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电力变压器油纸绝缘热老化研究摘要：电力变压器内部电气元件的绝缘主要是通过油纸来实现的。
本文简要分析了电力变压器内部油纸绝缘的热老化机理，讨论了影响其老化的环境等因素，并对检验其是否老化的检测方法做了总结，期望通过对油纸绝缘性的老化程度来进行电力变压器的排障，进而确保电网系统的稳定运行。
关键词：电力变压器；油纸绝缘；热老化现象；电气特征量引言电网的运行是否稳定直接关系到供电区域的电力供应是否正常，电网一旦遇上严重的鼓掌就会导致供电区域的停电事故，给社会经济造成极大的损失，对公共安全、人们正常的生活和工作带来极大的负面影响。
电力变压器是电网稳定运行的重要设备之一，而其内部绝缘功能是通过油纸绝缘来实现的。
如果油纸因热老化现象而失去绝缘功能，就回导致电力变压器的运行出现问题，进而减少其正常使用年限。
1、电力变压器油纸绝缘的热老化机理变压器内部元器件的绝缘部分主要是由绝缘纸和矿物油组成的，其在长期使用过程中会受到各种环境因素的影响而逐步出现绝缘效果老化的问题，致使变压器内部元器件的绝缘性能的丧失。
经相关实验研究发现，绝缘油经长时间使用后其绝缘性能会发生一定的变化，但仍然可以对其进行净化或更换来解决，这证明其只是电力变压器绝缘性能下降的次要影响因素。
作为固体绝缘部分的纤维纸发生老化问题后，其绝缘性能的下降则是无法挽回的。
由此可见，纤维纸的老化是导致变压器内部元器件绝缘性能丧失的主要原因。
油纸绝缘的老化问题主要是有以下四个方面造成的。
1.1电老化油纸在变压器内部时因长时间处在电场的作用中，导致其逐渐发生相应的物理及化学变化。
放电时产生的各种辐射作用到油纸上，会破坏其内部材质的分子结构，造成其材料结构破裂，导致绝缘材料逐渐失去绝缘功能。
1.2械老化变压器内的绕组在变压器运行时会产生机械振动，也会由于暂时的故障产生瞬间的应力，这些机械应力会导致油纸的绝缘功能逐渐出现老化的现象。
油纸材料中的分子结构会因此出现裂缝并慢慢变大，当量变的积累到一定程度后产生质变时，就会造成油纸绝缘功能的丧失。
变压器油纸绝缘老化特性分析及机理研究的开题报告一、选题背景变压器是电力系统中不可或缺的设备，其正常运行对于保障电力系统的稳定运行以及电力供应的可靠性至关重要。
然而，变压器长期运行过程中，由于受到复杂的电磁场和热场的影响，容易出现绝缘老化现象。
其中，油纸绝缘是变压器最常见的绝缘形式，而其老化对变压器的安全运行带来严重的影响。
因此，对于变压器油纸绝缘老化特性的分析及机理研究具有重要的工程实际意义。
二、研究内容与目的本研究将针对变压器油纸绝缘老化特性进行深入探究，研究内容包括：1. 油纸绝缘老化的机理分析。
2. 不同老化阶段下油纸绝缘的物理化学性质（如介电常数、电阻率、介质损耗等）变化规律的研究。
3. 不同老化阶段下油纸绝缘局部放电特性（如放电量、放电频率及放电模式等）的观察与分析。
4. 不同老化阶段下油纸绝缘的断电强度的研究。
研究目的主要为：1. 探究变压器油纸绝缘的老化机理，为制定有效的绝缘状态评估及维护保养措施提供依据。
2. 了解油纸绝缘在老化过程中其物理化学性质以及放电性质的变化情况，为分析变压器局部放电机理以及诊断不良运行有充分了解。
3. 探究变压器油纸绝缘老化对于断电强度的影响，为提高变压器的运行安全性提供参考。
三、研究方法和实验方案本研究方法主要包括：1. 实验法：利用变压器模型，开展油纸绝缘老化实验，不断观测记录老化后油纸绝缘的物理化学性质变化、放电特性变化以及断电强度变化。
2. 理论分析法：收集相关文献资料，分析油纸绝缘老化机理及变压器局部放电诊断理论。
实验方案：1. 制备不同寿命下的油纸绝缘试样。
2. 进行试样老化实验，选择适当的老化方式和老化时间。
3. 对于老化前后，以及不同老化阶段下的油纸绝缘进行介电常数、电阻率、介质损耗等物理化学特性的测试和分析。
4. 对于老化前后，以及不同老化阶段下的油纸绝缘开展局部放电检测。
利用高频阻抗分析仪以及数字化局部放电测量仪进行振荡电压法局部放电测试。
时变温度下牵引变压器油纸绝缘介电响应研究牵引变压器是牵引供电系统中的核心设备[1-4]，绝缘性能的好坏是决定牵引变压器能否安全运行的主要因素之一，因此需要对牵引变压器进行有效的绝缘性能诊断。
针对牵引变压器绝缘状态的检验，主要是利用“天窗”时间进行定期的离线检修与预防性绝缘试验，牵引变压器检修规程的制定基本上都是参照电力部门对变压器的管理措施，除此之外还可以通过在线监测系统对牵引变压器的运行状态进行监测，离线检修时主要进行绝缘电阻、工频介损等电气参数的测试[5-7]，而绝缘电阻、工频介损等电气参数包含的信息量少，只能对变压器的绝缘状态进行整体上的评判，不能具体评估变压器的老化状态，特别是上述参数对绝缘中水分含量的变化敏感性较差，当检测值发生明显变化时绝缘往往已经严重受潮。
近年来，频域介电响应法由于具有测量频带窄、受噪声干扰程度小、所需实验电源电压低、携带信息丰富等优点，受到相关学者与机构的广泛关注与研究[8-9]。
