張寒， 萬保權(quán)， 胡偉， 許佐明， 尹朋博， 司文榮

(1. 中國(guó)電力科學(xué)研究院電網(wǎng)環(huán)境保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；2. 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司，上海 200437)

0 引言

高壓套管作為輸變電工程的核心部件，在高壓輸電穩(wěn)定運(yùn)行過程中扮演重要角色，一旦發(fā)生絕緣故障，將造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。高壓套管的主要絕緣結(jié)構(gòu)可分為油浸紙電容式結(jié)構(gòu)和膠浸紙(resin impregnated paper，RIP)電容式結(jié)構(gòu)2種。油浸紙電容式套管結(jié)構(gòu)相對(duì)成熟，但近年來因其自身材料導(dǎo)致的絕緣事故頻頻發(fā)生，漏油、爆炸和燃燒的風(fēng)險(xiǎn)不可避免[1]。因此由皺紋紙和鋁箔交替卷制，在真空條件下干燥再經(jīng)環(huán)氧樹脂澆注、固化后形成的干式套管，即RIP套管逐漸成為換流變閥側(cè)套管和穿墻套管的主流絕緣結(jié)構(gòu)[2—5]。盡管套管在安裝前會(huì)進(jìn)行干燥，但在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，芯體吸收的潮氣難以除去，而水分會(huì)危害絕緣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)RIP套管的運(yùn)行安全和使用壽命造成嚴(yán)重影響[6]。

如何有效評(píng)估高壓套管絕緣狀況長(zhǎng)期以來備受關(guān)注。以介電響應(yīng)理論為基礎(chǔ)的診斷方法，作為一種新型的絕緣狀態(tài)無損診斷方法，近年來被廣泛應(yīng)用于高壓套管絕緣性能檢測(cè)，其測(cè)試方法主要有3種，包括時(shí)域的回復(fù)電壓測(cè)量(recovery voltage measurement，RVM)[7]、極化/去極化電流(po￣la￣ri￣za￣tion and depolarization current，PDC)測(cè)量[8]以及頻域介電譜(frequency-domain dielectric spectroscopy，F(xiàn)DS)測(cè)量[9]。由于RVM法受現(xiàn)場(chǎng)的干擾較大，已逐漸被淘汰。FDS測(cè)量法攜帶信息豐富、測(cè)量頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)，但相比于PDC法，其測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，且當(dāng)含水量較低時(shí)評(píng)估誤差較大[10—11]。目前國(guó)外已開發(fā)出商用的PDC測(cè)量設(shè)備，如奧地利OMICRON公司生產(chǎn)的介電響應(yīng)分析儀DIRANA、ALF Engineering公司生產(chǎn)的PDC-Analyser-1MOD，因此文中嘗試將PDC測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于RIP絕緣含水量的定量評(píng)估。

為解釋受潮PDC測(cè)試結(jié)果，目前主要技術(shù)路線有：(1) 不同含水量的PDC曲線之間相互對(duì)比，獲得變化趨勢(shì)，定性得到受潮狀態(tài)；(2) 根據(jù)實(shí)際情況建立絕緣等效模型，如經(jīng)典德拜弛豫模型，通過模型參數(shù)變化分析絕緣狀態(tài)；(3) 提取PDC曲線特征參數(shù)，構(gòu)建特征參數(shù)與受潮特征量之間的擬合關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)絕緣狀態(tài)評(píng)估。

文中研究了基于PDC法的RIP絕緣受潮狀態(tài)評(píng)估方法，在實(shí)驗(yàn)室條件下搭建了PDC測(cè)試平臺(tái)，測(cè)量不同含水量的RIP絕緣樣片PDC曲線，分析PDC圖譜的變化規(guī)律；建立擴(kuò)展德拜模型，利用Matlab仿真擬合獲得了擴(kuò)展德拜模型各分支參數(shù)及擬合曲線，并提取用于含水量定量評(píng)估的特征參量。該研究成果為RIP絕緣的受潮狀態(tài)評(píng)估提供了數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)方法及理論基礎(chǔ)

