CN102062746A - 一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法。本方法充分利用绝缘材料介电常数随电压频率变化而发生变化的这一固有特性，通过测试不同温度、不同微水含量试样的输出电压增益M和相位差

相关特征参量，结合测试装置的等效电路进行数学计算，得出试样的复介电常数ε^*。分析油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、温度T和施加电压频率f之间相互影响的规律，再利用数学软件工具对测试数据的变化规律进行拟合处理，最终获得油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、温度T和施加电压频率f的通用函数关系式，最后利用此函数关系式从而实现对未知油纸绝缘微水含量的计算。

Description

一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法

技术领域

本发明涉及一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，属于电力设备绝缘状态评估与寿命预测领域。

背景技术

电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御***，而电力变压器是这道防御***中的关键设备。目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器，其油纸绝缘性能的优劣直接影响变压器的电气性能和运行寿命。水分是影响绝缘油和绝缘纸绝缘性能的一个重要因素。绝缘油中微量水分会降低绝缘***的击穿电压和增加绝缘***的介质损耗，当绝缘油中水分含量超过一定阈值时，设备的绝缘性能将大大降低。水分还将直接参与油纸纤维等高分子材料的化学降解反应，促使这些材料降解老化，从而加速绝缘***各项性能的劣化。绝缘纸的热老化率与其中的水分含量成正比，纸中含水量每增加一倍其机械寿命就会减半。严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等事故，这是一个随变压器运行时间而逐渐发展的不可逆的过程。因此，油纸绝缘含水量的检测对变压器安全、稳定运行具有重要的意义。大部分的水分集中在绝缘纸板中，目前变压器绝缘油中的水分含量可以通过例行油样采集和试验室分析来检测，所采用的方法一般为库仑滴定法。但对于绝缘纸板中的微水含量并无法直接测得，只能借助变压器绝缘油中微水与绝缘纸板中微水的对应关系获取绝缘纸板中微水含量的信息。这些传统的油纸绝缘微水测试方法局限于单个信息，提供的绝缘信息十分少，只包含了微水的含量信息，而且所受的现场干扰因素多，具有无法建立变压器绝缘状态与测试结果对应关系的局限性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，可实现对油纸绝缘微水含量的有效、快捷检测。

本发明解决上述技术问题所采用的技术原理是基于绝缘材料的介电常数随电压频率变化而发生变化的这一固有特性，找出其微水含量与复介电常数以及测试电压频率、测试温度之间的一般函数关系式，然后，再将未知微水含量的油纸绝缘的复介电常数、测试电压频率和测试温度代入一般函数关系式，求出未知的微水含量。本发明根据上述技术原理所采用的具体技术方案包括以下步骤：

第一步骤，首先制备同一种型号不同微水含量的待测绝缘纸板试样，然后分别将各试样放置在平板电极传感器中，进行人工老化处理，并用变压器绝缘油浸渍后施加频率可调的正弦电压作为输入信号，测试每种输入信号和输出信号的电压增益M和相位差

第二步骤，将上述测试数据代入以下算式，计算被测试样的复介电常数ε^*：

复介电常数ε^*由两部分组成，其中，ε′、ε″为复介电常数的实部和虚部，

为输入电压与输出电压之间的相位差、M为电压增益幅值M，R_T、C_T为测试单元模型参数，R_L、C_L为已知负载支路参数，d为平板电极传感器的间距，A为平板电极传感器驱动电极表面积。

第三步骤，根据上述第二步骤中获取的复介电常数ε^*，和施加电压频率f、环境温度(T)进行数据拟合，确定油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、施加电压频率f、环境温度T的通用函数关系式：

第一公式是：

$m={[f^{r_2\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_1-f_{T1}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_1\left(f\right)}}$

第二公式是： $m={[f^{r_4\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_2-f_{T2}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_3\left(f\right)}}$

上述两式中c₁、c₂为相关系数，r(T)为包含温度T的表达式，r(f)为包含频率f的表达式，f(T)为与温度T有关的函数。其中，相关系数c₁、c₂，表达式r(T)、r(f)、f(T)均是由制备的同一型号不同微水含量试样各自的复介电常数与其在测量时所施加的电压信号频率f、环境温度T进行数据线性拟合得到。每一种型号的绝缘纸拟合得到的相关系数c₁、c₂，表达式r(T)、r(f)、f(T)不同。

