CN113012769A - 一种天然酯和固体材料的相容性评估方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然酯和固体材料的相容性评估方法与装置，将天然酯作为空白油样、天然酯与固体材料的共混物作为材料油样，分别将空白油样和材料油样老化后得到老化空白油样和老化材料油样；分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数；根据计算出的所述相容系数在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估。本方案为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，填补了目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法的空白，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于电力绝缘材料性能评估技术领域，更具体地，涉及一种天然酯和固体材料的相容性评估方法与装置。
背景技术
天然酯是一种闪点高、燃点高、可完全降解的植物绝缘油，已在配电变压器中得到一定的应用，并逐步向大型电力变压器中推广。相容性是表征几种材料是否适合组合使用的指标，由相容性好的材料组合成绝缘系统时，彼此间不易产生严重损害绝缘系统性能的物理或化学变化。在变压器运行过程中，绝缘油会与变压器内部固体材料接触，固体材料会影响绝缘油的性能，同时在温度、氧气、水分等物质的作用下，绝缘油也会使固体材料的性能发生变化。因此，绝缘油与固体材料之间的配合，不仅决定了变压器的结构设计和安全容量，还影响到绝缘油和固体材料的电气、力学及热稳定性能。
由于天然酯和矿物油在分子结构及亲水性能方面的巨大差异，天然酯变压器的设计制作材料和矿物油变压器并不能完全通用；研究天然酯与充油变压器固体材料的相容性，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。但是，目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法和判断准则，而矿物油和固体材料相容性的标准和方法并不适用于天然酯，会造成评价结果异常。因此，如何根据天然酯的特性，合理评估天然酯和变压器常用固体材料的相容性好坏，为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，已经成为本技术领域亟待解决的问题，急需制定一个针对天然酯和固体材料相容性的评估方法和判断准则。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种天然酯和固体材料的相容性评估方法与装置，其目的在于通过老化材料油样和老化空白油样的介质损耗、酸值、击穿电压变化程度的分级权重打分体系来评估天然酯和固体材料的相容性，由此解决目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种天然酯和固体材料的相容性评估方法，包括：
将天然酯作为空白油样、天然酯与固体材料的共混物作为材料油样，分别将空白油样和材料油样老化后得到老化空白油样和老化材料油样；
分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数；
根据计算出的所述相容系数在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估。
优选地，所述分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数，具体包括：
分别测试老化材料油样的介质损耗值α和老化空白油样的介质损耗值α0，并计算老化材料油样和老化空白油样的介质损耗变化量△α；
根据介质损耗分级权重打分体系，确定所述介质损耗值α对应的分值T1以及所述介质损耗变化量△α对应的分值K1；
分别测试老化材料油样的酸值β和老化空白油样的酸值β0，并计算老化材料油样和老化空白油样的酸值变化量△β；
根据酸值分级权重打分体系，确定所述酸值β对应的分值T2以及所述酸值变化量△β对应的分值K2；
分别测试老化材料油样的击穿电压值γ和老化空白油样的击穿电压值γ0，并计算老化材料油样和老化空白油样的击穿电压变化量△γ；
根据击穿电压分级权重打分体系，确定所述击穿电压值γ对应的分值T3以及所述击穿电压变化量△γ对应的分值K3；