1.1 試驗(yàn)方法

文中主要從理論角度探索受潮狀態(tài)對(duì)RIP絕緣性能的影響，為排除受潮均勻度對(duì)結(jié)果的干擾，僅考慮均勻受潮的情況。文中試驗(yàn)采用的試品是從工程用RIP套管電容芯體上切割打磨加工成的7 cm×8 cm×1 mm樣片。為制備不同含水量的RIP絕緣樣片，試驗(yàn)開始前須對(duì)樣片進(jìn)行干燥處理，將樣片放入水分測(cè)定儀內(nèi)，在100 ℃環(huán)境下干燥至重量不再減少，獲得樣片初始重量m0。該水分測(cè)定儀同時(shí)具備加熱和稱重功能，其加熱源為高效鹵素?zé)?，可使樣片均勻受熱，加熱溫度范圍?0～180 ℃，重量測(cè)量的分辨率為0.001 g。之后將樣片浸沒水中2 h，取出自然晾干并稱重，重量為m，再進(jìn)行不同程度的干燥處理得到不同含水量的樣品。樣片的含水量為：

(1)

一般認(rèn)為含水量小于0.5%為完全干燥[12—13]，文中試驗(yàn)制備的樣片含水量為0.88%～2.03%，該范圍可囊括工程中的范圍。在實(shí)驗(yàn)室中搭建如圖1所示的PDC測(cè)試平臺(tái)，將樣片放入三電極測(cè)量系統(tǒng)中并夾緊，保護(hù)電極可有效消除邊緣效應(yīng)以及沿面泄漏電流對(duì)PDC測(cè)量結(jié)果的影響，該三電極結(jié)構(gòu)則放置于金屬容器內(nèi)。PDC測(cè)量采用奧地利OMICRON公司開發(fā)的DIRANA介電響應(yīng)分析儀，該設(shè)備可提供最高200 V的直流電壓，電流測(cè)量范圍為±20 mA，測(cè)量精度為0.5%測(cè)量值±1 pA。

圖1 PDC測(cè)試平臺(tái)Fig.1 PDC test platform

PDC測(cè)量需持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間才能使所有的極化物質(zhì)達(dá)到松弛狀態(tài)[14]，DIRANA用戶指南中指出5 000～7 000 s的極化持續(xù)時(shí)間足以評(píng)估電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)，同樣的時(shí)間也建議用于去極化持續(xù)時(shí)間。因此試驗(yàn)設(shè)置200 V的恒定激勵(lì)電壓源，極化和去極化時(shí)間均設(shè)置為5 000 s。較長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中的RIP絕緣樣片很容易二次受潮而影響介電性能，為保證試驗(yàn)過程中樣片狀態(tài)的穩(wěn)定性，試驗(yàn)中將測(cè)試所用的三電極結(jié)構(gòu)連同金屬容器放置于溫濕度控制箱內(nèi)，測(cè)量引線引至溫濕度控制箱外部與PDC測(cè)量設(shè)備相連。為減小環(huán)境溫濕度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，對(duì)RIP絕緣樣片進(jìn)行的所有測(cè)試均保持溫度為20 ℃、濕度為30%。PDC測(cè)量前后各測(cè)一次質(zhì)量，取平均值作為樣片的m值。為防止樣片內(nèi)部雜散電流和殘存電荷對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，每次PDC測(cè)量前都將其靜置24 h保證充分放電。

1.2 PDC測(cè)量原理

PDC測(cè)量簡(jiǎn)化圖如圖2(a)所示，圖2(b)為階躍充電電壓U0作用下的典型波形圖，其中Tp為極化持續(xù)時(shí)間，即極化電流測(cè)量的最大時(shí)間；Td為去極化持續(xù)時(shí)間。PDC測(cè)量法通過在樣片兩端施加和撤去直流電壓，測(cè)量階躍電壓作用下的充電電流和松弛狀態(tài)下的放電電流來診斷樣片的絕緣狀態(tài)。

圖2 PDC測(cè)量原理Fig.2 Principle of PDC measurement

在Tp時(shí)間段內(nèi)，由于樣片的導(dǎo)電性和各種極化過程將產(chǎn)生極化電流ipol，當(dāng)t=t1時(shí)撤掉激勵(lì)電壓，并將樣片兩端短暫短接，去除表面電荷的干擾，此時(shí)樣片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生去極化現(xiàn)象，產(chǎn)生去極化電流idepol，可表示為[15]：

ipol(t)=C0U0(σ0/ε0+f(t))

(2)

idepol(t)=-C0U0(f(t)-f(t+TP))

(3)

