變壓器監(jiān)測與絕緣診斷方法監(jiān)測診斷變壓器監(jiān)測監(jiān)測儀器的可靠性監(jiān)測儀器的經(jīng)濟(jì)性：價(jià)格、備品提供報(bào)警信號(hào)安裝在已運(yùn)行的變壓器上目的：可以檢測出發(fā)展性故障及改變檢修周期變壓器監(jiān)測-發(fā)展性故障關(guān)鍵參數(shù)

變壓器事故中，有載分接開關(guān)占41%，線圈占19%，套管占12%，油箱和流體占13%，鐵芯占3%，其它為輔助設(shè)備。線圈作為主要部件需要被監(jiān)測，涉及有載分接開關(guān)和主絕緣。絕緣和線圈的重要參數(shù)是油中氣體含量和局部放電。其它包括：振動(dòng)監(jiān)測、溫度監(jiān)測、負(fù)荷監(jiān)測。變壓器監(jiān)測-發(fā)展性故障有載分接開關(guān)：機(jī)械故障和電氣故障機(jī)械故障：電動(dòng)機(jī)電流監(jiān)測；測量分接開關(guān)油箱油溫與主油箱油溫；-不全面振動(dòng)監(jiān)測：油中氣體：DGA；在線的氫監(jiān)測裝置；陣列傳感器。局部放電變壓器絕緣診斷-熱故障DGA聚合度：確定纖維素聚合度值。呋喃混合物分析溫度記錄變壓器絕緣診斷-絕緣故障局部放電變壓器絕緣診斷-機(jī)械故障頻率響應(yīng)分析漏抗變壓器絕緣診斷-總體故障介質(zhì)響應(yīng)，回復(fù)電壓，極化去極化電流油分析呋喃混合物分析2固體紙絕緣故障固體紙絕緣是油浸變壓器絕緣的主要部分之一，包括:絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是纖維素，化學(xué)表達(dá)式為(C6H10o6)n)，式中n為聚合度。一般新紙的聚合度為1300左右，當(dāng)下降至250左右，其機(jī)械強(qiáng)度己下降了一半以上，極度老化致使壽命終止的聚合度為150-200。絕緣紙老化后，其聚合度和抗張強(qiáng)度將逐漸降低，并生成水、CO,CO2，其次還有糠醛(吠喃甲醛)。這些老化產(chǎn)物大都對(duì)電氣設(shè)備有害.會(huì)使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介損增大、抗拉強(qiáng)度下降，甚至腐蝕設(shè)備中的金屬材料。固體紙絕緣故障固體絕緣具有不可逆轉(zhuǎn)的老化特性，其機(jī)械和電氣強(qiáng)度的老化降低都是不能恢復(fù)的。變壓器的壽命主要取決于絕緣材料的壽命，因此油浸變壓器固體絕緣材料，應(yīng)既具有良好的電絕緣性能和機(jī)械特性，而且長年累月的運(yùn)行后，其性能下降較慢，即老化特性好。固體紙絕緣故障(1)紙纖維材料的性能。極性的纖維素不但易于吸潮(水分是強(qiáng)極性介質(zhì))，而且當(dāng)紙纖維吸水時(shí)，使氫氧根之間的相互作用力變?nèi)?在纖維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的條件下機(jī)械強(qiáng)度急劇變壞，因此，紙絕緣部件一般要經(jīng)過干燥或真空干燥處理和浸油或絕緣漆后才能使用.固體紙絕緣故障(2)紙絕緣材料的機(jī)械強(qiáng)度。油浸變壓器選擇紙絕緣材料最重要的因素除紙的纖維成分、密度、滲透性和均勻性以外，還包括機(jī)械強(qiáng)度的要求，包括耐張強(qiáng)度、沖壓強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和堅(jiān)韌性。判斷固體絕緣性能可以設(shè)法取樣測量紙或紙板的聚合度，或利用高效液相色譜分析技術(shù)測量油中糠醛含量、以便于分析變壓器內(nèi)部存在故障時(shí)，是否涉及固體絕緣或是否存在引起線圈絕緣局部老化的低溫過熱，或判斷固體絕緣的老化程度。固體紙絕緣故障(3)紙纖維材料的劣化。主要包括三個(gè)方面:1)纖維脆裂。當(dāng)過度受熱使水分從纖維材料中脫離，更會(huì)加速纖維材料脆化。由于紙材脆化剝落，在機(jī)械振動(dòng)、電動(dòng)應(yīng)力、操作波等沖擊力的影響下可能產(chǎn)生絕緣故障而形成電氣事故。

