CN111965096A - 一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法 - Google Patents

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陈晓琳
李欣然
张瑞恩
符小桃
符传福
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

本发明提供一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，包括以下步骤：S1：制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸样品；S2：对变压器油进行糠醛含量测量；S3：对绝缘纸进行聚合度测量；S4：建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，并且分别对两条曲线进行拟合；S5：通过拟合值评估绝缘纸的抗老化性能。油纸绝缘在正常运行过程中受到温度、电场、机械力、水分、氧气等应力的综合作用逐渐老化，绝缘纸老化后直接表现为机械强度下降，一旦遭受短路、雷击、内部过电压等作用，极易发生绝缘击穿，引起变压器故障，本发明通过不同拟合值评估绝缘纸的抗老化性能，对变压器绝缘状态的诊断具有至关重要的作用。

Description

一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法。
背景技术
随着我国多条特高压线路的投运，电网规模越来越大，结构也越来越复杂，对电网安全运行要求越来越高。然而，电网安全运行的可靠性不仅与科学运行调度有关，还与构成电网主体的各种电气装备自身安全运行密不可分。大型电力变压器作为构成电网输变电装备中最重要和最昂贵的设备之一，其安全可靠运行对整个电网安全起着至关重要的作用。电力变压器运行的可靠性很大程度上取决于其绝缘的可靠性，绝缘故障是影响电力变压器正常运行的主要原因，由于绝缘缺陷引起的严重事故将会带来巨大的停电损失，同时产生较大的维修费用。因此，准确地评估大型电力变压器的绝缘状态，对保障电网安全运行奠定装备安全基础，具有重大现实意义。
电力变压器的绝缘即是变压器绝缘材料组成的绝缘系统，它是变压器正常工作和运行的基本条件，变压器的使用寿命是由绝缘材料(即油纸)的寿命所决定的。油纸绝缘在正常运行过程中受到温度、电场、机械力、水分、氧气等应力的综合作用逐渐老化。绝缘纸老化后直接表现为机械强度下降，一旦遭受短路、雷击、内部过电压等作用，极易发生绝缘击穿，引起变压器故障。可见，准确评估油纸绝缘系统的老化状态对进行变压器绝缘状态诊断具有至关重要的作用。
因此，需要一种能够更加准确地评估绝缘纸老化性能的方法。
发明内容
鉴以此，本发明的目的在于提供一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，以解决现有技术出现的上述问题。
一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，包括以下步骤：
S1：制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸样品；
S2：对变压器油进行糠醛含量测量；
S3：对绝缘纸进行聚合度测量；
S4：建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，并且分别对两条曲线进行拟合；
S5：通过拟合值评估绝缘纸的抗老化性能。
步骤S1具体为：
S11：将变压器油和绝缘纸样品分别置于真空干燥48h去除水分；
S12：将绝缘纸样品装入装有变压器油的油罐中，绝缘纸样品置于作为地电极的圆盘上，并用圆柱体高压电极压住，所述绝缘纸样品和变压器油按质量比1：20进行混合后浸渍24h；
S13：用密封胶塞将油罐进行密封，密封胶塞上引出高压电极，插入热电偶，并利用高纯氮气对油罐内进行吹扫后，确认油罐内部上方未充油空间为氮气；
S14：通过变压器给油罐施加工频交流电压，利用外置加热带给油罐加热。
进一步的，所述真空环境为100℃、50Pa。
进一步的，所述电压调节范围为0-100KV。
进一步的，所述外置加热带的温度调节范围为0-200℃。
进一步的，所述高压电极为直径25mm、高25mm的圆柱体。
进一步的，所述变压器通过同一变压器向并联负载供电的方式给油罐施加工频交流电压。
进一步的，所述绝缘纸样品是直径为130mm的圆形绝缘纸样品。
进一步的，步骤S4具体包括：
建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线；
建立绝缘纸样品聚合度和时间变化曲线；
分别对两条曲线进行拟合；得到表示聚合度和时间关系的式1，以及表示糠醛和时间的式2，
DP(t)＝tn+b 式1
C(t)＝tm+a 式2
其中DP表示聚合度，t表示时间，n和m表示指数，a和b表示系数，C表示糠醛含量。
进一步的，通过n与m的拟合值判断绝缘纸样品在电热联合作用下老化分解速度的快慢，用于评估绝缘纸的抗老化性能的优劣。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，通过制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸，对变压器进行糠醛含量测量和绝缘纸样品进行聚合度测量，建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，分别对两条曲线进行拟合，再通过n、m的拟合值判断绝缘纸在电热联合作用下老化分解速度的快慢，从而评估绝缘纸的抗老化性能，减少由于绝缘缺陷引起的严重事故将会带来巨大的停电损失，避免产生较大的维修费用的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法整体框架示意图。
