2023年2月电工技术学报Vol.38No.3第38卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.221261基于微带环谐振器的油纸绝缘介电响应特性与受潮评估吴明1张大宁1邵先军2杨智2李泉浩1张冠军1（1.电力设备电气绝缘国家重点实验室（西安交通大学）西安7100492.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014）摘要该文介绍了微带环谐振器介电响应分析的原理，分析了微带环谐振器表征上层介质材料介电特性的计算模型，运用HFSS电磁仿真软件研究了上层介质材料、基底厚度、圆环半径对微带环谐振测试结果的影响。设计了谐振基频在1.16GHz左右的微带环谐振器，制备了从干燥（含水量低于0.5%）到含水量6.87%之间七种不同含水量的纸板样品。将微带环谐振方法的测试结果与标准谐振腔方法的测试结果进行了交互对比和验证，运用传统的1mHz～5kHz频域介电谱（FDS）测试进行了辅助分析。研究了水分对绝缘纸板1～6GHz频段介电特性的影响，分析了均匀受潮和不均匀受潮绝缘纸板在1～6GHz频段的介电特性。微带环谐振测试能够明显区分均匀受潮下不同含水量的纸板样品。对于不均匀受潮的纸板样品，在1～6GHz频段下，其与均匀受潮样品的曲线存在一定差距，且差距随着不均匀程度增加而增大。根据均匀受潮单层纸板的含水量与谐振频率平均值f—res的对应关系，建立了所选1.1mm厚绝缘纸板的水分评估曲线，并利用受潮样品进行了验证。研究表明，微带环谐振测试方法在绝缘纸板受潮快速评估中有着较好的应用前景。关键词：微带环谐振测试绝缘纸板GHz频段介电特性水分中图分类号：TM8550引言新能源电力系统中，油纸绝缘在大型电力变压器等充油设备中广泛应用。运行中的油纸绝缘电力设备在水分等环境因素的作用下，绝缘内部会产生渐变的劣化，随着时间推移形成绝缘老化，从而造成设备绝缘性能下降[1]。其中，绝缘油在设备长期运行后难免会混入O2、水分等其他杂质，在高温下发生氧化并生成CO、CO2、H2、小分子烃等产物，介电强度大大下降[2]。绝缘油的老化可以通过换新油或者净化的方式更新绝缘状态。而变压器油纸绝缘中的绝缘纸板多为植物纤维纸，主要成分为纤维素，结构通式为(C5H10O2)n，绝缘纸的劣化主要表现为纤维素的裂解，是一种不可逆的过程，水解是主要的裂解方式之一[3-4]。因此，水分是变压器绝缘纸板产生劣化的关键因素，如何对油浸纸板的受潮状态进行评估一直都是行业研究热点和亟待解决的难题。在油浸纸板的绝缘状态评...