2)纖維材料機(jī)械強(qiáng)度下降。纖維材料的機(jī)械強(qiáng)度隨受熱時(shí)間的延長而下降，當(dāng)變壓器發(fā)熱造成絕緣材料水分再次排出時(shí)，絕緣電阻的數(shù)值可能會(huì)變高，但其機(jī)械強(qiáng)度將會(huì)大大下降，絕緣紙材將不能抵御短路電流或沖擊負(fù)荷等機(jī)械力的影響。

3)纖維材料本身的收縮。纖維材料在脆化后收縮，使夾緊力降低，可能造成收縮移動(dòng)，使變壓器繞組在電磁振動(dòng)或沖擊電壓下移位摩擦面損傷絕緣。液體油絕緣故障變壓器油劣化的原因指變壓器油質(zhì)變壞，按輕重程度可分為污染和劣化兩個(gè)階段。污染是油中混入水分和雜質(zhì)，這些不是油氧化的產(chǎn)物，污染油的絕緣性能會(huì)變壞.擊穿電場強(qiáng)度降低，介質(zhì)損失角增大。劣化是油氧化后的結(jié)果，當(dāng)然這種氧化并不僅指純凈油中烴類的氧化，而是存在于油中雜質(zhì)將加速氧化過程，特別是銅、鐵、鋁金屬粉屑等。氧來源于變壓器內(nèi)的空氣，即使在全密封的變壓器內(nèi)部仍有容積為0.25%左右的氧存在，氧的溶解度較高，因此在油中溶解的氣體中占有較高的比率。液體油絕緣故障變壓器油氧化時(shí)，作為催化劑的水分及加速劑的熱量，使變壓器油生成油泥，其影響主要表現(xiàn)在;在電場的作用下沉淀物粒子大;雜質(zhì)沉淀集中在電場最強(qiáng)的區(qū)域，對(duì)變壓器的絕緣形成導(dǎo)電的“橋”;沉淀物并不均勻而是形成分離的細(xì)長條，同時(shí)可能按電力線方向排列，這樣無疑妨礙了散熱，加速了絕緣材料老化，并導(dǎo)致絕緣電阻降低和絕緣水平下降。油的氧化過程是由兩個(gè)主要反應(yīng)條件構(gòu)成的，其一是變壓器中酸值過高.油呈酸性。其二是溶于油中的氧化物轉(zhuǎn)變成不溶于油的化合物，從而逐步使變壓器油質(zhì)劣化。不同的老化裂化導(dǎo)致不同的故障氣體成分，這對(duì)于變壓器的故障診斷相當(dāng)重要，目前根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的變壓器油故障類型及其對(duì)應(yīng)故障氣體如表3電力變壓器絕緣診斷方法油的化學(xué)電氣檢測方法固體絕緣的電氣檢測方法DGA變壓器運(yùn)行中的產(chǎn)氣分類自然老化產(chǎn)氣自然老化產(chǎn)氣是指變壓器油紙絕緣在運(yùn)行中受熱和電的作用,發(fā)生緩慢的化學(xué)變化,產(chǎn)生少量的特征氣體和較多的CO和CO2。它不屬于產(chǎn)氣故障。外來氣源產(chǎn)氣(1)有載調(diào)壓油箱漏油故障氣體。操作變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)時(shí),會(huì)在有載調(diào)壓油箱內(nèi)產(chǎn)生電弧,引起油分解。所以對(duì)有載調(diào)壓分接開關(guān)的切換開關(guān)都設(shè)有單獨(dú)的有載調(diào)壓油箱。當(dāng)該油箱存在滲漏故障時(shí),主油箱中出現(xiàn)的特征氣體稱為有載調(diào)壓油箱漏油故障氣體。DGA-變壓器運(yùn)行中的產(chǎn)氣分類(2)套管故障產(chǎn)氣。電容式套管發(fā)生故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的特征氣體。如:套管測屏的引出線與末屏的接觸不良,產(chǎn)生局部放電；套管心子絕緣受潮,發(fā)生電容屏間擊穿或沿心子絕緣表面或瓷套內(nèi)表面爬電；導(dǎo)桿式套管的連接導(dǎo)管與卷心導(dǎo)管之間的等電位連接片過熱。套管內(nèi)的特征氣體,可能在分析套管中油時(shí)被發(fā)現(xiàn),也可能在滲漏到主油箱后被發(fā)現(xiàn)。在分析變壓器主體外部產(chǎn)氣故障時(shí),套管產(chǎn)氣故障是指后者。(3)潛油泵故障產(chǎn)氣。冷卻器的潛油泵因?yàn)殡姍C(jī)絕緣擊穿或機(jī)械摩擦,都可能產(chǎn)生特征氣體。多數(shù)是過熱性氣體,也可能有放電性氣體。由潛油泵故障引起主油箱中出現(xiàn)的特征氣體,稱為潛油泵故障產(chǎn)氣。DGA-變壓器運(yùn)行中的產(chǎn)氣分類(4)帶油補(bǔ)焊氣體。變壓器油箱的焊縫存在滲漏油故障時(shí),一般只能在油箱充滿油的條件下進(jìn)行電焊。如果操作不當(dāng),或者補(bǔ)焊的范圍較大,則可能使油箱內(nèi)表面的漆層碳化,并使油分解。這種情況下在油箱內(nèi)油中出現(xiàn)的特征氣體,稱為帶油補(bǔ)焊氣體。(5)故障殘余氣體。變壓器發(fā)生產(chǎn)氣事故或產(chǎn)氣故障后,產(chǎn)生的大量特征氣體到處擴(kuò)散和滲透。在故障確已消除的情況下,如果檢修時(shí)故障氣體未能徹底清除,則變壓器恢復(fù)運(yùn)行后,油中特征氣體(特別是乙炔)會(huì)逐漸增加。在增長到一定濃度后,不再增長。此時(shí)才能定為故障殘余氣體。(6)油中摻雜氣體。按GB/T7252)2001中規(guī)定,變壓器出廠和投運(yùn)前的乙炔含量應(yīng)為零。如果在新注入變壓器的油中發(fā)現(xiàn)有特征氣體,特別是乙炔氣體,則是注油工作的失誤,應(yīng)視為一種故障。此種故障的氣體稱為油中摻雜氣體。DGA-變壓器運(yùn)行中的產(chǎn)氣分類