将分值T1、K1、T2、K2、T3、K3代入天然酯和固体材料的相容性评估方程中进行计算，得到天然酯和固体材料之间的相容系数S。
优选地，所述相容性评估方程具体为：S＝(a*K1+b*K2+c*K3)*T1*T2*T3；其中，a为介质损耗值权重，b为酸值权重，c为击穿电压值权重。
优选地，在所述相容性评估方程中，0.5≤a≤0.8，0.1≤b≤0.3，0.1≤c≤0.3，且a+b+c＝1。
优选地，所述介质损耗分级权重打分体系具体为：
当α≤A时，T1＝1；当α＞A时，T1＝0；
当△α≤X1时，K1＝1；当X1＜△α≤X2时，K1＝0.8；当X2＜△α≤X3时，K1＝0.5；当△α＞X3时，K1＝0.3；
其中，A为介质损耗阈值，Xi为第i介质损耗变化量阈值，且3％≤A≤7％，1％≤Xi≤6％。
优选地，所述酸值分级权重打分体系具体为：
当β≤B时，T2＝1；当α＞B时，T2＝0；
当△β≤Y1时，K2＝1；当Y1＜△β≤Y2时，K2＝0.8；当Y2＜△β≤Y3时，K2＝0.5；当△β＞Y3时，K2＝0.3；
其中，B为酸值阈值，Yi为第i酸值变化量阈值，且0.1≤B≤0.3，0.03≤Yi≤0.15。
优选地，所述击穿电压分级权重打分体系具体为：
当γ≥C时，T3＝1；当γ＜C时，T3＝0；
当△γ≤Z1时，K3＝1；当Z1＜△γ≤Z2时，K3＝0.8；当Z2＜△γ≤Z3时，K3＝0.5；当△γ＞Z3时，K3＝0.3；
其中，C为击穿电压阈值，Zi为第i击穿电压变化量阈值，且35≤C≤50，5≤Zi≤35。
优选地，所述相容系数评估体系具体为：
当S≥0.9时，相容性为“优”；当0.8≤S＜0.9时，相容性为“良好”；当0.6≤S＜0.8时，相容性为“一般”；当0.5≤S＜0.6时，相容性为“较差”；当S＜0.5时，相容性为“差”。
优选地，在进行老化之前，所述空白油样的初始性能如下：介质损耗值≤4％，酸值≤0.06，击穿电压≥45kV。
按照本发明的另一方面，提供了一种天然酯和固体材料的相容性评估装置，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令；所述指令在被所述处理器执行后，用于完成第一方面所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法中的数据处理过程。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数，然后根据计算出的相容系数在相容系数评估体系中进行查询，从而对天然酯和固体材料的相容性进行评估。本方案根据天然酯的特性有效合理评估天然酯和固体材料的相容性，为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，填补了目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法的空白，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种天然酯和固体材料的相容性评估方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种结合分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数S的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种天然酯和固体材料的相容性评估装置的架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
在传统的矿物油相容性评估标准中，虽然也会通过某些性能参数变化程度来判断相容性好坏，但是整个评价方法比较死板，整体判断方法简单粗暴、适用性有限。没有考虑材料的差异性，没有对性能参数做不同权重评价，也没有对不同变化程度做合理细分，更没有对相容性进行综合评分，根本就没有形成分级权重的综合评估的方程。选择的性能对比参数也不够合理，有一些参数并不适合作为评估相容性好坏的依据，仅根据其中有一个参数不符合要求，即判断结果不合格，完全不管这个性能参数对油-材料体系是否真的有实质性影响，造成评价判断的准确度不足，容易造成误判。最重要的是每个性能参数选择的阙值太过单一，且并不符合天然酯的性能特点。总之，传统的矿物油相容性评估方法不适合直接用于天然酯，而且也没有结合多种参数进行分级权重、综合评判的体系，评估结果不够精确。鉴于此，本发明在矿物油相容性评估的基础上，选择对油-材料体系有实质性影响的、能够代表性体现天然酯和固体材料相容性好坏的介质损耗值、酸值和击穿电压值这三种参数来考虑，并基于不同的权重分配设计出相容性评估方程，提供了一种系统性评估相容性的方法。
