CN108459246B - 一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法，其主要技术特点是：制作绝缘材料样片并将其样片放在球形电极和板形电极之间；在球形电极和板形电极之间施加电压，测量并记录局部放电量、放电对应的相位和单位时间内的放电次数，计算放电能量；绘制放电能量随时间的变化曲线，如果变化曲线符合先升后降的典型特征，认为绝缘尚未达到劣化临界点；根据放电能量变化曲线中的时间参数推算出达到劣化临界点的时间。本发明通过计算放电能量以及放电能量随时间的变化曲线，可有效判断变压器绝缘劣化程度，预测绝缘劣化趋势和临界点时间，合理安排变压器检修和更换，避免变压器故障而带来的经济损失，保证了变压器的安全稳定运行。

Description

一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法
技术领域
本发明属于变压器绝缘技术领域，尤其是一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法。
背景技术
变压器在长期运行过程中，其绝缘材料会受到温度、水分及腐蚀性物质的影响而逐渐劣化。当绝缘劣化程度达到某个临界点时，其绝缘性能将急剧下降从而导致绝缘失效，甚至引起变压器故障，影响电网的安全可靠运行。为了避免变压器故障，准确判断变压器绝缘劣化程度的临界点是一种重要技术手段，但是目前尚无有效判断变压器绝缘劣化程度的临界点的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、准确可靠的用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法，包括以下步骤：
步骤1、从变压器内部选取一块绝缘材料并制成绝缘材料样片，将该绝缘材料样片放在球-板试验平台上的球形电极和板形电极之间；
步骤2、在球形电极的引出端和板形电极的引出端之间施加电压，测量并记录局部放电量、放电对应的相位和单位时间内的放电次数，计算放电能量；
步骤3、绘制放电能量随时间的变化曲线，如果变化曲线符合先升后降的典型特征，认为绝缘尚未达到劣化临界点；
步骤4、根据放电能量变化曲线中的时间参数推算出达到劣化临界点的时间。
所述放电能量的计算方法为：
Figure BDA0001600845210000011
其中，U为引出端和板形电极的引出端之间的施加电压，q为局部放电量、
Figure BDA0001600845210000021
为放电对应的相位，n为单位时间内的放电次数。
所述劣化临界点的时间的推算方法如下：
Figure BDA0001600845210000022
其中，T′2为曲线临界点前的时间，T′3为曲线临界点至击穿的时间，t1为绝缘材料样片所在变压器的运行时间。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，其通过计算放电能量以及放电能量随时间的变化曲线，可有效判断变压器绝缘劣化程度，预测绝缘劣化趋势和临界点时间，合理安排变压器检修和更换，避免变压器故障而带来的经济损失，保证了变压器的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明所使用的的实验平台；
图2是放电能量随时间的典型变化曲线图；
图3是根据绝缘材料样片的放电能量统计规律判断其劣化程度流程图；
图4是放电能量随时间的变化曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法，是在图1所示的球-板试验平台上实现的，该试验平台包括球形电极2、球形电极引出端1、板形电极4及板形电极引出端5，球形电极和板形电极相对设置，待测绝缘材料样片3放置在球形电极和板形电极之间。在本实施例中，球形电极的直径为40mm，板形电极为圆形且直径为75mm，绝缘材料样片为圆形且直径为80mm。
本发明的判断方法包括以下步骤：
步骤1、从变压器内部选取一块绝缘材料并制成绝缘材料样片，将该绝缘材料样片放在球-板试验平台上的球形电极和板形电极之间。
步骤2、在球形电极的引出端和板形电极的引出端之间施加电压U，测量并记录局部放电量q、放电对应的相位
Figure BDA0001600845210000034
和单位时间内的放电次数n，计算放电能量
Figure BDA0001600845210000031
对于新的未劣化的绝缘材料样片，其放电能量随时间的典型变化曲线如图2所示，T1-绝缘劣化初始阶段时间，T2-绝缘劣化快速发展阶段时间，T3-从绝缘劣化临界点至击穿的时间。其中，T3≈T2≈T1/2。
步骤3、绘制放电能量随时间的变化曲线，如果变化曲线符合先升后降的典型特征，认为绝缘尚未达到劣化临界点。
本步骤是根据绝缘材料样片的放电能量统计规律，判断其劣化程度，其具体处理过程如图3所示。如果放电能量随时间的变化曲线没有先升后降的特征，则认为绝缘已过劣化临界点。如果变化曲线符合先升后降的典型特征，则认为绝缘尚未达到劣化临界点。
步骤4、根据放电能量变化曲线中的时间参数推算出达到劣化临界点的时间
Figure BDA0001600845210000032
其中T2′为曲线临界点前的时间，T′3为曲线临界点至击穿的时间，t1为绝缘材料样片所在变压器的运行时间。
以一台已经运行20年的变压器为例，如图4所示，根据放电能量变化曲线中的时间参数推算出达到劣化临界点的时间
Figure BDA0001600845210000033
年，即该变压器预计再运行6-7年即达到绝缘劣化临界点。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、从变压器内部选取一块绝缘材料并制成绝缘材料样片，将该绝缘材料样片放在球-板试验平台上的球形电极和板形电极之间；
步骤2、在球形电极的引出端和板形电极的引出端之间施加电压，测量并记录局部放电量、放电对应的相位和单位时间内的放电次数，计算放电能量；
步骤3、绘制放电能量随时间的变化曲线，如果变化曲线符合先升后降的典型特征，认为绝缘尚未达到劣化临界点；
步骤4、根据放电能量变化曲线中的时间参数推算出达到劣化临界点的时间；
所述劣化临界点的时间的推算方法如下：
Figure FDA0002529230800000011
其中，T′2为曲线临界点前的时间，T′3为曲线临界点至击穿的时间，t1为绝缘材料样片所在变压器的运行时间。
2.根据权利要求1所述的一种用于判断变压器绝缘劣化临界点的方法，其特征在于：所述放电能量的计算方法为：
Figure FDA0002529230800000012
其中，U为引出端和板形电极的引出端之间的施加电压，q为局部放电量、
Figure FDA0002529230800000013
为放电对应的相位，n为单位时间内的放电次数。
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