局部放電故障產(chǎn)氣

變壓器內(nèi)的放電分貫穿性放電和局部放電。前者是事故,后者是故障。由局部放電引起產(chǎn)生的特征氣體,稱為局部放電故障產(chǎn)氣。局部放電分氣隙放電、懸浮導(dǎo)體放電、尖端放電、夾層放電和驅(qū)流放電。氣隙放電是絕緣中氣體在電場作用下發(fā)生電離和去電離的過程。在未引起油和紙絕緣分解之前,DGA是不能檢知?dú)庀斗烹娞卣鳉怏w的。DGA能檢知的局部放電故障有懸浮導(dǎo)體放電產(chǎn)氣故障、尖端放電產(chǎn)氣故障、夾層放電產(chǎn)氣故障和驅(qū)流放電產(chǎn)氣故障4種。局部放電故障產(chǎn)氣（1）懸浮導(dǎo)體放電故障產(chǎn)氣變壓器內(nèi)的懸浮導(dǎo)體是在下列3種情況下形成的:a：部分導(dǎo)體與原來相連的導(dǎo)體分離。如套管下端的均壓球連接螺紋松動(dòng)或固定均壓球電位的連線開斷;鐵心電屏蔽的薄銅皮條斷裂。b:在繞組絕緣上存在體積較大的金屬異物。如繞組上遺留一把小刀或一個(gè)板手。C：該固定電位的金屬未予固定。如有的無勵(lì)磁分接開關(guān)操作桿的金屬撥叉電位是不固定的;油箱磁屏蔽與油箱之間缺乏可靠的連接。

懸浮導(dǎo)體產(chǎn)生局部放電需有兩個(gè)條件:一是經(jīng)電容分壓取得足夠的電壓和電能;二是導(dǎo)體引起電場畸變產(chǎn)生特征氣體,達(dá)到能使局部絕緣擊穿的程度。由此產(chǎn)生的局部放電稱懸浮導(dǎo)體放電。懸浮導(dǎo)體放電產(chǎn)生的特征氣體,稱為懸浮導(dǎo)體放電故障產(chǎn)氣。（2）尖端放電故障產(chǎn)氣