变压器绝缘的介电参数随老化或受潮而发生明显变化[10-12]，频域介电响应法正是以此为基础，现场进行变压器频域介电响应测试时，油纸绝缘系统的温度受气温变化、初始油温、停运时间等多个因素的影响，测试结果受温度的影响较为明显[13-17]。
对普通电力变压器进行测试时，先将其离线处理，待其温度与外界环境温度平衡后再进行测试，以降低温度影响，而离线时间与变压器容量相关，一般至少10 h。
然而，牵引变压器的“天窗”有效时间只有2 h左右，因此牵引变压器无法在规定的时间内达到平衡，致使对牵引变压器进行频域介电响应测试时，绝缘始终处于动态、时变温度状态下，而时变温度下牵引变压器油纸绝缘频域介电响应特性尚无明确的研究，因此为了提高牵引变压器油纸绝缘状态诊断的准确性，急需研究时变温度下变压器油纸绝缘频域介电响应特性。
2) 节能计算：根据变频器的运行情况，计算出本次运行时间、累计运行时间，系统根据变频器的功率情况计算节能量。
温度对油纸绝缘介电响应特性的影响王世强;魏建林;张冠军;杨双锁;董明;刘孝为;霍大渭【摘要】为了研究温度对变压器油纸绝缘介电响应测量结果的影响，以更准确地评估纸板微水含量和老化状态，设计了在不同温度下对变压器油浸绝缘纸板试品分别进行时域回复电压（RV）和频域谱（FDS）测量的实验，比较不同温度下油纸绝缘RV极化谱特征参数以及介质损耗因数tanS,复电容实部c’、虚部c”的频域谱曲线变化，分析变化趋势及原因，研究温度对介电响应方法评估绝缘纸板微水含量及其老化状态的影响。
结果显示，随着温度的升高，试品RV极化谱曲线峰值向较短充电时间方向偏移，峰值时间和峰值电压均减小；试品tan6和c”频域谱曲线向高频方向偏移，最小值略微增大；C’变大，在较低频率尤其明显。
因此，在用介电响应法评估纸板微水含量及老化状态必须考虑温度影响，否则将导致评估结果失实。
%To investigate temperature effect on dielectric response measurement results of transformer oil-paper insulation, and for more accurate assessment of insulation condition and moisture content in pressboard, the time-domain return voltage （RV） and frequency domain spectroscopy （FDS） experiments are designed and performed on oil-impregnated pressboard at different temperatures. The variations of characteristic parameters of RV spectra and FDS curves of the dissipation factor tanS, real capacitance C＇ and imaginary capacitance C＂ at different temperatures are compared. The changing trends and reason are analyzed. Temperature influences on evaluating moisture content and aging status with dielectric response measurements results are investigated. The results show that, with temperature increasing, the peakof RV spectrum curve shifts to shorter charging time, and peak values of both charging time and voltage decrease, tan~, C＂ curves shift to higher frequency, while the minimum values of tand and C＂ increase slightly. C＇increases, especially in lower frequency range. It is revealed that, temperature effect on test results should be considered for evaluating moisture content and aging condition of pressboard. Otherwise, it will lead to a wrong aging judgment for on-site transformer solid insulation.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)005【总页数】6页(P50-55)【关键词】温度;油纸绝缘;介电响应;微水含量;老化状态【作者】王世强;魏建林;张冠军;杨双锁;董明;刘孝为;霍大渭【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;陕西电力科学研究院,西安710054;陕西电力科学研究院,西安710054【正文语种】中文【中图分类】TM8551 引言变压器尤其是大型油浸式电力变压器的运行可靠性直接关系电力系统的安全稳定，据统计，变压器的运行事故主要由其绝缘系统故障造成。
