这个方法让你有效评估变压器绝缘的微水含量
福州大学电气工程与自动化学院的研究人员陈群静、蔡金锭、叶荣，在2019年第3期《电气技术》杂志上撰文（论文标题为“基于去极化电量的油纸绝缘变压器微水含量评估”）指出，变压器绝缘的微水含量是影响其寿命重要因素之一。
本文基于去极化电量和介电响应理论，提取去极化电流始端去极化电量Soil和末端去极化电量Spaper来评估变压器油纸绝缘的微水含量。首先，比较绝缘油和绝缘纸在不同水分含量下的去极化电流曲线变化；然后，根据去极化电流曲线的介电响应参数辨识结果提取特征量Soil和Spaper，分析结果表明，Soil与Spaper均随着绝缘油或纸中微水含量的增加呈现指数规律增长。最后，通过实例验证所提特征量能较好地评估变压器油纸绝缘的微水含量。
变压器是电力系统稳定运行所必需的设备，若其发生故障，则将对电网造成巨大的冲击。绝缘受潮是造成变压器绝缘发生故障的重要因素。因此，准确诊断变压器绝缘中的微水含量，对于评估变压器的绝缘寿命具有重要意义。
目前，诊断变压器油纸绝缘的微水含量的方法主要有油纸水分平衡曲线法、卡尔费休滴定法和介电响应技术法等。其中，油纸水分平衡法油纸中的水分很难处于平衡状态，并且容易受到到温度的影响。卡尔费休滴定法需要对变压器绝缘纸进行取样，而这样做会对变压器的绝缘状况造成污染和损坏。
这两种方法在用于工程实际时受到局限。以介电响应理论为基础的回复电压法（RVM）、极化/去极化电流法（PDC）、频域介电谱法（FDS）则具有一定的工程应用性。其中，PDC法因测试时间短且无损，能够区分绝缘纸和绝缘油的绝缘状态，因此得到了广泛应用。极化/去极化电流对油纸绝缘中的水分含量反映相当敏感，如文献[3]指出，稳态极化电量Qp-5000、极化电量斜率Kp和水分之间具有很好的线性关系。
文献[4]指出去极化电流曲线的末端和水分含量之间具有密切关系，但并未区分油或纸中水分对去极化电流的影响，且未提出评估水分的特征量。文献[5]提出了绝缘纸中微水特征量，但没有探究绝缘油水分含量的特征量。文献[6]提出油老化电量Q0和稳态油纸界面极化电量Qo-p作为变压器老化的特征量，但未研究与微水关联变化。
鉴于已有研究成果及不足，本文首先比较不同水分含量的去极化电流曲线的变化规律，得到去极化电流随油中水分和纸中水分的变化规律；然后，基于去极化电流曲线进行介电响应参数辨识，得到不同时间常数的极化支路参数；最后，提取始端去极化电量Soil和末端去极化电量Spaper，通过实例验证这两个新的特征量和水分含量之间具有较好的相关性，可用于有效评估油纸绝缘中的微水含量。
图1 扩展德拜模型电路图
本文利用时域介电响应和去极化电量的理论，提出了去极化电量Soil与Spaper两个新的特征量用于评估变压器绝缘纸和绝缘油中微水含量，并得到如下结论：
1）油中微水含量与去极化电流曲线始端具有较强相关性，纸中水分含量与去极化电流曲线末端具有较强相关性。通过去极化电流曲线的不同时间段的变化，可区分绝缘油和绝缘纸中水分含量的情况。
2）对去极化电流曲线进行介电响应参数辨识，大时间常数与去极化电流曲线末端密切相关；小时间常数与去极化电流曲线始端密切相关。
3）Soil能较好地反映油中微水含量，Soil与油中微水含量存在指数关系，即油中水分含量越大，Soil越大；Spaper能较好地反映纸中微水含量，且Spaper与纸中微水含量也存在指数关系，即纸中微水含量越大，Spaper也越大。