尖端是尖形電極的簡稱。在變壓器內(nèi)尖端可分為兩種:一種叫可見尖端,是指電場中曲率很大的金屬電極;另一種叫潛在尖端,是指由導(dǎo)體微粒、半導(dǎo)體塵埃、吸水纖維、正負(fù)離子及水分子等線狀排列形成的電極。運(yùn)行中一般不會(huì)再發(fā)生可見尖端放電,但可能發(fā)生潛在尖端放電。潛在尖端局部放電是指未形成貫穿性放電的放電。因?yàn)槿绻伤ぐl(fā)成貫穿性放電,則不再是局部放電。潛在尖端部放電有兩種形態(tài):一是一次性放電,另一是重復(fù)性放電。一次性放電的潛在尖端一般由可燒毀的雜質(zhì)構(gòu)成,放電后尖端自行消失。重復(fù)性放電的潛在尖端由油流起電的離子排列而成,生成離子的條件和形成尖端的條件同時(shí)存在時(shí)放電才會(huì)重復(fù)進(jìn)行,消除其中一個(gè)條件便可使放電停止。兩種放電的共同特點(diǎn)均是在油中產(chǎn)生以乙炔為主的特征氣體,統(tǒng)稱潛在尖端放電故障產(chǎn)氣。局部放電故障產(chǎn)氣（3）夾層放電故障產(chǎn)氣夾層是指固體絕緣(主要是紙板)之間的夾縫。夾層中的較高電場強(qiáng)度使水分和其他極性分子集積,稱為夾層效應(yīng)。由夾層效應(yīng)引起的放電稱為夾層放電。夾層放電分兩種:一種立即形成貫穿性放電,如匝間絕緣的夾層放電;另一種由夾層放電發(fā)展成的樹枝狀放電。樹枝狀放電的形成有一個(gè)過程,在未形成貫穿性擊穿之前,屬于局部放電。夾層局部放電開始時(shí)產(chǎn)生乙炔很少,但延伸之后,便引起絕緣大面積損壞。在未形成貫穿性放電故障之前產(chǎn)生的特征氣體,稱為夾層放電故障產(chǎn)氣。局部放電故障產(chǎn)氣（4）

驅(qū)流放電故障產(chǎn)氣驅(qū)流放電是指導(dǎo)體中電流被驅(qū)逐到介質(zhì)中形成的放電。驅(qū)流放電形成電弧(如分接開關(guān)飛弧)之后將使繼電保護(hù)動(dòng)作,產(chǎn)生跳閘事故,屬于事故氣體。此處所述驅(qū)流放電是指產(chǎn)生特征氣體以乙炔為主的局部放電。驅(qū)流局部放電產(chǎn)生的特征氣體,稱為驅(qū)流放電故障產(chǎn)氣。驅(qū)流放電與懸浮導(dǎo)體放電的區(qū)別在于,后者是由于電場作用引起絕緣局部擊穿;而前者是由于振動(dòng)或趨膚效應(yīng),使電流在介質(zhì)中時(shí)通時(shí)斷。過熱故障產(chǎn)氣過熱故障產(chǎn)氣在變壓器中與過熱產(chǎn)氣有關(guān)的電流分為工作電流、渦流和環(huán)流3種。工作電流是指通過繞組的電流;渦流和環(huán)流是磁通(主要是漏磁通)在金屬中感應(yīng)產(chǎn)生的電流,在單個(gè)金屬中流動(dòng)的電流稱為渦流,在多個(gè)金屬連接成環(huán)路中通過的電流稱為環(huán)流。通過繞組的電流,分正常工作電流和不正常工作電流。正常工作電流小于或等于繞組額定電流,包括空載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流(空載電流);不正常工作電流是指繞組中流過超過額定值的電流,簡稱過電流。過電流時(shí)可能產(chǎn)生一些特征氣體,在恢復(fù)正常運(yùn)行后不再產(chǎn)氣,可不按產(chǎn)氣故障處理。

基于上述情況,以下按工作電流回路、環(huán)路回路和渦流回路為系列,列舉各種過熱產(chǎn)氣故障。過熱故障產(chǎn)氣（1）工作電流回路過熱故障產(chǎn)氣工作電流回路過熱產(chǎn)氣故障主要由接觸電阻增加引起,按過熱對(duì)象分為兩種類型:

a電氣連接接頭過熱故障產(chǎn)氣b分接開關(guān)觸頭過熱故障產(chǎn)氣（2）2環(huán)流回路過熱故障產(chǎn)氣A鐵心多點(diǎn)接地引起的過熱故障產(chǎn)氣。鐵心多點(diǎn)接地是指除正常的一個(gè)接地線外,又出現(xiàn)了一個(gè)或多個(gè)意外接地點(diǎn)。因此產(chǎn)生環(huán)流,出現(xiàn)過熱產(chǎn)氣。形成意外接地點(diǎn)有多種可能。過熱故障產(chǎn)氣B鐵心的剪切側(cè)片間短接點(diǎn)過熱故障產(chǎn)氣。

鐵心的剪切側(cè)片間短接點(diǎn)過熱產(chǎn)氣故障,是指鐵心疊片剪切側(cè)發(fā)生片間接通,引起電容電流在該點(diǎn)集聚,形成過熱點(diǎn)。電流密度越大,溫度越高。C鐵心構(gòu)架連接點(diǎn)的過熱故障產(chǎn)氣。