变压器油纸绝缘的介电响应特性研究一加速热老化的介电谱魏建林;王世强;彭华东;董明;张冠军;冯玉昌;于峥【摘要】为了研究变压器油纸绝缘老化的介电响应特征量，本文对油纸绝缘试品进行了加速热老化，并在老化的不同阶段开展了相同试验温度下的极化、去极化电流（PDC）和频域谱（FDS）试验。
在PDC试验数据的基础上，引入时域介电谱理论，提取其峰值和峰值时间常数作为老化特征量，研究了该特征量与绝缘老化的关系。
结果表明，绝缘老化使PDC试验的极化及去极化电流曲线均明显上移，FDS试验的复电容实部和虚部曲线在低频段均向右上平移，时域介电谱曲线则向左上方平移，这是由于老化弓I起水分、有机酸等含量的增加以及对纤维素结构的破坏，提高了油纸绝缘间夹层介质界面极化的强度和响应速度而造成的。
在本文的试验条件下，油纸绝缘的时域介电谱对其老化反应灵敏，可定量反映油纸绝缘老化程度的变化情况，其峰值和峰值时间常数可考虑用作表征油纸绝缘老化程度的特征量。
%For achieving the characteristic parameters ot dielectric response pnenomena o~ transformer oil-paper insulation aging, the oil-impregnated pressboard samples were acceleratedly thermally aged. The dielectric response tests, including polarization and depolarization current （PDC） and frequency domain spectroscopy （FDS）, were performed on the samples with different aging degree at the same temperature. The time-domain dielectric spectroscopy theory was introduced to investigate the aging characteristic parameters of dielectric response based on the PDC data. The results reveal that, with sample aging, its polarization and depolarization currents shift upwards to higher value, the real and imaginary capacitance and dissipation factor shift upwards and rightwardsat lower frequencies, and the time-domain dielectric spectroscopy shifts upwards and leftwards. It is considered that aging process induces the increment of water and organic acids content and the rapid degradation in amorphous regions of cellulose paper, which greatly impacts the oil-paper interfacial polarization and enhances its intensity and response speed. It is confirmed that time-domain spectroscopy is sensitive to the aging condition of oil-paper insulation, and can quantitatively distinguish the change of aging condition to some degree. The peak value and peak time constant of time-domain spectroscopy can be considered as the characteristic parameters to evaluate the aging condition of oil-paper insulation.