基于上述原理，为填补目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法的空白，本发明实施例提供了一种天然酯和固体材料的相容性评估方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤10，将天然酯作为空白油样、天然酯与固体材料的共混物作为材料油样，分别将空白油样和材料油样老化后得到老化空白油样和老化材料油样。
在具体实施时，需要评估天然酯与哪种固体材料的相容性，就可将哪种固体材料混入天然酯中，将二者组成的共混物作为材料油样；未添加任何固体材料的天然酯则直接作为空白油样，相当于作为一个对照组。然后将所述空白油样和所述材料油样在相同环境下进行老化，例如在相同温度下老化相同时间，分别得到对应的老化空白油样和老化材料油样。
步骤20，分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数。
完成老化后，需要分别测试所述老化材料油样和所述老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，根据测试到的这些数据和对应的分级权重打分体系可得到对应的分值；最后将这些分值代入相容性评估方程中即可计算出相容系数S。具体可参考图2，包括以下步骤：
步骤201，分别测试老化材料油样的介质损耗值α和老化空白油样的介质损耗值α0，并计算老化材料油样和老化空白油样的介质损耗变化量△α；其中，△α＝|α-α0|。
步骤202，根据介质损耗分级权重打分体系，确定所述介质损耗值α对应的分值T1以及所述介质损耗变化量△α对应的分值K1。
所述介质损耗分级权重打分体系可参考表1，具体如下：1)当α≤A时，T1＝1；当α＞A时，T1＝0；2)当△α≤X1时，K1＝1；当X1＜△α≤X2时，K1＝0.8；当X2＜△α≤X3时，K1＝0.5；当△α＞X3时，K1＝0.3。其中，A为介质损耗阈值，Xi为第i介质损耗变化量阈值。
表1介质损耗分级权重打分体系
| α | ≤A | ＞A | ||
| T<sub>1</sub> | 1 | 0 | ||
| △α | ≤X<sub>1</sub> | ≤X<sub>2</sub> | ≤X<sub>3</sub> | ＞X<sub>3</sub> |
| K<sub>1</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
在所述介质损耗分级权重打分体系中，通过一个绝对量T1和一个相对量K1来共同描述相容性，具体设计原理如下：1)天然酯与固体材料共混后的介质损耗值α越大，说明天然酯与该固体材料的相容性越差，当介质损耗值α大到一定程度时，即此处的大于A时则认为不相容，此时分值T1直接取0；2)天然酯与固体材料共混前后的介质损耗变化量△α越小，即变化程度越小，证明共混后造成的影响越小，则相容性越好，因此对应的K1取值越大。其中，A和Xi可根据实际经验或多次试验来确定，本发明实施例中取值为3％≤A≤7％，1％≤Xi≤6％，且X1＜X2＜X3；进一步优选，A＝6％，X1＝2％，X2＝3％，X3＝5％。需要说明的是，此处K1的取值是以从大到小依次取1、0.8、0.5、0.3为例，但并不用以限制本发明；在此基础上还可根据实际需求进行适当调节，但均需满足“介质损耗变化量△α越小，K1越大”的原则。
步骤203，分别测试老化材料油样的酸值β和老化空白油样的酸值β0，并计算老化材料油样和老化空白油样的酸值变化量△β；其中，△β＝|β-β0|。
步骤204，根据酸值分级权重打分体系，确定所述酸值β对应的分值T2以及所述酸值变化量△β对应的分值K2。
所述酸值分级权重打分体系可参考表2，具体如下：1)当β≤B时，T2＝1；当α＞B时，T2＝0；2)当△β≤Y1时，K2＝1；当Y1＜△β≤Y2时，K2＝0.8；当Y2＜△β≤Y3时，K2＝0.5；当△β＞Y3时，K2＝0.3。其中，B为酸值阈值，Yi为第i酸值变化量阈值。
表2酸值分级权重打分体系
| β | ≤B | ＞B | ||
| T<sub>2</sub> | 1 | 0 | ||
| △β | ≤Y<sub>1</sub> | ≤Y<sub>2</sub> | ≤Y<sub>3</sub> | ＞Y<sub>3</sub> |