大型電力變壓器的鐵心是由夾件、拉板、墊腳、撐板和拉帶等連接成的構(gòu)架,將硅鋼片壓緊并使繞組緊固而構(gòu)成器身的。由于構(gòu)架的每個(gè)方框都耦合磁通,在方框內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流。當(dāng)構(gòu)架的連接點(diǎn)只保證機(jī)械強(qiáng)度,而沒有保證通流能力時(shí),則環(huán)流引起連接點(diǎn)(特別是靠近低壓繞組出線的連接點(diǎn))過熱。過熱故障產(chǎn)氣D引線附近閉環(huán)的接通點(diǎn)過熱故障產(chǎn)氣。

繞組的電纜出線穿過套管時(shí),電纜的裸露部分與套管中心的銅管內(nèi)表面接觸,簡稱穿纜碰銅管。這是發(fā)生最多也最具典型性的引線附近閉環(huán)的接通點(diǎn)過熱產(chǎn)氣故障。E繞組中平行的相鄰導(dǎo)線間短接故障產(chǎn)氣。繞組中平行的相鄰導(dǎo)線間短接點(diǎn)產(chǎn)氣,是由于相鄰導(dǎo)線之間(簡稱股間)的絕緣因受到短路力或運(yùn)輸沖撞力的作用而損壞,形成耦合漏磁通的閉環(huán),產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流和工作電流相加的一股導(dǎo)線和短接處將發(fā)生過熱,使油中出現(xiàn)過熱性特征氣體。特征氣體中包含乙炔,是導(dǎo)線在短接處燒熔的信號(hào)。過熱故障產(chǎn)氣（3）渦流回路過熱故障產(chǎn)氣渦流回路過熱故障分油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱外部的過熱故障很容易被紅外測溫儀發(fā)覺,或者在下雨時(shí)發(fā)現(xiàn)冒熱氣。當(dāng)最高溫度超過120度時(shí),都會(huì)得到處理。所以不會(huì)引起油箱內(nèi)的油產(chǎn)生特征氣體。

渦流過熱在油中產(chǎn)生特征氣體的可能性不大,如引起產(chǎn)氣,則稱為渦流回路過熱產(chǎn)氣故障。事故產(chǎn)氣產(chǎn)氣事故可歸納為下列5類:(1)繞組內(nèi)部短路事故。包括匝間、段間或?qū)娱g絕緣事故。(2)繞組對(duì)地或其他繞組貫穿性放電事故。包括沿圍屏樹枝狀放電,低壓繞組對(duì)鐵心放電等。(3)引線事故。包括低壓側(cè)引線相間短路,高壓側(cè)下瓷套沿面閃絡(luò)等。(4)分接開關(guān)飛弧。包括切換開關(guān)不能滅弧引起油室爆炸,動(dòng)靜觸頭因未接觸上而建弧,三相式分接開關(guān)發(fā)生相間短路等。(5)套管爆炸事故。包括套管著火。上述事故發(fā)生后,都會(huì)在油箱中突然產(chǎn)生大量特征氣體,統(tǒng)稱為事故產(chǎn)氣。DGA-粗略判斷將色譜分析結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)（總烴、乙炔、氫氣）與注意值作比較各種充油電氣設(shè)備油中氣體含量的注意值設(shè)備主體部分含量μL（氣）/L（油）（ppm）220kv及以上110KV及以下變壓器電抗器總烴150150乙炔15氫150150CO當(dāng)CO＞300時(shí)，相對(duì)產(chǎn)氣率＞10%CO2可與CO結(jié)合計(jì)算，CO2/CO的比值作參考CT總烴100100乙炔12氫150150PT總烴100100乙炔23氫150150套管甲烷100100乙炔12氫500500氫、烴氣體含量限值判斷組

