油浸式电力变压器固体绝缘老化检测技术

摘要：固体绝缘材料的性能是决定变压器使用寿命的重要因素，当固体绝缘材料发生老化现象时，可能会增加变压器故障风险。本文分析了油浸式电力变压器固体绝缘老化常用的检测技术，包括油中溶解气体检测技术、糠醛检测技术、聚合度检测技术、恢复电压检测法、频域介电谱法、极化去极化电流法等六种检测技术，期望对提高固体绝缘老化检测准确性有所帮助。

关键词：油浸式电力变压器；固体绝缘老化；检测技术

在油浸式电力变压器中，固体绝缘材料主要包括绝缘纸板、绝缘垫块、绝缘绑扎带等材料，当固体绝缘材料受高温、高湿、负载、过电压、短路电流等因素作用时，会加快变压器固体绝缘老化速度，缩短固体绝缘使用寿命[1]。固体绝缘老化直接关系到变压器的运行状态，当固体绝缘发生严重老化现象时，必然会降低变压器的抗雷击能力，再叠加外界干扰因素影响，变压器容易发生放电现象，引发绝缘击穿事故，导致变压器无法正常运行。基于此，有必要采用科学有效的固体绝缘老化检测技术全面掌握其老化状态，及时落实维护措施，避免发生变压器故障。

1油中溶解气体检测技术

当油浸式电力变压器发生故障时会产生多种气体，通过分析不同气体含量能够有效检测出故障成因。变压器固体绝缘老化后会产生一氧化碳和二氧化碳气体，采用油中溶解气体检测技术测定一氧化碳与二氧化碳之间的比值，可以将其作为固体绝缘老化诊断的依据。IEC导则中指出，一氧化碳与二氧化碳的比值在0.33-0.99范围内时，表明纤维素绝缘处于分解状态。在采用此技术进行绝缘老化检测时，应注意以下两个方面：①一氧化碳、二氧化碳气体并非完全来源于纤维素绝缘材料热分解，当发生变压器局部放电、使用劣质矿物油时也会产生这两种气体。在采用此检测技术时需要排除可能产生这两种气体的其他情况。②两种气体的比值受绝缘材料、油纸比例等因素影响，当变压器运行环境发生变化时，两种气体的产生量也会发生变化。在采用此检测技术时需要检测多次，以提高绝缘老化诊断的准确性。

2糠醛检测技术

在纤维素绝缘老化时会生成糠醛，这种物质属于呋喃类化合物。根据相关试验规程规定，当油中糠醛含量超过0.5mg/L、4mg/L时，分别表明绝缘寿命进入中期、处于晚期[2]。在采用糠醛检测技术时，需要注意以下两个方面：①高效液相色谱法是检测糠醛含量的常用测量方法，此方法的检测结果容易受滤油、换油等因素影响。为保证高效液相色谱法检测结果的可靠性，需采取有效措施排除干扰因素。②如果变压器的绝缘纸添加了抗氧化剂，则会影响物理测量方法对糠醛含量检测的准确性。故此，在采用糠醛检测技术时，要确保绝缘纸内未添加抗氧化剂。

3聚合度检测技术

变压器绝缘纸的正常聚合度范围在1000-1300之间，当绝缘纸受外界因素影响发生老化现象后，其聚合度会降低至900以下。根据油浸式变压器绝缘老化判断导则规定，当绝缘纸聚合度降至500左右、250左右及150以下时，分别表明绝缘寿命已接近中期、进入晚期、寿命结束。在绝缘纸老化检测中可以通过检测聚合度判断老化程度，在使用此检测技术时，需要注意以下三个方面：①变压器绕组绝缘老化程度分布不均匀，不同位置的老化程度不同，在使用聚合度检测技术时需要检测多个位置。②常用的聚合度检测方法为粘度法，粘度法对检测环境和检测材料的要求较高，为保证检测结果的可靠性，需规范配置溶液，由专业的检测人员进行检测。③因聚合度检测技术需要对绝缘材料进行吊芯取样，影响绝缘材料完整性，故此应审慎选择此项检测技术。

4恢复电压检测法

恢复电压检测技术是一种无损检测技术，通过分析变压器固体绝缘在撤去外加电压后的恢复电压特性，生成恢复电压曲线，以此判断绝缘老化程度。此检测技术主要利用绝缘材料内部电荷的重新分布与消散过程进行分析判断，当已经发生绝缘老化时，绝缘材料的介电性能发生相应变化，使得恢复电压也随之呈现出一定的变化规律。在采用恢复电压检测技术时，应测量获取恢复电压的幅值、衰减时间等参数，为评价绝缘老化程度提供依据。根据大量研究成果可知，极化谱峰值与充电时间有着密切关系，当极化谱峰值越大，初始斜率越小时，表明材料的绝缘性能越好[3]。在油纸绝缘老化检测中，通过恢复电压试验能够获取内部绝缘结构、微水含量、恢复电压极化谱等信息，根据检测信息可以准确分析油纸绝缘老化或受潮情况。

5频域介电谱法

这是一种检测结果准确、受干扰程度小的频域介电响应诊断技术，可被用于变压器固体绝缘老化的现场检测。频域介电谱法是在电解质两端施加交流正弦电压，获取电源电压频率改变状态下的介质损耗因数、复相对介电常数、复电容等参数，生成典型的频域介电谱曲线图，通过分析参数在不同频域的变化规律，以判断固体绝缘材料的老化状态。在采用频域介电谱法时，可以获取油纸绝缘材料的频域谱特性曲线，研究不同频率的介质损耗因数变化规律，准确区分油纸绝缘材料受潮状态与老化状态。

6极化去极化电流法

极化去极化电流法通过分别测定介质在阶跃电压环境下和短路状态下的充电极化电流与放电去极化电流，生成极化去极化电流测试曲线，根据曲线变化规律判断绝缘材料的老化状态。在采用此检测方法时，可以通过获取极化电量斜率、稳定极化电量两个参数，评估油纸绝缘的含水量情况。此外，还可以建立起极化去极化电量差模型，当极化去极化电量差与测量时间呈显著的线性关系时，即直线斜率越大，表明油纸绝缘中含有的微水质量分数越大，绝缘老化程度越严重。

7结论

综上所述，固体绝缘老化具有不可恢复性的特点，加强固体绝缘老化检测工作，对优化制定变压器维护策略、延长变压器使用寿命有着重要意义。在固体绝缘老化检测中，要合理选用检测技术方法，将无损检测作为优先选项，准确评估固体绝缘老化状态，采取必要手段避免变压器发生重大故障，提高电力设备运行的可靠性。

参考文献

[1]林朝明，叶荣.油浸式变压器绝缘诊断方法的研究进展[J].电气技术，2019（12）：1-6，22.

[2]傅振兴，陈孔华.探究变压器绝缘老化检测试验及寿命评估对策[J].大众标准化，2025（2）：160-162.

[3]刘焕，薛守洪，孙利强.变压器油糠醛含量检测与固体绝缘老化的研究[J].内蒙古科技与经济，2021（24）：86-87.