| K<sub>2</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
在所述酸值分级权重打分体系中，通过一个绝对量T2和一个相对量K2来共同描述相容性，具体设计原理如下：1)天然酯与固体材料共混后的酸值β越大，说明天然酯与该固体材料的相容性越差，当酸值β大到一定程度时，即此处的大于B时则认为不相容，此时分值T2直接取0；2)天然酯与固体材料共混前后的酸值变化量△β越小，即变化程度越小，证明共混后造成的影响越小，则相容性越好，因此对应的K2取值越大。其中，B和Yi可根据实际经验或多次试验来确定，本发明实施例中取值为0.1≤B≤0.3，0.03≤Yi≤0.15，且Y1＜Y2＜Y3；进一步优选，B＝0.25，Y1＝0.04，Y2＝0.08，Y3＝0.1。需要说明的是，此处K2的取值同样是以从大到小依次取1、0.8、0.5、0.3为例，但并不用以限制本发明；在此基础上还可根据实际需求进行适当调节，但均需满足“酸值变化量△β越小，K2越大”的原则。
步骤205，分别测试老化材料油样的击穿电压值γ和老化空白油样的击穿电压值γ0，并计算老化材料油样和老化空白油样的击穿电压变化量△γ；其中，△γ＝|γ-γ0|。
步骤206，根据击穿电压分级权重打分体系，确定所述击穿电压值γ对应的分值T3以及所述击穿电压变化量△γ对应的分值K3。
所述击穿电压分级权重打分体系可参考表3，具体如下：1)当γ≥C时，T3＝1；当γ＜C时，T3＝0；2)当△γ≤Z1时，K3＝1；当Z1＜△γ≤Z2时，K3＝0.8；当Z2＜△γ≤Z3时，K3＝0.5；当△γ＞Z3时，K3＝0.3。其中，C为击穿电压阈值，Zi为第i击穿电压变化量阈值。
表3击穿电压分级权重打分体系
| γ | ≥C | ＜C | ||
| T<sub>3</sub> | 1 | 0 | ||
| △γ | ≤Z<sub>1</sub> | ≤Z<sub>2</sub> | ≤Z<sub>3</sub> | ＞Z<sub>3</sub> |
| K<sub>3</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
在所述击穿电压分级权重打分体系中，通过一个绝对量T3和一个相对量K3来共同描述相容性，具体设计原理如下：1)天然酯与固体材料共混后的击穿电压值γ越小，说明天然酯与该固体材料的相容性越差，当击穿电压值γ小到一定程度时，即此处的小于C时则认为不相容，此时分值T3直接取0；2)天然酯与固体材料共混前后的击穿电压变化量△γ越小，即变化程度越小，证明共混后造成的影响越小，则相容性越好，因此对应的K3取值越大。其中，C和Zi可根据实际经验或多次试验来确定，本发明实施例中取值为35≤C≤50，5≤Zi≤35；进一步优选，C＝40，Z1＝10，Z2＝15，Z3＝20。需要说明的是，此处K3的取值同样是以从大到小依次取1、0.8、0.5、0.3为例，但并不用以限制本发明；在此基础上还可根据实际需求进行适当调节，但均需满足“击穿电压变化量△γ越小，K3越大”的原则。
步骤207，将分值T1、K1、T2、K2、T3、K3代入天然酯和固体材料的相容性评估方程中进行计算，得到天然酯和固体材料之间的相容系数S。
所述相容性评估方程具体为：S＝(a*K1+b*K2+c*K3)*T1*T2*T3；其中，a为介质损耗值权重，b为酸值权重，c为击穿电压值权重。考虑到介质损耗值对相容性的影响更大，而酸值和击穿电压值对相容性的影响相对小一些，因此介质损耗值权重a取值通常大于酸值权重b和击穿电压值权重c；在本发明实施例的所述相容性评估方程中，取值具体为0.5≤a≤0.8，0.1≤b≤0.3，0.1≤c≤0.3，且a+b+c＝1；进一步优选，a＝0.6，b＝0.25，c＝0.15。将前述步骤201-206中得到的分值T1、K1、T2、K2、T3、K3均代入上述相容性评估方程中，即可得到相容系数S。
步骤30，根据计算出的所述相容系数在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估。
所述相容系数评估体系具体为：当S≥0.9时，相容性为“优”，此时天然酯和该固体材料可以配合使用；当0.8≤S＜0.9时，相容性为“良好”，此时天然酯和该固体材料可以配合使用；当0.6≤S＜0.8时，相容性为“一般”，此时如果相容性要求不高或固体材料用量较少或固体材料可更换，则天然酯和该固体材料可以配合使用；当0.5≤S＜0.6时，相容性为“较差”。此时天然酯和该固体材料不建议配合使用或者需要进一步评估；当S＜0.5时，相容性为“差”，此时天然酯和该固体材料不能配合使用。也就是说，相容系数S越大，代表相容性越好；反之则越差；具体可参考表4。
