高压绝缘诊断的介电响应技术研究

论文摘要

介电响应法是一种非破坏性的绝缘状态诊断方法,这种方法通过时域测量绝缘的极化去极化电流,计算得到其低频特性,反映绝缘系统的状态。由于常规的绝缘诊断方法具有一定的局限性,论文提出了介电响应法并阐述该方法的测量方法和研究现状,然后详细介绍了介电响应法的基本理论和时频域关系。论文证实了傅里叶变换在介电响应法频域分析中通过测量时域电流信号替代低频段频域测量的可行性和正确性。由于测量低频介电特性需要花费大量的时间,而时域测量极化去极化电流时间较短,因此,我们可以通过傅里叶变换将时域测量的电流信号变到频域,获得介质的低频特性,代替直接用频域法进行测量,这样可大大减少测量的时间,有利于更快的进行绝缘状态诊断。最后,通过实验测量了绝缘纸板在不同电压和极化时间下的极化去极化电流,表明更充分的极化时间能获得更多的绝缘内部信息。由于水分是绝缘老化的产物,论文研究了水分对极化去极化电流的影响,含有水分时电流幅值变大,在曲线的后半段衰减缓慢。在此基础上,将干燥和吸潮纸板的去极化电流通过傅里叶变换计算得到其在低频段的复电容和损耗因数曲线,从损耗因数曲线图可以发现,水分的存在使得损耗因数值变大而且随着频率的增加曲线也变得平缓。实验结果证实了介电响应法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 介电响应法的国内外研究现状
• 1.2.1 介电响应的测量方法
• 1.2.2 介电响应法的应用
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 介电响应技术的基本理论
• 2.1 电介质的极化
• 2.1.1 极化的定义
• 2.1.2 极化的种类
• 2.2 电介质的能量损耗
• 2.2.1 电介质损耗
• 2.2.2 电介质损耗的种类
• 2.2.3 复介电常数
• 2.3 电介质极化的数学模型
• 2.3.1 介质响应时域关系
• 2.3.2 介质响应频域关系
• 2.3.3 扩展Debye 模型
• 2.4 时频域之间的变换
• 2.4.1 Hamon 近似
• 2.4.2 傅里叶变换
• 2.5 本章小结
• 第3章 傅里叶变换及其实现
• 3.1 快速傅里叶变换的基本原理
• 3.1.1 DFT 的基本原理
• 3.1.2 FFT 算法
• 3.2 傅里叶变换的实现
• 3.3 本章小结
• 第4章 实验及结果分析
• 4.1 实验系统和数据采集
• 4.1.1 实验系统
• 4.1.2 数据采集
• 4.2 实验数据分析
• 4.2.1 极化电压对PDC 曲线的影响
• 4.2.2 极化去极化时间对PDC 曲线的影响
• 4.2.3 水分对PDC 曲线的影响
• 4.2.4 傅里叶变换计算频域特性
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