CN111505459B - 一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，属于发电机定子绕组评估技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、制样；b、官能团归属及相态变化行为判定；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；c、采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。本发明从材料学角度表征绝缘系统老化过程中环氧树脂分子结构及形态变化，是基于聚集态结构和相态行为变化分析发电机定子绕组绝缘老化状态，能够极大的提高评估结果精确度。
Description
技术领域
本发明涉及到发电机定子绕组评估技术领域，尤其涉及一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法。
背景技术
现有的发动机定子绕组绝缘状态的评估主要有离线检测和在线检测。离线检测主要是一些电气测试方法，如绝缘电阻、工频介质损耗因素测试、交流耐压试验，但其所得到的实验结果信息单一，测试结果分散性较大，与绝缘寿命相关性不强；而工频交流击穿属于破坏性实验，对试样造成不可恢复的损伤；在线检测主要包括局部放电测量，但其在检测过程中容易受到周围电磁及噪声干扰，且测量结果与绝缘老化寿命的相关性差。
公开号为CN 105137349A，公开日为2015年12月09日的中国专利文献公开了基于频域介电谱法的大型发电机定子绕组主绝缘老化状态测评方法，包括发电机停运且与线路可靠断开，发电机降温至环境温度；试验接线：将发电机定子绕组与介电谱测试仪的测试电缆的高压端相连，将发电机外壳接地端与介电谱测试仪的测试电缆的接地端相连；设置参数并启动测试；测试发电机定子绕组主绝缘复介电常数的频率特性曲线ε-f，通过公式计算获得当前主绝缘的介质损耗因数增量ΔtanδN；根据所述获得的介质损耗因数增量ΔtanδN，评估发电机定子绕组主绝缘的老化状态。
该专利文献公开的基于频域介电谱法的大型发电机定子绕组主绝缘老化状态测评方法，基于电气手段，通过测量绕组的介质损耗、局部放电量、绝缘电阻判断发电机定子绕组的老化状态，但是测量所得到的三个量分散性大，没有明确的与老化的关系，评估结果精确度差。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，本发明从材料学角度表征绝缘系统老化过程中环氧树脂分子结构及形态变化，是基于聚集态结构和相态行为变化分析发电机定子绕组绝缘老化状态，能够极大的提高评估结果精确度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
所述步骤c中，判定老化过程中各官能团运动变化的规律具体是指根据官能团-谱带关系划分整个波数范围；
利用动态光谱的傅里叶转换选择相互关系数，设定计算波数范围、噪音及平滑度参数；
进行相关性计算，得到波数、噪音及平滑度三种相关性计算的正相关谱图和负相关谱图；
根据正负相关性，判定官能团相态变化的先后次序，正相关为先，负相关为后，最终得出官能团在老化过程中发生剧烈运动的先后次序，对电机定子线棒绝缘的老化行为进行定性判定。
所述步骤d中，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系具体是指从吸收峰谱带中，选取官能团特征谱带；
结合环氧老化的物理本质，分别利用不同的移动窗口模型，对选取的官能团特征谱带的强度随老化程度的变化规律进行模型计算；
绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线，作为定量评价环氧绝缘老化程度的标准曲线。
所述绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线后，选取两种不同官能团的变化曲线，将两种不同官能团的变化曲线进行相乘或相除处理，得到关键谱带运动强度-老化时间之间的关系曲线，作为定量评价老化程度的指标；选取最有代表性的特征官能团，得到定量描述环氧绝缘的老化程度-特征官能团运动强度之间的关系曲线。
本发明的有益效果是：
能够研究不同老化状态时，主绝缘环氧树脂及玻纤、云母粉上不同基团的变化规律，包括相互联系、先后次序、关键结构，揭示定子线棒主绝缘老化机理、提出能够反映老化程度的特征官能团结构。然后，对特征谱带随老化状态不同而出现的变化规律进行理论计算，得到二维相关红外谱图。再从二维相关红外谱图上得到老化过程中响应最强烈的基团及其变化趋势，从而实现对发电机定子绕组进行绝缘老化状态定性及初步定量的评估。较现有技术，通过测量绕组的介质损耗、局部放电量、绝缘电阻判断发电机定子绕组的老化状态而言，本发明从材料学角度表征绝缘系统老化过程中环氧树脂分子结构及形态变化，是基于聚集态结构和相态行为变化分析发电机定子绕组绝缘老化状态，能够极大的提高评估结果精确度。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
实施例2
参见图1，一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
实施例3
参见图1，一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
所述步骤c中，判定老化过程中各官能团运动变化的规律具体是指根据官能团-谱带关系划分整个波数范围；
实施例4
参见图1，一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
所述步骤c中，判定老化过程中各官能团运动变化的规律具体是指根据官能团-谱带关系划分整个波数范围；
利用动态光谱的傅里叶转换选择相互关系数，设定计算波数范围、噪音及平滑度参数；
进行相关性计算，得到波数、噪音及平滑度三种相关性计算的正相关谱图和负相关谱图；