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)005【总页数】7页(P56-62)【关键词】变压器;油纸绝缘;热老化;介电响应;介电谱;特征量【作者】魏建林;王世强;彭华东;董明;张冠军;冯玉昌;于峥【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西北电网有限公司,西安710048;西北电网有限公司,西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM4111 引言大型油纸绝缘变压器是电力系统的核心设备，其运行可靠性和剩余寿命的评估对于电力系统的安全运行至关重要。
摘要±1100kV特高压换流变压器作为特高压直流输电系统的关键设备，其运行的可靠性对直流系统的安全稳定具有至关重要的影响，作为目前世界电压等级最高的换流变压器，其内部油纸绝缘将承受高强度、极不均匀的电、磁、热、力极端多物理场的联合作用，多物理场协调控制难度极大。
目前国内尚未突破±1100kV 换流变压器绝缘配置、结构设计以及关键工艺控制技术，为提升自主研发特高压换流变压器的能力，占领国际输变电装备研制技术制高点，本文以绝缘油性能为侧重进行油纸选型研究，从油、纸老化特征量出发分析其老化以及电气特性，结合仿真分析老化对油纸绝缘交直流电场分布的影响，综合评判油纸组合的性能。
本文研究成果为±1100kV特高压换流变压器油纸选型提供相关数据参考，具有重要的工程价值和学术意义。
本文主要结论与成果如下：①针对±1100kV特高压换流变压器特殊的运行工况，挑选出克拉玛依KI-50X、壳牌S4 ZX-I两种绝缘油以及E级耐热等级的明士克绝缘纸，得到两种油纸组合。
通过热老化试验可得，两种油纸组合均表现出优异的抗老化性能；其中KI-50X油纸组合绝缘纸老化速率较低，即KI-50X绝缘油的油纸配合在绝缘纸抗老化性能方面优于S4 ZX-I绝缘油。
②获得了不同老化状态下绝缘油、纸的相对介电常数、电阻率、介损以及交流、直流、交直流叠加电压击穿特性。
绝缘油的击穿场强随着交流分量的降低而缓慢下降，其击穿场强最小值与最大值相差较小；绝缘纸的绝缘强度随着交流分量的降低呈线性增大的变化趋势，直流击穿场强远大于交流击穿场强；在整个老化阶段，SM油纸组合电气性能明显优于KM油纸组合，但二者在老化90天时仍保持着较高的绝缘强度。
③通过有限元仿真软件建立油纸绝缘模型，根据不同老化阶段绝缘油、纸相对介电常数以及电阻率的变化规律，得到不同老化状态下油纸绝缘的交直流电场分布规律。
交流电压在油纸绝缘中呈容性分布，其电场分布情况几乎不受老化的影响；直流电压在油纸绝缘中呈阻性分布，老化将导致油中电场强度增大，纸中场强降低；交直流电压作用下，油中电场强度随着交流分量的降低，其电场变化率增大。
高温热油循环对500 kV变压器绝缘材料老化影响试验狄婷婷;夏慧艳;李向辉;张春丰;赵春明【摘要】针对加大变压器绕组电流及进行热油循环的方式提高绝缘电阻过程中,在高温下运行20天左右,变压器绝缘油、绝缘纸板等各项性能指标是否发生变化的问题,通过实验室模拟现场实际情况对其各项性能指标进行了检测,模拟运行30天后,各项性能指标测试及现场取油样分析结果均能满足其标准要求,证明变压器的绝缘材料在90℃及以下的温度下老化较慢,20天(油循环周期)内对变压器的绝缘寿命影响较小,该方法可行.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2014(042)003【总页数】3页(P34-36)【关键词】变压器;绝缘材料;高温;老化;模拟试验【作者】狄婷婷;夏慧艳;李向辉;张春丰;赵春明【作者单位】东北电力设计院,长春 130021;大唐珲春发电厂,吉林珲春133300;国网吉林省电力有限公司检修公司,长春 130022;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130021;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130021【正文语种】中文【中图分类】TM21;TM406随着我国电力工业在发、输、变电设备向大容量、高电压方向的发展，500kV变压器得到广泛应用，并逐渐成为电网系统的主要骨架；但在运行过程中由于绝缘电阻偏低经常出现故障，尤其是新变压器绝缘电阻偏低现象较突出。
目前解决这类问题的通用方法是在加大变压器绕组电流的同时进行热油循环，但通过高温热油循环是否会影响其绝缘性能，是否会加速变压器的老化，需要实验室模拟及现场试验进行验证。
1 变压器绝缘系统及模拟试验条件1.1 变压器绝缘系统变压器绝缘系统主要由液、固绝缘体2部分组成，液体绝缘体是变压器的填充介质绝缘油，固体绝缘体是绝缘纸板，变压器的绝缘性能主要取决于变压器内绝缘油、绝缘纸板的性能指标，因此必须进行实验室模拟试验及现场取样检测绝缘体的性能指标，以此判断其绝缘性能。