式中：C0為幾何電容；ε0為真空介電常數(shù)，為8.852×10-12F/m；σ0為樣片直流電導(dǎo)率；f(t)為介電響應(yīng)函數(shù)。若充電時(shí)間足夠長(zhǎng)，f(t+TP)≈0，去極化電流可簡(jiǎn)化為：

idepol(t)=-C0U0f(t)

(4)

文獻(xiàn)[16]指出可根據(jù)測(cè)量時(shí)間最大時(shí)的極化電流和去極化電流，利用式(2)—式(4)計(jì)算直流電導(dǎo)率σ0。

(5)

1.3 擴(kuò)展德拜模型及求解

通過對(duì)絕緣系統(tǒng)建模解譜分析，可以更好地理解RIP絕緣的介電響應(yīng)。去極化電流包括出現(xiàn)在RIP絕緣內(nèi)不同位置的各種弛豫機(jī)制的總和。RIP絕緣樣片中，每個(gè)極性基團(tuán)的構(gòu)型都不同，在施加電場(chǎng)后的響應(yīng)時(shí)間也不同，極化過程可用一個(gè)耗能元件R和一個(gè)儲(chǔ)能元件C串聯(lián)的支路模擬[17]。因此RIP絕緣結(jié)構(gòu)可用一系列電阻和電容串、并聯(lián)的R-C電路模型表示，即擴(kuò)展德拜模型，如圖3所示，其滿足τi=RiCi的時(shí)間常數(shù)規(guī)律。除極化電流外，在電場(chǎng)作用下絕緣層還流動(dòng)傳導(dǎo)電流，其由圖3中的絕緣電阻R0引起。

圖3 擴(kuò)展德拜模型Fig.3 Extended Debye model

根據(jù)PDC法的實(shí)際測(cè)量值求解模型參數(shù)，C0可由傳統(tǒng)的工頻電容測(cè)量技術(shù)確定，R0由最大時(shí)間Tp的極化電流和去極化電流之差計(jì)算得出。其他參數(shù)可通過擬合去極化電流確定，見式(6)—式(8)。

(6)

(7)

(8)

式中：Ri，Ci，Ai，τi分別為第i條支路的電阻、電容、弛豫貢獻(xiàn)系數(shù)、時(shí)間常數(shù)。推導(dǎo)可得Ri，Ci分別為：

Ri=(1-e-Tp/τi)U0/Ai

(9)

Ci=τi/Ri

(10)

對(duì)于電路模型的求解，微分解析法[18—20]雖然避免了計(jì)算模型參數(shù)不唯一的問題，但微分過程的物理意義難以解釋，且數(shù)學(xué)計(jì)算的工作量和誤差均較大；末端點(diǎn)解析法[21—22]雖然避免了大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，但由于去極化電流噪聲較大，取某一點(diǎn)計(jì)算會(huì)對(duì)求解結(jié)果的誤差影響過大。因此文中注重?cái)M合優(yōu)度，選擇智能優(yōu)化算法[23—24]進(jìn)行解譜分析。

由于文中構(gòu)建的等效模型是非線性非凸問題，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化算法，如最小二乘法擬合精度不夠、擬合效果較差，將不再適用。遺傳算法(genetic alogrithm,GA)屬于進(jìn)化類算法[25]，對(duì)初值依賴性較低，可以在全局范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，具有一定的跳出局部最優(yōu)的能力，但求解結(jié)果具有一定的隨機(jī)性。內(nèi)點(diǎn)法求解速度快，得到的優(yōu)化結(jié)果穩(wěn)定性高，但對(duì)初值依賴較高，在求解非線性非凸問題時(shí)，不同的初值對(duì)求解結(jié)果影響較大，容易陷入局部最優(yōu)?？紤]到目標(biāo)函數(shù)，即式(11)中只包含較少的優(yōu)化變量，因此提出GA與內(nèi)點(diǎn)法相結(jié)合的方式進(jìn)行求解。利用GA的初值不敏感性和較強(qiáng)的全局搜索能力，先計(jì)算一個(gè)局部次優(yōu)解，然后將其作為內(nèi)點(diǎn)法的初值，執(zhí)行進(jìn)一步的迭代優(yōu)化，得到最終的擬合結(jié)果。

(11)

最后引入擬合優(yōu)度R2對(duì)整體擬合效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其定義為：

(12)