根据正负相关性，判定官能团相态变化的先后次序，正相关为先，负相关为后，最终得出官能团在老化过程中发生剧烈运动的先后次序，对电机定子线棒绝缘的老化行为进行定性判定。
所述步骤d中，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系具体是指从吸收峰谱带中，选取官能团特征谱带；
结合环氧老化的物理本质，分别利用不同的移动窗口模型，对选取的官能团特征谱带的强度随老化程度的变化规律进行模型计算；
绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线，作为定量评价环氧绝缘老化程度的标准曲线。
实施例5
参见图1，一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系。
所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
所述步骤c中，判定老化过程中各官能团运动变化的规律具体是指根据官能团-谱带关系划分整个波数范围；
利用动态光谱的傅里叶转换选择相互关系数，设定计算波数范围、噪音及平滑度参数；
进行相关性计算，得到波数、噪音及平滑度三种相关性计算的正相关谱图和负相关谱图；
根据正负相关性，判定官能团相态变化的先后次序，正相关为先，负相关为后，最终得出官能团在老化过程中发生剧烈运动的先后次序，对电机定子线棒绝缘的老化行为进行定性判定。
所述步骤d中，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系具体是指从吸收峰谱带中，选取官能团特征谱带；
结合环氧老化的物理本质，分别利用不同的移动窗口模型，对选取的官能团特征谱带的强度随老化程度的变化规律进行模型计算；
绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线，作为定量评价环氧绝缘老化程度的标准曲线。
所述绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线后，选取两种不同官能团的变化曲线，将两种不同官能团的变化曲线进行相乘或相除处理，得到关键谱带运动强度-老化时间之间的关系曲线，作为定量评价老化程度的指标；选取最有代表性的特征官能团，得到定量描述环氧绝缘的老化程度-特征官能团运动强度之间的关系曲线。
能够研究不同老化状态时，主绝缘环氧树脂及玻纤、云母粉上不同基团的变化规律，包括相互联系、先后次序、关键结构，揭示定子线棒主绝缘老化机理、提出能够反映老化程度的特征官能团结构。然后，对特征谱带随老化状态不同而出现的变化规律进行理论计算，得到二维相关红外谱图。再从二维相关红外谱图上得到老化过程中响应最强烈的基团及其变化趋势，从而实现对发电机定子绕组进行绝缘老化状态定性及初步定量的评估。较现有技术，通过测量绕组的介质损耗、局部放电量、绝缘电阻判断发电机定子绕组的老化状态而言，本发明从材料学角度表征绝缘系统老化过程中环氧树脂分子结构及形态变化，是基于聚集态结构和相态行为变化分析发电机定子绕组绝缘老化状态，能够极大的提高评估结果精确度。
Claims (4)
1.一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、针对不同老化程度的电机定子线棒绝缘部分进行制样；
b、官能团归属及相态变化行为判定，通过红外测试分析，确认特征峰位置及分离强度，进行环氧树脂、玻纤、云母的官能团归属确认；根据特征吸收峰谱带强度的变化强弱趋势，判定相态行为的变化趋势；
c、官能团相态变化的先后次序及规律定性判定，通过自建模型，采取二维相关红外高阶运算，判定老化过程中各官能团运动变化的规律；
d、老化程度与特征官能团相态变化强度之间关系的定量分析，通过自建合适的窗口模型，提取关键谱带参数，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系；
所述步骤d中，定量描述老化程度与特征官能团运动强度之间的关系具体是指从吸收峰谱带中，选取官能团特征谱带；
结合环氧老化的物理本质，分别利用不同的移动窗口模型，对选取的官能团特征谱带的强度随老化程度的变化规律进行模型计算；
绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线，作为定量评价环氧绝缘老化程度的标准曲线。
2.根据权利要求1所述的一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，其特征在于：所述步骤a中，制样具体是指利用酒精浸泡使电机定子线棒绝缘部分中的玻纤和云母分离或刮取电机定子线棒绝缘部分中的环氧树脂粉末，再经卤化物将环氧树脂粉末压片。
3.根据权利要求1所述的一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，其特征在于：所述步骤c中，判定老化过程中各官能团运动变化的规律具体是指根据官能团-谱带关系划分整个波数范围；
利用动态光谱的傅里叶转换选择相互关系数，设定计算波数范围、噪音及平滑度参数；
进行相关性计算，得到波数、噪音及平滑度三种相关性计算的正相关谱图和负相关谱图；
根据正负相关性，判定官能团相态变化的先后次序，正相关为先，负相关为后，最终得出官能团在老化过程中发生剧烈运动的先后次序，对电机定子线棒绝缘的老化行为进行定性判定。
4.根据权利要求1所述的一种发电机定子绕组绝缘老化评定方法，其特征在于：所述绘制各官能团谱带强度-老化时间的关系曲线后，选取两种不同官能团的变化曲线，将两种不同官能团的变化曲线进行相乘或相除处理，得到关键谱带运动强度-老化时间之间的关系曲线，作为定量评价老化程度的指标；选取最有代表性的特征官能团，得到定量描述环氧绝缘的老化程度-特征官能团运动强度之间的关系曲线。
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