分含量μL/L（ppm）正常注意故障H2＜100100~200＞200CH4＜4545~80＞80C2H6＜3535~50＞50C2H4＜5555~100＞100C2H2＜55~10＞10C1+C2＜100100~200＞200定性分析特征氣體判斷法：（過熱性故障、放電性故障、過熱和放電并存故障）判斷故障性質(zhì)的特征氣體法序號(hào)故障性質(zhì)特征氣體的特點(diǎn)1一般過熱性故障總烴較高，C2H2＜5ppm。2嚴(yán)重過熱性故障總烴高，C2H2＞5ppm，但C2H2未構(gòu)成總烴的主要成份，H2含量較高。3局部放電總烴不高，CH4占總烴中的主要成份，H2＞100ppm。4火花放電總烴不高，C2H2＞10ppm，H2較高。5電弧放電總烴高，C2H2高并構(gòu)成總烴中的主要成份，H2含量高。6裸金屬過熱總烴高，CO、C2H2均在正常范圍。7金屬過熱并涉及固體絕緣總烴，開放式變壓器，CO＞300μL/L，乙炔正常。8固體絕緣過熱總烴在100μL/L左右，開放式，CO＞300μL/L。9金屬過熱并有放電總烴高，C2H2＞5，H2含量較高。氣體特征隨著故障類型、故障能量及及其涉及的絕緣材料的不同而不同，即故障點(diǎn)產(chǎn)生烴類氣體的不飽和度與故障源的能量密度之間有密切關(guān)系。氣體中主要成份與異常情況的關(guān)系變壓器故障類型產(chǎn)生的氣體組分變壓器油過熱H2、CH4、C2H4、C2H6油和絕緣紙過熱CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6油中有電弧H2、CH4、C2H4、C2H2、CH6油中局部放電H2、CH4、C2H4、C2H6油中存在絕緣紙中電弧CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2油中存在火花放電H2、C2H2變壓器進(jìn)水或受潮H2（水在電場作用下進(jìn)行電解，并且水和鋼鐵材料起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣）DGA-定量分析IEC三比值法：根據(jù)電氣設(shè)備內(nèi)油，紙絕緣故障下裂解產(chǎn)生氣體組份的相對(duì)濃度與溫度的相互依賴關(guān)系，并選用兩種溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的氣體組分的比值作為判斷故障性質(zhì)的依據(jù)。判斷故障性質(zhì)的三比值法無編碼比值法：油的化學(xué)電氣檢測方法上世紀(jì)初，將紙板(纖維素)浸入礦物油中用做變壓器中的標(biāo)準(zhǔn)絕緣件，并且己被證明具有良好的電氣，化學(xué)和物理特性。但是，這種油紙絕緣系統(tǒng)隨著時(shí)間會(huì)降解，特別是在高溫運(yùn)行環(huán)境中產(chǎn)生氧和水分(熱老化)。水分的產(chǎn)生加速紙的老化，而老化產(chǎn)物中又包括水分反過來繼續(xù)加速紙的老化，與此同時(shí)由于不同程度的局部放電和機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)一步使絕緣紙老化加速。在實(shí)際運(yùn)行中，以上進(jìn)程都是同時(shí)進(jìn)行共同造成了絕緣系統(tǒng)的老化使整個(gè)變壓器絕緣系統(tǒng)的電氣，化學(xué)和機(jī)械性能受到影響。油的化學(xué)電氣檢測方法變壓器油的分析主要包括以下幾方面特性的分析:顏色/外觀、微水含量、擊穿電壓、介質(zhì)損耗系數(shù)、酸值和界面張力。

油的酸值測量通過滴定中和試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，即確定用于滴定中和1g油樣所需氫氧化鈣的重量(單位為mg)。該方法可以測出油樣中無機(jī)酸的含量以此來確定油樣的氧化程度。推薦的一些對(duì)于新油和運(yùn)行中的油所需的中和量參照.界面張力是一種更準(zhǔn)確的特性，它對(duì)于早期的老化非常敏感，而隨著其它絕緣特性的不斷惡化而逐漸減小。上述試驗(yàn)方法對(duì)于檢測和判斷正常情況下的滿負(fù)荷運(yùn)行的變壓器中的油紙絕緣系統(tǒng)中的老化情況。溶解氣體分析(DGA)用來確定油中分解產(chǎn)生的不同氣體如氫，甲烷和其它碳?xì)浠衔锏臐舛群彤a(chǎn)生速率，這對(duì)分析油紙絕緣系統(tǒng)中的故障和不規(guī)則現(xiàn)象如熱點(diǎn)，不良接觸點(diǎn)，電弧和局部放電有很大幫助.詳細(xì)的分析步驟和方法參照[IEC60567,1992][32}，試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)見[lEC60599,1978][33]。經(jīng)驗(yàn)表明盡管有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但由于分解氣體含量受不同變壓器的運(yùn)行條件以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，正確判斷一臺(tái)變壓器的故障仍然是件很困難的事。根據(jù)最新的研究溶解氣休的產(chǎn)生速率相對(duì)來說比測量其絕對(duì)含量更能說明問題。高性能液相色譜法(HPLC)用于測量油中纖維素分解產(chǎn)物(吠喃化合物)，它是絕緣由于受熱點(diǎn)和局部放電引起熱老化的直接產(chǎn)物。HPLC并不是一項(xiàng)例行試驗(yàn)，但如果采用DGA檢測到纖維素降解才有的碳氧化物出現(xiàn)時(shí)就應(yīng)該建議進(jìn)行HPLC試驗(yàn)。油中微水含量也是影響油性能的重要指標(biāo)，因?yàn)樗鞘冀K存在于油中的主要非烴化合物。只要油中存在的水溶解在油中，它并不會(huì)明顯影響油的電氣強(qiáng)度。水分布于空氣、油和絕緣紙之間，因此當(dāng)溶解達(dá)到平衡時(shí)，每種介質(zhì)的相對(duì)飽和程度是相同的。水在油中的溶解度隨油的類型而變化。油中芳香烴含量越高，水的溶解度越高。水的溶解度還隨油的老化(氧化作用)而增大。溫度對(duì)溶解度的影響很明顯。在20℃時(shí)，油中可吸收40x10-“水，在800C時(shí)，可吸收400x10-6的水。由此可以證明，抽取油樣時(shí)，記錄變壓器油溫的重要性。如果新注油變壓器在200C時(shí)的含水量為50x10-6，則應(yīng)當(dāng)引起注意。固體絕緣診斷方法