由于RIP絕緣的高電阻性，去極化電流通常在非常小的范圍內(nèi)還會(huì)受到感應(yīng)交流電流、電磁干擾和附近高壓靜電裝置靜電感應(yīng)的影響。采用德拜模型可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的PDC噪聲進(jìn)行去噪，擬合得出光滑的電流曲線，這也是后期相關(guān)參數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算的基礎(chǔ)。

2 受潮時(shí)域試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 受潮狀態(tài)對(duì)PDC的影響

樣片不同含水量的PDC實(shí)測(cè)結(jié)果見圖4，為便于比較，試驗(yàn)將去極化電流值的極性改為正值。顯而易見，RIP絕緣樣片受潮狀態(tài)對(duì)PDC曲線有較大影響。

圖4 RIP絕緣樣片不同含水量的PDCFig.4 PDC of RIP insulation samples withdifferent moisture contents

由圖4(a)可知，極化初期，由于電荷的注入及較快的遷移速率，極化電流值較大，該部分為吸收電流；隨極化時(shí)間增加，極化電流波形逐漸趨于平穩(wěn)，此階段為介質(zhì)極化弛豫過程。整體來看，隨著RIP絕緣樣片含水量的增加，極化電流ipol逐漸增大，隨時(shí)間衰減的幅度也發(fā)生顯著變化。絕緣樣片中的水分遷移會(huì)對(duì)其電導(dǎo)率產(chǎn)生較大影響，含水量增加提高了RIP絕緣的直流電導(dǎo)率，增加了極化強(qiáng)度，導(dǎo)致極化電流曲線上升。

由圖4(b)可知，去極化電流idepol隨含水量的增加逐漸增大，去極化曲線的衰減時(shí)間常數(shù)也增大。去極化電流與絕緣樣片內(nèi)部帶電粒子的極化密切相關(guān)[14]。水作為一種強(qiáng)極性分子，其相對(duì)介電常數(shù)較高，含水量增加將促使RIP絕緣樣片在外加極化電壓下產(chǎn)生的束縛電荷越多，樣片內(nèi)部的電荷密度增大，因此去極化電流增大。在去極化過程中去極化電流衰減越來越慢，導(dǎo)致其衰減到0的時(shí)間也越久。同時(shí)水分子能與RIP絕緣樣片中的一些親水性的離子或基團(tuán)結(jié)合，使其更容易偏離平衡位置，極化強(qiáng)度和響應(yīng)速度增加，因此去極化電流增大。

文獻(xiàn)[14]指出當(dāng)極化時(shí)間足夠長(zhǎng)(一般大于3 000 s)時(shí)，對(duì)于線性電介質(zhì)材料，其電導(dǎo)電流等于極化電流與去極化電流之差。圖5為RIP絕緣樣片不同含水量的電導(dǎo)電流?？梢钥闯?，隨著含水量的增加，電導(dǎo)電流變大，樣片的電導(dǎo)率明顯增大。電導(dǎo)電流曲線與極化電流曲線幾乎一致，尤其在曲線后期，其主要原因?yàn)闇y(cè)試后期大部分極化過程已經(jīng)衰減完，極化電流主要由電導(dǎo)電流組成[18]。

圖5 RIP絕緣樣片不同含水量的電導(dǎo)電流Fig.5 Conductivity currents of RIP insulationsamples with different moisture contents

2.2 絕緣電阻和吸收比

由圖4(a)可知，極化電流的衰減快慢同RIP絕緣樣片含水量具有較為一致的對(duì)應(yīng)關(guān)系，此即電流吸收現(xiàn)象。絕緣電阻和吸收比均為反映絕緣性能的基本指標(biāo)，工程上主要通過測(cè)量這2個(gè)指標(biāo)來判斷受潮情況。絕緣電阻定義為加壓60 s后測(cè)得的電阻值，即：

R60=U0/ipol(60)

(13)

吸收比Ka定義為絕緣電阻與加壓15 s的電阻值之比，即：

(14)

極化指數(shù)Pi定義為加壓600 s的電阻值與60 s的電阻值之比，即：

(15)

式中：ipol(15)，ipol(60)，ipol(600)分別為加壓15 s、60 s和600 s的極化電流值。

不同含水量的直流電導(dǎo)率可由式(5)計(jì)算得到，對(duì)于文中的試驗(yàn)樣片，式(5)可等效為：

(16)

