕组自耦变压器试验接线图A.3 油浸式电抗器油浸式电抗器的测试接线如图A.4 所示。频域介电谱测试仪的测量端连接至外壳，绕组短接并连接至频域介电谱测试仪

3、的输出端（高压端）。频域介电谱测试仪高压端AXV测量端A电抗器CHL图 A.4油浸式电抗器测试接线图A.4 油浸式电流互感器带末屏的油浸式电流互感器的测试接线如图A.5 所示。频域介电谱测试仪的输出端（高压端） 接一次导杆，频域介电谱测试仪的测量端接至末屏。2DL/T×××× .× 2020频域介电谱测试仪高压端VCHL测量端A图 A.5 油浸式电流互感器（带末屏）测试接线图不带末屏的油浸式电流互感器频域介电谱测试接线如图A.6 所示。频域介电谱测试仪的输出端（高压端）接一次导杆，二次绕组短接接至频域介电谱测试的测量端子。频域介电谱测试仪高压端

4、V测量端CHLA图 A.6油浸式电流互感器（不带末屏）测试接线图A.5 油浸式电压互感器电磁式电压互感器频域介电谱测试接线如图A.7 所示。一次侧绕组短接接至输出端（高压端），二次侧绕组短路并连接至频域介电谱测试仪的测量端子。3DL/T×××× .× 2020频域介电谱测试仪高压端AV测量端A电压互CHL感器图 A.7 油浸式电压互感器测试接线图A.6油浸式电力电缆油浸式电力电缆的频域介电谱测试接线如图A.8 所示。被测相接至输出端（高压端），其他两相短接接地并连接至频域介电谱测试仪的测量端子。频域介电谱测试仪高压端V测量端A图 A.8油浸式电

5、力电缆测试接线图4DL/T×××× .× 2020附录 B（资料性附录）频域介电谱法测试原理频域介电谱法测试是指对试品施加不同频率的交流电压，获得流过试品的电流幅值与相位，进而计算得到试样的复电容实部、复电容虚部、介质损耗角正切值tan等与频率相关的介电参数。频域介电谱测量方法与常规的工频介质损耗测量类似，只是将测量频率拓宽。由于电介质自身的介电特性，在不同频率下具有不同的极化和弛豫过程，因此介质损耗不同。其测试基本原理如图B.1所示。高压端试品频域介电谱测试仪ACV测量端A接地图 B.1 FDS 测试基本原理图如图B.1 所示，若对试品电容施

6、加正弦电压为UU 0 ，测得电介质电流信号为I I，为电流信号超前于电压信号的相位，阻抗的模Z= U/I ，介质损耗角- ，角频率2 f，则阻2抗可表示为Z U/IZZ cosjZ sin（B-1）复电容为：C11j cos)（B-2）Z(sinjZ复电容的实部和虚部分别为：C ()Re(C )C ()-Im (C )sinZcosZ（ B-3 ）（ B-4 ）通过上述公式可计算出不同频率下的介质损耗正切值（tan ）和复电容等参数值。5DL/T×××× .× 2020附录 C（资料性附录）温度对频域介电谱的影响由于绝缘性能取决于温度，温度补偿

7、必须用于不在20°C 下进行的测量，这通常是通过使用IEEE62-1995 中建议的某些类别设备的温度校正表值来实现的。然而，该表中的温度校正系数通常是不同材料的平均值，并描述了“正常”条件下的材料。实际上，绝缘材料的状况是未知的，因此，对单个设备的校正可能会出错。图 C.1 是具有不同功率因数校正系数的变压器示例。一般来说，干绝缘的介电性能对温度的依赖性较小，而温度对湿绝缘的影响很大。图 C.1不同功率因数校正系数的变压器示例据各种文献记载，温度的升高/降低使曲线向高/低频率移动，而曲线形状不变，如图C.2 所示。图 C.2 温度的升高 / 降低使曲线向高 / 低频率移动根据绝缘材

8、料的实际温度特性，建立了一种新的温度校正算法，它不使用平均校正值，而是考虑了温度校正的条件。因此，它能够以更可靠的方式为单个设备提供温度校正。以最简单的介电性质德拜弛豫为例，其与温度有关的复介电常数可写为：6DL/T×××× .× 2020其中， Ea 是绝缘材料（ j ）的活化能， kB 是玻尔兹曼常数（1.38*10 -23 j/k ），T 是物体的温度（ k）。活化能可以通过水平移动从不同温度获得的复杂相对介电常数曲线来确定，直到在选定的参考温度下形成大致连续的曲线。这条曲线就是所谓的“主曲线”。图 C.3 在不同温度下，对一个物体进行一

9、组介电谱测量，形成主曲线。在此之后，将对数尺度上的位移距离与温度的乘法逆标绘出来。图C.4 中直线的斜率（绝对值）等于活化能。图 C.4. 绘制温度的位移距离与倒数在已知活化能的情况下，将测得的介电谱曲线按距离L 以对数尺度移动，即可实现从温度T1 到温度 T2 的校正，其等于：上述描述是具有已知活化能的单一材料的温度校正过程。油纸绝缘套管绝缘系统由牛皮纸和矿物油组成。牛皮纸的活化能约为1-1.05 eV ，而矿物油的活化能约为0.4-0.5 eV 。尽管油部分体积小，但通过对材料和X-Y 模型的结合应用算法，可以实现套管介电谱结果的精确校正。7DL/T×××× .× 2020附录 D（资料性附录）不同含水量的油浸绝缘纸（板）的频域介电谱数据库温度 25下含水量0.5%-6% 绝缘纸（板）的频域介电谱标准曲线如图D.1 、 D.2 及 D.3