目前存在著常規(guī)和非常規(guī)的用于直接對(duì)變壓器絕緣進(jìn)行檢測并判斷其絕緣狀態(tài)的試驗(yàn)方法，主要是一些離線電氣無損測量，測量的量包括:直流電阻、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗系數(shù)、局部放電。R工頻下介質(zhì)損耗系數(shù)(tg8)的測量是一項(xiàng)普通的試驗(yàn)，它被應(yīng)用于包括高壓套管在內(nèi)的變壓器多個(gè)不同絕緣件上。由于其測量}gs值也受油紙幾何結(jié)構(gòu)的影響，因此通常具有相同或相近的絕緣結(jié)構(gòu)的變壓器才有可比性通過電氣的或者超聲波技術(shù)對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電檢測，可以有效地發(fā)現(xiàn)初始缺陷或高壓絕緣的局部缺陷。如今也出現(xiàn)了對(duì)變壓器放電進(jìn)行現(xiàn)場測量的技術(shù)。這對(duì)于投入運(yùn)行的新變壓器來說可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其長期性能監(jiān)測，也可以對(duì)那些老變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。非常規(guī)的技術(shù)介質(zhì)響應(yīng)的測量技術(shù)并不是一個(gè)新的技術(shù)，回顧以前的資料如都提到過該項(xiàng)技術(shù)。但在過去這些方法主要被用來進(jìn)行試驗(yàn)室樣品的絕緣特性研究，很少被應(yīng)用到電纜或者變壓器絕緣研究上來。因此這個(gè)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要突破就在于它將目前先進(jìn)的測量與計(jì)算技術(shù)結(jié)合起來使原來的技術(shù)成為一個(gè)更精確更有效的診斷工具，特別是對(duì)于現(xiàn)場的應(yīng)用測量更為有效。其中基于時(shí)域極化的恢復(fù)電壓法和極化去極化電流法主要通過時(shí)域的極化電流幅值和波形反映介質(zhì)內(nèi)部的介電信息，頻域極化法則主要通過研究不同頻率下介電常數(shù)和損耗的變化規(guī)律剛]。近年來，由于測量技術(shù)的提高，使得介質(zhì)極化檢測的方法對(duì)于變壓器的絕緣性能檢測準(zhǔn)確度不斷的提高。使用介質(zhì)極化性能測量的方法來評(píng)估變壓器絕緣性能，具有試驗(yàn)簡便、對(duì)變壓器無損耗、不需要打開變壓器采樣等優(yōu)點(diǎn)。變壓器絕緣紙聚合度的分析本方法是目前判斷變壓器內(nèi)部固體絕緣老化最為理想的依據(jù)。紙的主要化學(xué)成分是纖維素,而纖維素大分子是由D-葡萄糖單體聯(lián)合而成,有1000個(gè)以上單體,當(dāng)紙老化時(shí),葡萄糖分子鏈變短(鏈接斷開),而紙的聚合度正是代表了纖維分子中D-葡萄糖單體的個(gè)數(shù),新的油浸紙聚合度值約為1000,當(dāng)聚合度在300-800時(shí),紙的抗張強(qiáng)度呈線性關(guān)系,當(dāng)聚合度小于250時(shí),可以判斷紙老化。變壓器油中糠醛含量分析法糠醛是變壓器絕緣紙老化過程中產(chǎn)生的一種呋喃類化合物,其分子式:C5H4O2,在常溫及變壓器運(yùn)行溫度范圍內(nèi)是液態(tài),性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。并且油中糠醛在絕緣系統(tǒng)中只來源于絕緣紙的老化分解,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果表明,油中糠醛含量與變壓器絕緣紙聚合度的大小呈線性反比關(guān)系。因此,分析油中糠醛含量的高低和變化趨勢可間接反映變壓器固體絕緣老化的狀況。