式中：d為試驗(yàn)樣片厚度；S為高壓電極與測(cè)量電極間樣片面積，即0.0252π m2；U0=200 V；Tp=5 000 s。

表1給出了上述時(shí)域特征參數(shù)的計(jì)算值，可以看出隨著含水量增加，絕緣電阻R60、吸收比Ka、極化指數(shù)Pi均逐漸減小，而直流電導(dǎo)率σ0逐漸增加。其原因?yàn)楫?dāng)絕緣性能變差時(shí)，電流吸收現(xiàn)象不明顯，電流隨時(shí)間下降緩慢。一般認(rèn)為Ka>1.3表示絕緣合格，Ka<1.3表示絕緣受潮或存在局部缺陷，可見，當(dāng)含水量大于1.38%時(shí)不再符合RIP套管安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。該時(shí)域特征參數(shù)作為反應(yīng)絕緣性能的基本指標(biāo)，在一定程度上反映了RIP絕緣樣片受潮狀態(tài)。但與PDC曲線結(jié)果相比，其提供的絕緣狀態(tài)信息較少，尤其在RIP套管內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)較復(fù)雜時(shí)，不能提供全面豐富的絕緣狀態(tài)信息。

表1 RIP絕緣樣片不同含水量的時(shí)域特征參數(shù)Table 1 Time domain characteristic parameters of RIPinsulation samples with different moisture contents

2.3 擴(kuò)展德拜模型擬合結(jié)果

澳大利亞學(xué)者[18]在進(jìn)行德拜模型參數(shù)辨識(shí)研究中指出，模型的極化支路數(shù)應(yīng)在6～10條，理論上無法確定通用最優(yōu)支路數(shù)。但考慮到擬合結(jié)果的優(yōu)劣直接反應(yīng)了與真實(shí)微觀過程的吻合程度，文中以擬合優(yōu)度R2作為主要指標(biāo)確定最優(yōu)支路數(shù)，分別在支路數(shù)n∈[6，10]時(shí)對(duì)含水量1.78%進(jìn)行擬合，得到的擬合優(yōu)度R2與支路數(shù)n的關(guān)系如圖6所示。當(dāng)n<9時(shí)，擬合優(yōu)度隨支路數(shù)的增加而顯著增大；n=9或n=10時(shí)，擬合優(yōu)度幾乎不變，因此兼顧擬合效果和算法求解復(fù)雜度，文中取n=9。

圖6 擬合優(yōu)度與支路數(shù)的關(guān)系Fig.6 Relationship between goodness of fit and the number of branches

圖7給出了含水量為0.88%時(shí)擬合方法解析的結(jié)果，擬合參量數(shù)值見表2。對(duì)其他含水量的RIP絕緣樣片，因篇幅限制，擴(kuò)展德拜模型擬合參數(shù)部分結(jié)果見表3、表4，不同含水量的去極化電流擬合優(yōu)度均高于0.99。因此，通過擴(kuò)展德拜模型擬合可以對(duì)實(shí)測(cè)PDC進(jìn)行去噪，擬合得出光滑的電流曲線。整體來看，隨著時(shí)間常數(shù)的增加，極化電容Ci逐漸增加，而極化電阻Ri和極化電流弛豫貢獻(xiàn)系數(shù)Ai沒有明顯變化規(guī)律。最大時(shí)間常數(shù)分支的Ai(即A9)隨含水量增加而變大，Ai的變大反映了去極化電流尾部電流值上升情況。

圖7 含水量為0.88%時(shí)去極化電流及各分支擬合結(jié)果Fig.7 Depolarization currents and fitting results ofeach branch with the moisture content of 0.88%

3 受潮特征參量提取

最大時(shí)間常數(shù)分支的Ai與含水量之間的變化規(guī)律如圖8所示。由圖8可見，A9與含水量wmc存在擬合效果較好的線性函數(shù)關(guān)系，函數(shù)表達(dá)式見式

表2 wmc為0.88%時(shí)的擴(kuò)展德拜模型等效電路參數(shù)Table 2 Equivalent circuit parameters of the extended Debye model when wmc is 0.88%

表3 wmc為1.38%時(shí)的擴(kuò)展德拜模型等效電路參數(shù)Table 3 Equivalent circuit parameters of theextended Debye model when wmc is 1.38%

表4 wmc為1.78%時(shí)的擴(kuò)展德拜模型等效電路參數(shù)Table 4 Equivalent circuit parameters of theextended Debye model when wmc is 1.78%