电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究的开题报告一、选题背景随着电力设备的使用年限的不断增长和运行环境的日益恶化，变压器绝缘老化问题越来越引起人们的关注。
而电力变压器的绝缘系统主要采用油纸绝缘结构，油纸绝缘在长期使用过程中，随着时间的推移，存在着纸质、油质相互影响而损坏的情况，从而降低变压器的使用寿命，因此对电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究具有重要意义。
二、选题意义电力变压器作为电力系统中不可缺少的一环，其电力传输效率和电力质量的保证直接影响着供电质量和电网运行的安全性。
所以，研究电力变压器油纸绝缘老化特性及机理，对于延长电力设备的使用寿命、提高电力系统的可靠性、保障电力系统的安全稳定运行具有重要的实际应用价值。
三、选题目的本文旨在通过对电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究，深入分析油纸绝缘老化的本质原因和机理，揭示电力变压器油纸绝缘老化的规律和特性，寻求抑制和延缓油纸绝缘老化的方法和途径，为电力系统的安全可靠运行提供技术支持。
四、研究内容和方法1. 研究油纸绝缘重要材料的物理化学特性和绝缘性能，分析油纸绝缘材料老化的机理和影响因素；2. 分析油纸绝缘老化的过程和特性，结合实际的变压器使用状态，探讨变压器油纸绝缘老化的规律；3. 借助实验方法，研究不同条件下油纸绝缘材料老化特性的变化，提出针对油纸绝缘材料老化的治理方法和策略；4. 借助现代检测和分析技术手段，掌握油纸绝缘材料老化原因和机理等关键信息；5. 系统分析电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究成果，为电力系统的安全运行提供理论和实践参考。
五、预期结果和意义1. 揭示电力变压器油纸绝缘老化规律和机理，提高电力变压器的安全运行水平；2. 确定油纸绝缘材料老化的原因和机理，为电力系统设备维护和管理提供科学依据；3. 发现防治油纸绝缘老化的有效方法和途径，为电力系统的建设和发展提供支撑；4. 提高电力系统的经济效益和社会效益，为电力系统的现代化建设作出贡献。
变压器绝缘材料老化的特征及分析方法研究进展随着电力系统的迅速发展，变压器作为电力传输和分配中的关键设备，其可靠性和稳定性对于保障电力系统的正常运行至关重要。
而变压器绝缘材料的老化问题直接影响着变压器的性能和寿命。
因此，对于变压器绝缘材料老化特征及分析方法的深入研究具有重要意义。
一、变压器绝缘材料老化的特征1. 绝缘材料物理性能的退化：随着时间推移，绝缘材料的物理性能会逐渐退化，比如机械强度下降、电介质常数增加、热稳定性降低等。
2. 绝缘材料表面老化现象：老化绝缘材料的表面会出现颜色变化、龟裂、氧化等现象，并逐渐形成炭化层，影响绝缘材料的绝缘性能。
3. 绝缘材料内部老化现象：老化绝缘材料内部会出现分子链断裂、氧化反应、剪切松弛等现象，导致绝缘材料介电强度下降。
4. 老化产物的积聚：绝缘材料老化产生的有害物质会积聚在绝缘材料内部或周围，进一步加速绝缘材料老化的过程。
二、变压器绝缘材料老化的分析方法1. 物理测试方法：通过测量绝缘材料物理性能的退化程度，如机械强度测试、热稳定性测试等，来评估绝缘材料的老化程度。
2. 表面检测方法：通过表面观察、红外热像仪等工具，检测绝缘材料表面是否存在老化现象，并评估老化程度。
3. 化学分析方法：利用化学分析技术，检测绝缘材料老化产物中的有害物质成分，如有机酸、醛类等，从而判断绝缘材料的老化情况。
4. 电气性能测试方法：通过测量绝缘材料的介电强度、介电损耗等指标，评估绝缘材料的老化程度。
三、研究进展1. 绝缘材料老化机理的研究：通过分析绝缘材料老化的原因和机制，深入理解老化过程中的化学反应、分子链断裂等基础原理，为老化特征的准确判断提供理论依据。
2. 老化特征监测技术的进展：随着科技的发展，新的老化特征监测技术不断涌现，如红外热像仪、高频电压法等，这些技术的应用为变压器绝缘材料的老化分析提供了更加准确和便捷的手段。
3. 机器学习在老化分析中的应用：机器学习技术的兴起为变压器绝缘材料老化特征的分析提供了新的思路。
热老化对变压器油纸绝缘介电响应特征参量影响的研究白锦军;万子逸;白添凯;赵志清;杨超;李梦滔【摘要】基于介电响应理论的回复电压法、极化去极化电流法和频域谱法，作为无损的诊断技术正逐渐被应用于变压器油纸绝缘的状态评估。
但是研究结果表明其测量结果会受测量过程中诸多因素的影响。
在一个复杂的油纸绝缘系统中，水分在油纸之间的分布，迁移和平衡过程取决实际运行温度和老化程度。
只有充分理解绝缘系统在温度和老化影响下的物理变化过程，才能更加准确的分析测量结果。
