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

频域介电谱测试仪
高压端
V 测量端 CHL A
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。
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频域介电谱测试仪
高压端
DL/T××××. ×—2020 A
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DL/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。
（B-1）
复电容为：
C
1 jZ
1 (sin Z
j cos)
（B-2）
复电容的实部和虚部分别为：
C() Re(C) sin Z
C() -Im(C) cos Z
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。
（B-3） （B-4）
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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
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DL/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
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，温度补偿必须用于不在 20°C 下进行的测量，这通常是通过使用 IEEE 62-1995 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。
高压端
频域介电谱测试仪
试品
AC
V
测量端 A
接地
图 B.1 FDS 测试基本原理图
如图 B.1 所示，若对试品电容施加正弦电压为U U0 ，测得电介质电流信号为 I I ，φ
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 2f ，则阻
2
抗可表示为
Z U/ I Z Z cos jZ sin
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：
高压端
a
x
A
X
V 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的输出端（高压端）。
频域介电谱测试仪
高压端
A
X
V 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
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。
附录 A
（规范性附录） 频域介电谱法测试接线方法
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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
A
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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 tanδ 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。
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。
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频域介电谱测试仪
高压端
V 测量端 A
DL/T××××. ×—2020 CHL
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。
C
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。
频域介电谱测试仪
高压端
a
x
A
X
V 测量端 A
双绕组
V 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。
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高压端
Hale Waihona Puke V 测量端 A图 A.8 油浸式电力电缆测试接线图
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