(17)，擬合優(yōu)度為0.967，因此A9可以作為評(píng)估受潮狀態(tài)的特征參量。

圖8 最大時(shí)間常數(shù)分支的Ai與含水量的關(guān)系Fig.8 Relationship between Ai of maximum time constant branch and moisture contents

(17)

由圖4(b)可以看出，5 000 s去極化電流的幅值對(duì)RIP絕緣樣片的受潮狀態(tài)非常敏感，含水量越高，RIP絕緣樣片的去極化電流幅值越大。然而，直接利用去極化電流值難以定量分析RIP絕緣的受潮狀態(tài)，因此文中提出了一種通過計(jì)算RIP絕緣去極化電量Qdepol(t)的方法將受潮狀態(tài)與PDC測(cè)量結(jié)果聯(lián)系起來，將其定義為去極化電流idepol(t)對(duì)測(cè)量時(shí)間的積分。

(18)

圖9給出了不同含水量下RIP絕緣樣片的Qdepol(t)隨測(cè)試時(shí)間的變化，去極化電量與時(shí)間呈二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系，即Qdepol(t)=at2+bt+c，不同含水量的a，b，c參量如表5所示。

圖9 RIP絕緣樣片不同含水量的去極化電量Fig.9 Depolarization charge quantity of RIP insulationsamples with different moisture contents

表5 RIP絕緣樣片不同含水量的擬合參數(shù)Table 5 Fitting parameters of RIP insulationsamples with different moisture contents

顯而易見，去極化電量隨樣片含水量的增加而顯著增大。文中將極化時(shí)間為5 000 s時(shí)的Qdepol(t)定義為穩(wěn)定去極化電量，記為Qd-5000,，并擬合研究Qd-5000與RIP絕緣樣片含水量之間的關(guān)系，如圖10所示，得到的擬合方程見式(19)。穩(wěn)定去極化電量與含水量wmc呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，擬合優(yōu)度為0.997。因此，Qd-5000可以作為評(píng)估RIP絕緣樣片受潮狀態(tài)的特征參量。

圖10 穩(wěn)定去極化電量和含水量的關(guān)系Fig.10 Relationship between stable depolarization charge quantity and moisture contents

(19)

4 結(jié)論

文中通過對(duì)不同含水量的RIP絕緣樣片進(jìn)行PDC測(cè)量，分析受潮狀態(tài)對(duì)擴(kuò)展德拜模型的影響，并提取特征參量對(duì)RIP絕緣樣片的受潮狀態(tài)進(jìn)行定量分析，得出以下結(jié)論：

(1) 隨著含水量的增加，PDC曲線整體向上移動(dòng)；計(jì)算得到的多個(gè)時(shí)域特征參數(shù)(R60,Ka,Pi和σ0)均對(duì)含水量變化反應(yīng)靈敏。絕緣電阻R60、吸收比Ka、極化指數(shù)Pi均逐漸減小，而直流電導(dǎo)率σ0逐漸增加。

(2) 構(gòu)建RIP絕緣等效電路模型是其絕緣狀態(tài)評(píng)估的關(guān)鍵，等效電路參數(shù)辨識(shí)是該研究的難點(diǎn)。針對(duì)原有PDC測(cè)量等效模型參數(shù)辨識(shí)方法的不足，文中創(chuàng)新性地提出了GA與內(nèi)點(diǎn)法相結(jié)合的擬合方法，建立的9支路擴(kuò)展德拜模型可以較好地?cái)M合RIP絕緣不同松弛極化過程。

(3) 提取了2個(gè)受潮狀態(tài)特征參量，即最大時(shí)間常數(shù)分支的弛豫貢獻(xiàn)系數(shù)A9和穩(wěn)定去極化電量Qd-5000。RIP絕緣的含水量越高，去極化電量越大；A9與含水量同線性函數(shù)具有0.967的擬合優(yōu)度；Qd-5000與含水量同指數(shù)函數(shù)具有0.997的擬合優(yōu)度，均可作為評(píng)估RIP絕緣樣片受潮狀態(tài)的特征參量。

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過程中，環(huán)境溫度、介質(zhì)損耗發(fā)熱、不均勻受潮和老化等都將對(duì)RIP套管的絕緣狀態(tài)產(chǎn)生很大影響，因此若將PDC測(cè)量技術(shù)用于RIP套管絕緣的狀態(tài)評(píng)估，還須進(jìn)一步深入研究。