第四步骤，将与先期制备的试样同一型号的未知微水含量的绝缘纸放入第一步骤中的平板电极传感器中，注入绝缘油浸渍，并在平板电极传感器上施加0.01Hz-10000Hz之间任意一种正弦电压作为输入信号，测试输入信号和输出信号的电压增益M和相位差

然后再按上述第二步骤和第三步骤确认的算式和关系式进行数据处理，计算出油纸绝缘的微水含量；其中，当按上述第三步骤中第一公式和第二公式计算出的微水含量m均小于2％时，采用第一公式计算值作为最终未知油纸绝缘的微水含量值，其他情况均采用两个值的平均值作为未知油纸绝缘的微水含量值。

上述第一步骤具体包括如下步骤：

(1)不同微水含量的待测绝缘纸板试样的制备方法是：先将新的绝缘纸板放置在比如70℃至90℃之间的热真空容器中烘干处理至水分充分析出，然后将烘干的绝缘纸板暴露放置在室内空气中，让其吸收空气中水分，直到其重量达到预定的值。微水含量百分数计算方法是：

$m=\frac{m_0-m^{\′}}{m_0}\×100\%$

其中，m′是绝缘纸板烘干后质量，m₀是绝缘纸板受潮后质量。

(2)因为未知微水含量的油纸绝缘***实际是已经老化了的，为与实际相符需要对制备的试样进行人工的老化处理。对试样进行热老化处理的方法是：将试样放置于100℃-150℃之间的某一固定温度值中处理500-800小时。热处理过程中的温度应均匀分布，并且为使试样每个部分的老化程度相同，试样在处理过程中的位置要进行有规律的变动。人工老化完成后，测量各试样的聚合度(DP)，以此判定老化试样的老化状态。

(3)试样放入平板电极传感器后，在传感器的驱动电极上接输入电压信号，从感应电极输出信号后接入智能示波器，测试输入信号与输出信号之间的电压增益M和相位差

改变测试环境温度T，输入电压信号的频率f重复测试，直到从低频到高频段全部测试完后换另一试样重复以上测试。

上述第二步骤中确立的复介电常数的算式原理是，参照图3，根据电路分压原理建立数学模型。

(1)根据第一步骤中测得的各油纸绝缘试样在不同温度T，不同频率f下的电压增益M和相位差

分别用如下计算式计算复介电常数的实部ε′和虚部ε″值：

复介电常数的实部和虚部的原始计算式是：

${\mathrm{\ϵ}}^{\′}=\frac{{\mathrm{dC}}_T}{A},$ ${\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}=\frac{d}{R_T\mathrm{A\ω}}$

因此要求ε′、ε″的值就要先计算出测量单元参数R_T和C_T值。这里定义图3中测量支路和负载支路的导纳分别是Y_T＝1/R_T+iωC_T和Y_L＝1/R_L+iωC_L。根据分压原理可得：

在低频范围内，即ω趋近于0时，电压增益M等于R_L/(R_L+R_T)。高频范围，即ω趋近于∞，电压增益M等于C_T/(C_T+C_L)。R_T和C_T用已知的负载支路R_L、C_L值和测得的M、

值表达如下：

将测量单元参数R_T和C_T计算式代入ε′、ε″的原始计算式中即可得到包含介电测试得到的特征参量M和

的复介电常数的实部和虚部计算式。

计算式中，ε′、ε″为复介电常数的实部和虚部，实部代表材料的介电常数，而虚部反映了材料的功率损耗特性。R_L、C_L为已知的负载支路参数，d是平板电极传感器的间距，A为平板电极传感器驱动电极表面积；

上述第三步骤中确立的油纸绝缘微水含量m与介电常数ε、施加电压频率f、环境温度T的通用函数关系算式的原理是：

(1)将第二步骤中计算出的同一型号不同微水含量试样各自的复介电常数实部和虚部ε′、ε″进行对数换算，即取log(ε′/ε₀)，log(ε″/ε₀)。其中，ε₀是真空介电常数。取对数的原因是有利于后续的数据分析拟合，得出油纸绝缘微水含量m和环境温度T，电压频率f和复介电常数之间的相互变化规律。