頻率響應(yīng)分析法采用頻率響應(yīng)分析法判斷變壓器繞組變形,主要是對(duì)繞組的幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行縱向或橫向比較,并綜合考慮變壓器遭受短路沖擊的情況、變壓器結(jié)構(gòu)、電器試驗(yàn)及油中溶解氣體分析等因素；根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小,可較直觀地反應(yīng)出變壓器繞組幅頻響應(yīng)特性的變化,通常可作為判斷變壓器繞組變形的輔助手段，變壓器繞組變形判斷方法主要有:縱向比較法和橫向比較法。頻率響應(yīng)分析法縱向比較法,根據(jù)頻率響應(yīng)法檢測原理,同一臺(tái)變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置幅頻響應(yīng)特性唯一,而跟測量時(shí)間無關(guān),這一幅頻響應(yīng)特性可以形象的稱為“指紋”，“指紋”數(shù)據(jù)往往在變壓器狀況良好的情況下測得,將不同時(shí)期的幅頻響應(yīng)特性與“指紋”數(shù)據(jù)比較,根據(jù)變化情況判斷變壓器的繞組變形，該方法具有較高的檢測靈敏度和判斷準(zhǔn)確度,但需要預(yù)先獲得變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性,并應(yīng)排除因檢測條件及檢測方式變化所造成的影響。頻率響應(yīng)分析法橫向比較法是指對(duì)變壓器同一電壓等級(jí)的三相繞組幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較,必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同型號(hào)變壓器幅頻響應(yīng)特性,來判斷變壓器繞組是否變形“該方法不需要變壓器原始幅頻響應(yīng)特性,現(xiàn)場應(yīng)用較為方便,但應(yīng)排除變壓器的三相繞組發(fā)生相似程度的變形或者正常變壓器繞組的幅頻響應(yīng)特性本身存在差異的可能性。介質(zhì)響應(yīng)一切電介質(zhì)在電場的作用下都會(huì)出現(xiàn)極化、電導(dǎo)和損耗等電氣物理現(xiàn)象，不過氣體介質(zhì)的極化、電導(dǎo)和損耗都很微弱，一般均可忽略不計(jì)。電介質(zhì)的極化是指電介質(zhì)在電場作用下，其束縛電荷相應(yīng)于電場方向產(chǎn)生彈性位移和偶極子的取向現(xiàn)象，這時(shí)電荷的偏移大都是在原子或分子的范圍內(nèi)作微觀位移，并產(chǎn)生電矩(即偶極矩)。電介質(zhì)極化的強(qiáng)弱可用介電常數(shù)的大小來表示，它與該電介質(zhì)分子的極性強(qiáng)弱有關(guān)，還受到溫度、外加電場頻率等因素的影響。具有極性分子的電介質(zhì)稱為極性電介質(zhì)，而由中性分子構(gòu)成的電介質(zhì)稱為中性電介質(zhì)，前者是即使沒有外電場的作用其分子本身也具有電矩的電介質(zhì)。介質(zhì)響應(yīng)①弛豫：弛豫的概念是從宏觀的熱力學(xué)唯象理論抽象出來的，它的定義是：一個(gè)宏觀系統(tǒng)由于周圍環(huán)境的變化或它經(jīng)受了一個(gè)外界的作用而變成非熱平衡狀態(tài)，這個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過一定時(shí)間由非熱平衡態(tài)過渡到新的熱平衡狀態(tài)的整個(gè)過程就稱為弛豫。宏觀系統(tǒng)的熱平衡從統(tǒng)計(jì)意義上來說，是以其中的粒子按某種能量分布規(guī)律來表征的，這種規(guī)律通常就是Boltzmann分布，因此弛豫過程實(shí)質(zhì)上就是系統(tǒng)中微觀粒子由于相互作用而交換能量，最后達(dá)到穩(wěn)定分布的過程。介質(zhì)響應(yīng)②介電弛豫：在均勻外電場E中，具有偶極矩的極性分子將產(chǎn)生勢能，為了降低勢能，偶極矩將轉(zhuǎn)向與電場平行的方向，而熱運(yùn)動(dòng)使分子的平衡取向服從玻耳茲曼分布。當(dāng)取消外電場時(shí)，介質(zhì)分子將恢復(fù)到平均偶極矩為零的紊亂取向狀態(tài)，該過程由于分子本身的慣性和