本文引入了一种描述变压器油纸绝缘系统介电特性的电路模型，研究了该模型中各参数值的确定方法，最后设计了130℃下加速热老化试验和变温试验，分别在不同老化程度和不同温度下对试品进行了介电响应测量，根据测量结果分别研究了热老化和温度对介电谱法测量的影响；并基于介电响应测量曲线提取了介电响应特征参量，深入研究了热老化和温度对介电响应特征参量的影响规律。
%Return voltage measurement (RVM), polarization and depolarization current measurement (PDC), and frequency domain spectroscopy (FDS), which are based on the dielectric response, are currently widely used for condition assessment of transformer insulation as non-destructive testing methods.However, it has been reported that results of these tests are highly influenced by Many factors during measurements. The distribution, migration and equilibriumof moisture between oil and paper in a complicated insulation system is highly temperature and aging dependent. It requires adequate experience and proper understanding to interpret the dielectric response results in the presence of temperature or aging variations and thermal instability. Proper analysis of the dielectric test result is only possible with an understandingof the physical behavior of the insulation system in response to temperature.Finally an accelerated aging e xperiment at 130℃ and a temperature variation experiment are done.Dielectric response measurement is measured under different aging degrees and different temperatures.Based on the testing results,research the variation rule of dielectric response measurements under different oil-paper insulation aging status and different temperatures.On the other hand,the author extracted the time and frequency domain characteristic parameters from the dielectric response measurements curve,and a deep reaching is done about the aging and temperature effects on the Dielectric Response characteristic parameters of Transformer Oil-Paper Insulation System.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】10页(P4-13)【关键词】油纸绝缘;时频域介电响应;特征参量;热老化;温度【作者】白锦军;万子逸;白添凯;赵志清;杨超;李梦滔【作者单位】云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200;云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200;云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200;云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200;云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200;云南电网有限责任公司昆明供电局，昆明650200【正文语种】中文【中图分类】TM74电力变压器事故常有发生,变压器寿命受到材料绝缘性能的极大影响，热应力对绝缘油纸的作用会导致绝缘性能的下降。