(2)微水含量m与复介电常数ε^*，环境温度T和电压信号频率f的关系建立可借鉴半经验计算公式：

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=c_1-\mathrm{\γ}\{f_T\left(T\right)-\log \left(f\right)+\log \left(m\right)+c_m\}$

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=c_2-\mathrm{\γ}\{f_T\left(T\right)-\log \left(f\right)+\log \left(m\right)+c_m\}$

其中，f_T(T)、log(m)+c_m分别代表温度和水分影响子函数，γ、c₁、c₂代表各影响因子对复介电常数的实部和虚部线性变换函数。为便于按上式形式分析，利用下式取ε_∞/ε₀≈2.4，将第二步骤中计算出的复介电常数实部log(ε′/ε₀)转换成log((ε′-ε_∞)/ε₀)形式：

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=\log (\exp (2.306*\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right))-\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0})$

对制备的同一型号不同微水含量试样的复介电常数和其在测量时所施加的电压信号频率f、环境温度T进行数据线性拟合得到相关系数c₁、c₂，表达式r(T)、r(f)、f(T)这些实际数值，代入半经验公式并进行逆运算获得这种型号油纸绝缘微水含量的计算式。

上述第四步骤就是利用所建立的相应关系算式来计算未知油纸绝缘微水含量的。

可见，本发明是基于电介质响应理论，通过测量不同电压频率、不同环境温度、不同微水含量同一种绝缘纸试样的输入与输出电压信号增益M，以及相位差

计算试样的复介电常数ε^*；再对测试中的数据进行分析，得出已知的油纸绝缘微水含量m与计算出的复介电常数ε^*、温度T和施加的电压频率f这些数据之间相互关联的规律，并利用MATLAB等数学工具对数据的变化规律进行合理拟合处理，最终获得油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、温度T和施加电压频率f的通用函数关系式；最后利用此函数关系式从而实现了对同种型号绝缘纸的未知油纸绝缘微水含量计算的。由此，本发明的优点是以电介质响应为理论基础，利用绝缘材料的复介电常数随电压频率变化而发生变化这一固有特性，能在很大程度上简化油纸绝缘的微水含量的计算，并且可以在不借助介质损耗等专门的测试装置情况下测得油纸绝缘的介电常数，具有较高的可靠性、经济性和实用性。其中，最终得到的油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、温度T和施加电压频率f的通用函数关系式可用于对未知微水含量的油纸绝缘***进行可靠和准确评估。

附图说明

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

图1为本发明测量油纸绝缘微水含量流程示意图

图2为本发明测量油纸绝缘微水含量的测量装置示意图

图3为整个测量装置的等效电路图

图中1-示波器，2-老化电源，3-烘箱，4-平板电极传感器驱动电极，5-阀门，6-油泵，7-输油管道，8-绝缘油，9-绝缘纸试样，10-平板电极传感器保护电极，11-温度传感器，12-平板电极传感器感应电极，13-有机容器，14-测试支路，15-负载支路。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的实施例进行详细描述。

本发明的基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，见图1，包括以下步骤：

第一步骤，将同一型号的新绝缘纸板放置在温度维持在80℃的热真空容器中2至3天。在这个过程中，为判断试样是否充分烘干，须使用精密测量仪器不间断的对试样的重量进行测量，直到测量的重量不再发生变化。烘干之后，将绝缘纸板完全暴露放置在空气中(比如室内的空气中)，以此从空气中吸收水分。整个同样使用精密测重仪器测量，绝缘纸板重量在不断变化，直到其重量达到预定值m₀，m₀即绝缘纸板吸收水分受潮后的质量。m₀值需要根据试样烘干后的质量和需制备的微水含量值来计算，预定值的计算方法是：

