专利名称：基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法
技术领域：
本发明涉及属于变压器油纸绝缘状态评估和寿命预测技术领域，尤其是基于回复电压的油浸式变压器的绝缘纸聚合度的测试方法。
背景技术：
油浸式变压器绝缘故障占总故障的80%以上，最典型的故障就是其内部纤维素绝缘纸的老化。绝缘纸在长期受到电、热、水分等因素的作用下，其机械强度和电气强度逐渐下降，从而缩短了绝缘寿命。如果未能提前预测变压器的绝缘状态，就可能会带来严重的后果O目前，聚合度(DP, Degree of Polymerization)是判断绝缘纸老化程度普遍认可的参量。对于已经投运的油浸式变压器，要取得绝缘纸试样，需要对变压器进行吊芯或吊罩处理，这不仅给测试带来了不便，还可能会破坏油纸绝缘，给绝缘系统带来二次伤害，因此不宜在现场使用。回复电压法(RVM, Return Voltage Measurement)是利用电介质在直流电场作用下会发生极化现象，从而在其内部产生电场，经过一段时间的去极化后，该电场的变化就称为回复电压。通过检测该电压的变化情况来分析变压器的油纸绝缘状况。国内外的研究成果表明，变压器的绝缘状态可以用三个特征参数来表征，分别是回复电压最大值(Urmax)、回复电压初始斜率(Si)和中心时间常数(tcdom)。其中，Urmax和Si易受到绝缘纸厚度的影响，而tcdom几乎与绝缘纸厚度无关，且tcdom会随着绝缘纸聚合度DP的变化而呈现规律性的变化。因此，利用回复电压法测试绝缘纸聚合度的方法，能够真实地反映出绝缘纸的老化程度，为变压器检修策略的具体实施提供了指导性建议。RVM是一种非破坏性试验，其测试原理简单，接线方便，它不仅可以对运行很久的变压器绝缘状态进行评估，还可以对维修前后的变压器进行检测，为变压器的状态评估提供了新的检测手段，应用前景广阔。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于回复电压的绝缘纸聚合度的测试方法，以期克服油浸式变压器绝缘纸老化程度的评估方法中需要将变压器进行吊芯处理才能提取绝缘纸试样，且操作过程复杂、误差大，可能对绝缘纸造成二次伤害的技术缺陷。本发明的目的是这样实现的一种基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，本方法包括如下步骤
步骤一变压器准备，变压器停运且与线路可靠断开；变压器油纸绝缘温度降至环境温度；将变压器所有高压侧、中压侧和低压侧的套管用铜导线短接并接地，接地时间20分钟以上；拆除接地铜导线，将高压侧的三相套管、中压侧的三相套管和低压侧的三相套管分别短接；
步骤二 用铜线将高压绕组、变压器的接地端与回复电压测试装置的测试电缆的黑色接线端相连接，将低压绕组与回复电压测试装置的测试电缆的红色接线端相连接。回复电压测试装置要可靠接地；
步骤三启动回复电压测试装置，设置测试参数。参数设置包括充电电压Uc=IOOOV,充电时间Tc=300s，充放电时间比Tc/Td=2。测量开始后，系统会自动完成充电、放电、采集过程；当所测回复电压曲线先上升再平滑下降，一直到电压值基本稳定后，就终止测量；测量完成后，回复电压测试装置自动完成中心时间常数tcdom的计算；
步骤四关闭电源，将测试电缆的黑色接线端和红色接线端连接1(Γ20分钟，然后断开，重复步骤三，再进行两次测量，最后取平均值，作为tcdom的最终值；
步骤五将tcdom的值代入如下的计算公式来计算绝缘纸的聚合度，从而评估绝缘纸的老化程度；
tcdom=0. 03072*DP+15. 3563 ；
式中，tcdom—回复电压曲线的中心时间常数，单位为s ;DP—绝缘纸聚合度。测试装置采用的四川电力科学研究院和西南交通大学高电压实验室联合开发的回复电压测试仪。本发明与现有技术比较，具有显著的优点与积极效果1、提供了一种基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，解决了传统变压器油纸绝缘聚合度的诊断方法需要通过吊芯取纸样，操作复杂，误差大，且具有破坏性的技术不足问题。

2、本方法是无损的非破坏性检测，它不仅可以对运行长久的变压器绝缘状态进行评估，还可以对维修前后的变压器进行检测，为变压器的无损状态评估提供了新的检测手段，应用前景广阔。


图1是本发明所述测试过程所需各装置示意图。图中数字表示1 :电压显示窗口、2 :电流显示窗口、3 :电压调节旋钮、4 :电源、5 电源指示灯、6 :回复电压测试仪控制中心、7 :红色铜芯电缆接线端、8 :黑色铜芯电缆接线端、9 :测试变压器、10 :高压绕组、11 :低压绕组。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细的说明。需要强调的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明构思及其权利要求之范围。图1示意了本发明测试所需装置及连接方式，包括回复电压测试装置、回复电压测试仪控制中心6、红色铜芯电缆接线端7、黑色铜芯电缆接线端8、测试变压器9、高压绕组
10、低压绕组11。一种基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，包括如下步骤 步骤一变压器准备，变压器停运且与线路可靠断开；变压器油纸绝缘温度降至环境