图2是本发明实施例提供的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法整体框架示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1和图2，本发明提供一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，包括以下步骤：
S1：制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸样品；
S2：对变压器油进行糠醛含量测量；
S3：对绝缘纸进行聚合度测量；
S4：建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，并且分别对两条曲线进行拟合；
S5：通过拟合值评估绝缘纸的抗老化性能。
步骤S1具体包括：
S11：将变压器油和绝缘纸样品分别置于真空干燥48h去除水分；
S12：将绝缘纸样品装入装有变压器油的油罐中，绝缘纸样品置于作为地电极的圆盘上，并用圆柱体高压电极压住，所述绝缘纸样品和变压器油按质量比1：20进行混合后浸渍24h；
S13：用密封胶塞将油罐进行密封，密封胶塞上引出高压电极，插入热电偶，并利用高纯氮气对油罐内进行吹扫后，确认油罐内部上方未充油空间为氮气；
S14：通过变压器给油罐施加工频交流电压，利用外置加热带给油罐加热。
所述真空环境为100℃、50Pa。
所述电压调节范围为0-100KV。
所述外置加热带的温度调节范围为0-200℃。
所述高压电极为直径25mm、高25mm的圆柱体。
所述变压器通过同一变压器向并联负载供电的方式给油罐施加工频交流电压。
所述绝缘纸样品是直径为130mm的圆形绝缘纸样品。
具体的实验过程：各取相同数量的130mm的圆形绝缘纸样品(保证总厚度一样，针对1mm厚纸板，取6片，80g左右)。
绝缘纸样品的老化温度分别取90℃、110℃、130℃和150℃，试验电压取工频交流电压分别取5kV、10kV、15kV和20kV(即150℃下做四种电压，20kV下做四种温度，一共8组)，每隔4天对每个油罐采一次油样和一次绝缘纸样品，油样取30g，绝缘纸样品取4克，绝缘纸样品沿外圈剪9mm宽的圆环，每组试验取4次样，即每组试验做4*4＝16天。
采取的绝缘纸样品每次都要及时进行洗涤烘干，再做聚合度的测量，采取的油样开展糠醛含量测试。
步骤S4具体包括：
建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线；
建立绝缘纸样品聚合度和时间变化曲线；
分别对两条曲线进行拟合；得到表示聚合度和时间关系的式1，以及表示糠醛和时间的式2，
DP(t)＝tn+b 式1
C(t)＝tm+a 式2
其中DP表示聚合度，t表示时间，n和m表示指数，a和b表示系数，C表示糠醛含量。
通过n与m的拟合值判断绝缘纸样品在电热联合作用下老化分解速度的快慢，用于评估绝缘纸的抗老化性能的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸样品；
S2：对变压器油进行糠醛含量测量；
S3：对绝缘纸进行聚合度测量；
S4：建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，并且分别对两条曲线进行拟合；
S5：通过拟合值评估绝缘纸的抗老化性能。
2.根据权利要求1所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，
步骤S1具体包括：
S11：将变压器油和绝缘纸样品分别置于真空干燥48h去除水分；
S12：将绝缘纸样品装入装有变压器油的油罐中，绝缘纸样品置于作为地电极的圆盘上，并用圆柱体高压电极压住，所述绝缘纸样品和变压器油按质量比1：20进行混合后浸渍24h；
S13：用密封胶塞将油罐进行密封，密封胶塞上引出高压电极，插入热电偶，并利用高纯氮气对油罐内进行吹扫后，确认油罐内部上方未充油空间为氮气；
S14：通过变压器给油罐施加工频交流电压，利用外置加热带给油罐加热。
3.根据权利要求2所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述真空环境为100℃、50Pa。
4.根据权利要求2所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述电压调节范围为0-100KV。
5.根据权利要求2所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述外置加热带的温度调节范围为0-200℃。
6.根据权利要求2所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述高压电极为直径25mm、高25mm的圆柱体。
7.根据权利要求2所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述变压器通过同一变压器向并联负载供电的方式给油罐施加工频交流电压。
8.根据权利要求1所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，所述绝缘纸样品是直径为130mm的圆形绝缘纸样品。
9.根据权利要求1所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线；
建立绝缘纸样品聚合度和时间变化曲线；
分别对两条曲线进行拟合；得到表示聚合度和时间关系的式1，以及表示糠醛和时间的式2，
DP(t)＝tn+b 式1
C(t)＝tm+a 式2
其中DP表示聚合度，t表示时间，n和m表示指数，a和b表示系数,C表示糠醛含量。
10.根据权利要求9所述的一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸样品老化性能的方法，其特征在于，通过n与m的拟合值判断绝缘纸样品在电热联合作用下老化分解速度的快慢，用于评估绝缘纸的抗老化性能的优劣。
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