在加速老化进程中，温度、氧气、水分是影响绝缘材料绝缘性能的主要因素。
介电响应是近年发展起来的变压器绝缘状态无损检测方法，与传统的聚合度、微水、油中溶解气体等分析方法相比，它不需要进行内部取样，可实现无损检测和诊断，是一种无损的电气诊断技术。
而且其受环境干扰小，携带绝缘信息丰富，实施起来简便易行，适合于变压器绝缘状态的现场诊断。
是国内外目前研究的重点。
介电响应测量方法包括时域和频域两类，时域的主要是回复电压法(recovery voltage method, RVM)和极化去极化电流法(polarization and depolarization current, PDC)，频域的是频域谱法( frequency domain spectroscopy, FDS)[1-3]。
但是，研究表明测量结果易受到受温度、水分、老化程度等因素的影响[4-6]，因此，研究温度、水分、老化程度等因素对压器油纸绝缘系统介电特性的影响十分重要。
本文分析了在实验室不同温度和老化条件下对变压器进行介电谱测量的试验结果。
基于PDC测试结果，文中引入了描述变压器绝缘系统介电特性的等效电路模型[7]，研究了该模型中各参数的确定方法。
并基于介电响应测量曲线提取了介电响应特征参量，深入研究了热老化和温度对介电响应特征参量的影响规律。
测量结果表明，介电响应测量结果的正确分析必须考虑测量温度及老化状况的影响，否则评估结果失实。
1.1 时域介电谱法（RVM和PDC）在进行介电响应(RVM和PDC)测量之前，将一个具有如下特征的直流阶跃电压U(t)施加于最初松弛的绝缘系统。
最初充电期间，阶跃电压只作用在0≤t≤t1内，在该时间段内，由式(2)给出的充电电流(极化电流)将流过绝缘系统。
其中，C0=C/εT是几何电容(C是在工频附近测得的电容，εT是复合绝缘系统在工频下的有效介电常数），ε0为真空介电常数，σT是复合绝缘系统的平均电导率，f(t)为复合绝缘系统的介电响应方程，响应函数描述了介质材料所具有的基本的“记忆”特性，它可以提供有关绝缘材料的重要信息[8]。
然后在t1≤t≤t2时间内短接(短路)绝缘材料的两个电极，去极化电流可根据式(3)求出：当t=t2时，断开短接(短路)并将一伏特表跨接在绝缘两端。
由于短接时间t2的不同，一些先前极化的分子得到充分的放松，而有的没有。
极化进程没有得到充分放松的极化分子在进一步放松时会引起绝缘材料两端电极间的回复电压。
图1描述了极化，去极化和回复电压的特征。
测试样品在0≤t≤t1时间内充电，测得到极化电流后在t1≤t≤t2内短接绝缘两端可测得去极化电流。
当t＆gt;t2时，断开短接，测得绝缘试品两电极间的电压，该电压称作恢复电压或回复电压。
根据测量得到的极化去极化电流曲线，可以实现极化去极化电流特征参量的提取，提取方法如下：1.1.1 60秒绝缘电阻(R60s)加压60 s后的试品电阻值即为60秒绝缘电阻，即1.1.2 吸收比(K)与极化指数(P.I.)吸收比(K)定义为60 s时的绝缘电阻值与15 s时的绝缘电阻值之比，即极化指数(P.I.)定义为加压10 min时的绝缘电阻值与1 min时的绝缘电阻值之比，即1.2 频域介电谱法（FDS)频域介电谱法测量原理是，对测试样品施加正弦激励，通过测量流经试品两端的电流，获取反映试品绝缘系统状态的信息。
频域介电谱法中一般采用复电容、介质损耗角正切值等参数作为频率的函数，用该函数曲线的变化情况评估油纸绝缘系统的绝缘状态。
测量原理图如图2所示：将介电响应函数进行傅里叶变换可得到频域中的极化率χ(ω)：因此在频域下的极化强度P(ω)为：电场作用下，介质中的电荷等粒子会发生电位移，电位移D(t)与施加的电场E(t)可表示为：式中，ε为电介质的相对介电常数。
对于各向同性的介质材料，电位移还包括极化作用P(t)：根据《电磁场》中Maxwell方程可知，在t=0时刻在介质材料两端施加一电场E(t)将会在介质中产生电流，可表示为：式中，σ0为介质材料的直流电导率。
根据傅里叶变换式(11)，可得到电流密度转换到频域下的方程为：结合(7)、(10)两式，电流密度可以表示为：可通过下式来定义介质材料的相对介电常数εr(ω)：相对介电常数εr(ω)的实部和虚部为：所以介电损耗为：复电容可写为：复电导率可表示为：在过去几年中，为了得到对介电响应更到位的分析，一些研究员[9-10]提出了许多变压器油纸绝缘系统的等效电路模型。
本质上，目前提出的所有模型都是由基于一个简单RC模型的扩展的Debye模型近似得到。
在电场作用下，偶极子会随着电场方向而变动，这种变动将产生极化电流。
电场消失后，这些偶极子逐渐放松到原来的状态[11]。
在电介质中，每一个极性基团邻近的分子可以有不同的排列方式。
因此，电场作用过后每个基团的响应时间是不同的[12]。
极化过程能够用一系列电阻和电容串并联来等效[7]，如图3示：图中，Ri和Ci的串并联支路表示不同的时间常数τi(τi=Ri×Ci)，模拟了不同驰豫时间下的介质极化现象。