温度；将变压器所有高压侧、中压侧和低压侧的套管用铜导线短接并接地，接地时间20分钟以上；拆除接地铜导线，将高压侧的三相套管、中压侧的三相套管和低压侧的三相套管分别短接；步骤二 如附图所示，用铜线将高压绕组10、变压器的接地端与回复电压测试装置的测试电缆的黑色铜芯电缆接线端8相连接，将低压绕组11与回复电压测试装置的测试电缆的红色铜芯电缆接线端7相连接，回复电压测试装置要可靠接地；
步骤三如附图1所示，打开回复电压测试装置的电源4，如果电源指示灯5亮，说明电源接通，否则，说明电路有故障，需要采取措施排除故障。系统参数的设置在回复电压测试仪的控制中心6设置充电时间Tc=300s，充放电时间比Tc/Td=2，调节电压调节旋钮3，直到电压显示窗口 I显示值为1000，然后在回复电压测试仪的控制中心6中启动测试，回复电压测试装置就自动完成充电、放电、回复电压的采集和中心时间常数tcdom的计算；
步骤四如附图1所示，关闭电源1，将测试电缆的红色接线端7和黑色接线端8连接1(Γ20分钟，重复步骤三，再进行两次测量，最后取平均值，作为tcdom的最终值；
步骤五将tcdom的值代入公式tcdom=0. 03072*DP+15. 3563中，即可得到绝缘纸的聚合度，从而评估绝缘纸的老化程度。式中，tcdom—回复电压曲线的中心时间常数，单位为s ;DP—绝缘纸聚合度；
当绝缘纸的聚合度高于800时，判定变压器绝缘状态良好；当绝缘纸的聚合度在400^800时，判定变压器绝缘状态一般，绝缘纸已经开始老化，需要查找是否属于正常老化；当绝缘纸的聚合度在20(Γ400时，判定变压器绝缘状态很差，需要进行相应的检修；当绝缘纸的聚合度低于200时，判断变压器绝缘状态极差，必须及时停止运行。实施例一
某变压器厂，采用回复电压测试装置对一台1987年投入运行的容量为150MVA/220kV的变压器，在改造前(试品I)和改造后(试品2)分别进行了测试，设置测试电压Uc=1000V，充电时间Tc=300s，充 放电时间比Tc/Td=2，测试结果如表I所示
表I测试结果
权利要求
1.一种基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，其特征在于，步骤如下 步骤一变压器准备，变压器停运且与线路可靠断开；变压器油纸绝缘温度降至环境温度；将变压器所有高压侧、中压侧和低压侧的套管用铜导线短接并接地，接地时间20分钟以上；拆除接地铜导线，将高压侧的三相套管、中压侧的三相套管和低压侧的三相套管分别短接； 步骤二 用铜线将高压绕组、变压器的接地端与回复电压测试装置的测试电缆的黑色接线端相连接，将低压绕组与回复电压测试装置的测试电缆的红色接线端相连接；回复电压测试装置要可靠接地； 步骤三启动回复电压测试装置，设置测试参数； 参数设置包括充电电压Uc=IOOOV,充电时间Tc=300s，充放电时间比Tc/Td=2 ;测量开始后，系统会自动完成充电、放电、采集过程；当所测回复电压曲线先上升再平滑下降，一直到电压值基本稳定后，就终止测量；测量完成后，回复电压测试装置自动完成中心时间常数tcdom的计算； 步骤四关闭电源，将测试电缆的黑色接线端和红色接线端连接1(Γ20分钟，然后断开，重复上述步骤三，再进行两次测量，最后取平均值，作为tcdom的最终值； 步骤五根据所测的中心时间常数tcdom来计算绝缘纸的聚合度，其计算公式为tcdom=0. 03072*DP+15.3563 ； 式中，tcdom—回复电压曲线的中心时间常数，单位为s ;DP—绝缘纸聚合度； 当绝缘纸的聚合度高于800时，判定变压器绝缘状态良好；当绝缘纸的聚合度在·400^800时，判定变压器绝缘状态一般，绝缘纸已经开始老化，需要查找是否属于正常老化；当绝缘纸的聚合度在20(Γ400时，判定变压器绝缘状态很差，需要进行相应的检修；当绝缘纸的聚合度低于200时，判断变压器绝缘状态极差，必须及时停止运行。
2.根据权利要求1所述的基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，其特征在于，无需要经过吊芯操作，并且不再用取样检测，可以准确判断绝缘纸的聚合度，有效评估变压器的绝缘状态。
全文摘要
本发明涉及变压器油纸绝缘状态评估和寿命预测技术领域。一种基于回复电压的油浸式变压器绝缘纸聚合度的测试方法，依序包括以下步骤(1)变压器停运且与线路可靠断开；变压器降温至环境温度；将变压器的所有套管短接并接地；(2)试验接线将高压绕组、变压器接地端与回复电压测试仪的测试电缆的黑色接线端相连，将低压绕组与回复电压测试仪的测试电缆的红色接线端相连；(3)设置参数并启动测试；(4)根据中心时间常数判断绝缘纸的聚合度；(5)根据绝缘纸聚合度评估油纸绝缘状态。本发明是一种非破坏性试验，其测试原理简单，接线方便，可以准确判断绝缘纸的聚合度，从而有效评估变压器的绝缘状态。
文档编号G01R31/12GK103063991SQ201210586440
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者姚晓, 高波, 彭倩, 王晓剑, 刘凡, 李先浪, 甘德刚, 吴广宁, 周利军, 陈凌, 高国强 申请人:四川电力科学研究院, 西南交通大学, 国家电网公司