$m_0=\frac{m^{\′}}{1-m}$

其中，m′是绝缘纸板烘干后质量；m是需要制备的微水含量，分别为0.3％，0.6％，1％，2％和4％五组从低到高的微水含量。

紧接着，利用图2所示装置进行人工老化处理和测试。该装置，见图2，它具有电极相对平行的平板电容式传感器的特点，其容性结构主要由平板电极传感器驱动电极4和感应电极12组成，感应电极12周围是保护电极10；保护电极直接接地，消除了平行寄生电容和电阻，起到了屏蔽外部电场对测试电极的干扰作用；平板电极传感器放置于有机容器13的内部，有机玻璃容器顶部和底部经输油管道7连接，顶部安装油泵6使变压器绝缘油8处于循环状态，模拟实际变压器运行状态，底部安装温度传感器11实时监测容器内温度。整个有机玻璃容器放置于温度可以调节的烘箱3内。

测试前用纯甲醇清洗有机玻璃容器13和平板传感器的驱动电极4和感应电机12，清洗完后在80℃时将其烘干，烘干完后打开顶部盖子，迅速将制备好的绝缘纸板试样放置到平板电极传感器中间。人工老化处理时先将开关K₁，K₃闭合，K₂断开，老化电源2的电压为200V(可在100V-300V的范围选择)，烘箱3内温度控制在130℃(可在100℃-150℃的范围选择)，对绝缘纸试样进行老化处理600小时(可在500小时-800小时的范围选择)。烘箱内的温度应均匀分布，并用红外探测仪进行测量。为获得相同的老化程度，在烘箱内的测试容器位置进行有规律的变动。人工老化处理完成后，依据IEC60450测量微水含量为0.6％和4％试样的聚合度(DP)如表1所示。

试样状态	DP(聚合度)	老化因子
			新试样	1340	/
老化后0.6％微水含量	470	39％
			老化后4％微水含量	320	72％

如表中所示，微水含量低的试样老化因子明显低于微水含量高的试品。微水含量4％的试样的老化因子几乎是0.6％试样的2倍。这个结果清晰的表明微水对绝缘老化的严重影响。

对放置于平板电极传感器中间的试样9老化处理完成后，断开开关K₁，K₃，通过顶部部阀门5将绝缘油注入有机容器内，放置一定时间(最好1周以上时间)，让油纸绝缘***中的微水达到平衡状态。达到平衡状态后将烘箱内的温度控制在30℃，闭合开关K₁和K₂，分别在介质测试传感器的驱动电极端施加频率为0.01Hz，电压幅值为5V；感应电极的输出电压信号接智能示波器1，直接得到输入信号与输出信号之间的电压增益幅值M和相位差并对数据进行记录。对单一微水含量试样施加0.01Hz的正弦电压输入信号测试完毕后，再对其逐一施加0.1Hz，1Hz，10Hz，100Hz，1000Hz和10000Hz由低到高的一共七种正弦电压信号进行测量，记录每次测量到的电压增益幅值M和相位差

值。对单一微水含量试样在30℃(可以在20℃-100℃范围内选择)时施加频率由低到高的电压信号测试全部完成后，将烘箱内温度升高并保持在70℃(可以在20℃-100℃范围内选择)，放置一定时间(最好1周以上时间)使油纸绝缘中的微水重新达到平衡状态。分别重新施加0.01Hz，0.1Hz，1Hz，10Hz，100Hz，1000Hz和10000Hz的正弦电压信号进行测试，记录每次测量到的电压增益幅值M和相位差值。对单一微水含量的试样在30℃和70℃时施加频率由低到高的电压信号测试全部完成后，更换不同的微水含量试样分别在30℃和70℃时测试施加7种不同频率的正弦电压输入信号时输入信号与输出信号之间的电压增益幅值M和相位差

值，并记录每次测试得到的电压增益幅值M和相位差值。重复测量，直到所有微水含量试样均测试完毕。上述30℃和70℃是一对选择温度值，这两个温度可以在20℃-100℃之间任意选择，只要两次的温度不同即可。如果为使最终获得的微水含量计算公式更准确，可以选择两种以上温度进行分别测试。

第二步骤，油纸绝缘试样的复介电常数实部ε′和虚部ε″的计算步骤如下：

复介电常数的实部和虚部的原始计算式是：

${\mathrm{\ϵ}}^{\′}=\frac{{\mathrm{dC}}_T}{A},$ ${\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}=\frac{d}{R_T\mathrm{A\ω}}$

因此要求ε′、ε″的值就要先计算出测量单元参数R_T和C_T值。这里定义图3中测量支路和负载支路的导纳分别是Y_T＝1/R_T+iωC_T和Y_L＝1/R_L+iωC_L。如图3所示，根据分压原理可得：

在低频范围内，即ω趋近于0时，电压增益M等于R_L/(R_L+R_T)。高频范围，

即ω趋近于∞，电压增益M等于C_T/(C_T+C_L)。R_T和C_T用已知的负载支路R_L、C_L值和测得的M、

值表达如下：

将测量单元参数R_T和C_T计算式代入ε′、ε″的原始计算式中即可得到包含介电测试得到的特征参量M和

的复介电常数的实部和虚部计算式。

计算式中，ε′、ε″为复介电常数的实部和虚部，实部代表材料的介电常数，而虚部反映了材料的功率损耗特性。R_L、C_L为已知的负载支路参数，d是平行电极传感器的间距，A为平行电极传感器驱动电极表面积；

第三步骤，将测得的特征参量M和值代入第二步骤中复介电常数实部和虚部计算公式，分别取微水质量分数的对数log(m)，复介电常数的实部log((ε′-ε_∞)/ε₀)和虚部log(ε″/ε₀)的对数和各频率的对数log(f)，30℃时的计算数据如下表所示

对比计算数据可以得出相同温度下的不同水分对复介电常数的影响。比较可知ε′、ε″的值都随着水分和温度增加而增加，而且在不同温度和水分下其变化趋势基本相同。这些变化趋势总的来说接近线性。因此可通过线性拟合，分别得出30℃、70℃时的复介电常数实部和虚部的表达式：

从以上四个表达式可以看出，复介电常数的实部和虚部的大小与油纸绝缘的微水m、施加电压频率f以及温度T有关。各表达式的第一项随温度T变化不大，前而后两项变化较大。可以假定温度T变化与复介电常数的对数成线性关系，这样就可以通过对后两项进行温度线性拟合，第一项取平均值，可以得到：

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=(-0.0851\log \left(f\right)+1.7780)\log \left(m\right)-(0.0011T+0.2320)\log \left(f\right)+0.0081T-0.6499$

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=(-0.2797\log \left(f\right)+2.1328)\log \left(m\right)-(0.0032T+0.2265)\log \left(f\right)+0.0177T-1.2571$

根据上面两式，可以写出包含温度的一般表达式：

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=r_1\left(f\right)\log \left(m\right)-r_2\left(T\right)\log \left(f\right)+f_{T1}\left(T\right)+c_1$

$\log \left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)=r_3\left(f\right)\log \left(m\right)-r_4\left(T\right)\log \left(f\right)+f_{T2}\left(T\right)+c_2$

通过逆运算就可以推导出微水含量的表达式：

$m={[f^{r_2\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_1-f_{T1}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_1\left(f\right)}}$

$m={[f^{r_4\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_2-f_{T2}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_3\left(f\right)}}$

式中c₁、c₂，为相关系数，r(T)为包含温度T的表达式，r(f)为包含频率f的表达式，f(T)为与温度T有关的函数，ε_∞/ε₀＝3。代入计算数据，得到油纸绝缘微水含量m与其复介电常数ε^*，施加电压频率f和环境温度T的函数关系式如下：

$m={(f^{0.0011T+0.2330}\·(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}-3)\·{10}^{0.6499-0.0081T})}^{\frac{1}{-0.0851\log \left(f\right)+1.7780}}$

$m={(f^{0.0032T+0.2265}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-0.0177T+1.2571})}^{\frac{1}{-0.2797\log \left(f\right)+2.1328}}$

第四步骤，分别准备与先期制备的试样同一型号的微水含量较低0.2％和较高5％的两种绝缘纸作为未知微水含量的绝缘纸进行测量并验证准确性。首先将未知微水含量绝缘纸(实际微水含量是已知的)放进平板电极传感器中间，注入变压器油浸渍后将烘箱内温度保持50℃(可以选择20-100℃之间的任一温度)，并在平板电极传感器上施加频率为0.1Hz的正弦电压(可以在0.01Hz-10000Hz之间选择任意一种正弦电压)输入信号，测试输入信号和输出信号之间的电压复制增益M和相位差

将测试到的电压复制增益M和相位差

代入第二步骤中计算复介电常数实部和虚部的公式中进行计算，计算出复介电常数的实部ε′和虚部ε″，再实部ε′和虚部ε″代入第三步中油纸绝缘微水含量m与其复介电常数ε^*，施加电压频率f和环境温度T的函数关系式计算出的微水含量，并将计算值与实际值进行验证如下：

从上面表格也可以看出通过复介电常数的实部和虚部能有效的评估微水质量。用第三步骤中确定的两个计算公式对第一种未知油纸绝缘***计算出的微水含量值存在差异，从表中可以看出这两个计算值均小于2％，故采用第一公式的计算值作为最终微水含量m的值，即m＝0.213，误差为6.5％；用第三步骤中确定的两个计算公式对第二种未知油纸绝缘***计算出的微水含量值存在差异，从表中可以看出这两个计算值均大于2％，故采用第一和第二公式计算值的平均值作为此油纸绝缘***的微水含量值m，即m＝(5.33+5.245)/2＝5.2875，误差为5.7％。可见，利用本发明所建立函数关系算式可以对未知油纸绝缘微水含量进行测算，其所得值与实际值之间的误差较小。

Claims (4)

1.一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，其特征在于它包括如下步骤：

第一步骤，制备同一型号不同微水含量的绝缘纸板试样，然后分别将各试样放置在平板电极传感器中，进行人工老化处理，并用变压器绝缘油浸渍后施加频率可调的正弦电压作为输入信号，测试每种输入信号和输出信号的电压增益M和相位差

第二步骤，将第一步骤中测试到的电压增益M和相位差

值代入以下算式，计算被测试样的复介电常数(ε^*)：

式中，ε′、ε″为复介电常数的实部和虚部，

为输入电压与输出电压之间的相位差、M为电压增益幅值，R_T、C_T为测试单元模型参数，R_L、C_L为已知负载支路参数，d为平板电极传感器的间距，A为平板电极传感器驱动电极表面积；

第三步骤，根据上述第二步骤中获取的复介电常数ε^*，和施加电压频率f、环境温度T进行数据拟合，确定油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε^*、施加电压频率f、环境温度T的通用函数关系式：

第一公式：

$m={[f^{r_2\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′}-{\mathrm{\ϵ}}_{\∞}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_1-f_{T1}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_1\left(f\right)}}$

第二公式： $m={[f^{r_4\left(T\right)}\·\left(\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\′\′}}{{\mathrm{\ϵ}}_0}\right)\·{10}^{-c_2-f_{T2}\left(T\right)}]}^{\frac{1}{r_3\left(f\right)}}$

上述两式中c₁、c₂为相关系数，r(T)为包含温度T的表达式，r(f)为包含频率f的表达式，f(T)为与温度T有关的函数；

第四步骤，将与先期制备的试样同一型号的未知微水含量的绝缘纸放入第一步骤中的平板电极传感器中，注入绝缘油浸渍，并施加0.01Hz-10000Hz之间任意一种正弦电压作为输入信号，测试输入信号和输出信号的电压增益M和相位差

然后再按上述第二步骤和第三步骤确认的算式和关系式进行数据处理，计算出油纸绝缘的微水含量；当按上述第三步骤中第一公式和第二公式计算出的微水含量m均小于2％时，采用第一公式计算值作为最终未知油纸绝缘的微水含量值，其他情况均采用两个值的平均值作为未知油纸绝缘的微水含量值。

2.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于在所述第一步骤中，其不同微水含量的待测绝缘纸试样的制备方法是：先将未进行任何处理的绝缘纸板放置在热真空容器中烘干处理至水分充分析出，然后将烘干的绝缘纸板暴露放置在空气中，让其吸收空气中水分，直到其重量达到预定的值。

3.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于所述第一步骤中的人工老化处理是指将试样放置于100℃-150℃的温度中处理500-800小时。

4.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于第一步骤中，输入信号和输出信号均接入示波器，测出特征参量电压增益M和相位差

再将特征参量代入第二步的复介电常数计算公式中计算复介电常数。

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