表4相容系数评估体系
进一步地，在进行老化之前，所述空白油样(即天然酯)的初始性能如下：介质损耗值≤4％，酸值≤0.06，击穿电压≥45kV。进一步优选，介质损耗值≤1.5％，酸值≤0.05，击穿电压≥60kV。
在本发明实施例提供的上述评估方法中，分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数，然后根据计算出的相容系数在相容系数评估体系中进行查询，从而对天然酯和固体材料的相容性进行评估。本方案根据天然酯的特性有效合理评估天然酯和固体材料的相容性，为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，填补了目前缺乏针对天然酯和固体材料相容性的评估方法的空白，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
实施例2
为验证实施例1所提供的相容性评估方法的有效性和准确性，本发明实施例选取了以下固体材料：电磁线、绝缘纸、硅钢片、PET绑扎带、油道扣、层压木、油封胶、酪素胶、树脂纸、白色DMD、预浸布、环氧板、胶珠、TD1120、预浸布、点胶纸、全胶纸、复合围板、皱纹纸、氟橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈、丁腈橡胶、内壁漆、丙烯酸橡胶，这些固体材料与天然酯的相容性都是业内人员比较确定的，因此可以进行有效验证。
在以上这些固体材料中，电磁线、绝缘纸、硅钢片、PET绑扎带、油道扣、层压木、油封胶、酪素胶、树脂纸、白色DMD、预浸布、环氧板、预浸布、点胶纸、全胶纸、复合围板、皱纹纸、氟橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈这些固体材料与天然酯的相容性比较好，胶珠、TD1120、丙烯酸橡胶这三种固体材料与天然酯的相容性一般，丁腈橡胶、内壁漆这两种固体材料与天然酯的相容性较差。当采用实施例1中提供的评估方法对天然酯与上述各种固体材料的相容性进行评估之后，将评估结果与上述已知相容性信息进行比对，即可对该评估方法的有效性和准确性进行验证。
基于实施例1中提供的评估方法，天然酯与上述各种固体材料的相容性的评估过程具体如下：
将天然酯作为空白油样，固体材料分别选用电磁线、绝缘纸、硅钢片、PET绑扎带、油道扣、层压木、油封胶、酪素胶、树脂纸、白色DMD、预浸布、环氧板、胶珠、TD1120、预浸布、点胶纸、全胶纸、复合围板、皱纹纸、氟橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈、丁腈橡胶、内壁漆、丙烯酸橡胶，对应形成多种材料油样。其中，天然酯的初始性能如下：介质损耗值0.956％，酸值0.03，击穿电压值80.5，满足对空白油样初始性能的要求。
将空白油样和各种材料油样分别在100℃环境下老化164h后，得到相应的老化空白油样和多种老化材料油样；然后测试老化空白油样和各种老化材料油样的介质损耗值、酸值、击穿电压值，并分别计算介质损耗变化量△α、酸值变化量△β和击穿电压变化量△γ，得到如表5所示的结果。需要说明的是，表中“电磁线”代表的是天然酯和电磁线混合后的老化材料油样；其余油样以此类推，在此不做赘述。
表5各种油样的性能参数表
本发明实施例以A＝6％、X1＝2％、X2＝3％、X3＝5％，B＝0.25、Y1＝0.04、Y2＝0.08、Y3＝0.1，C＝40、Z1＝10、Z2＝15、Z3＝20，a＝0.6、b＝0.25、c＝0.15为例，则所述介质损耗分级权重打分体系具体如表6所示：
表6介质损耗分级权重打分体系
| α | ≤6％ | ＞6％ | ||
| T<sub>1</sub> | 1 | 0 | ||
| △α | ≤2％ | ≤3％ | ≤5％ | ＞5％ |
| K<sub>1</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述酸值分级权重打分体系具体如表7所示：
表7酸值分级权重打分体系
| β | ≤0.25 | ＞0.25 | ||
| T<sub>2</sub> | 1 | 0 | ||
| △β | ≤0.04 | ≤0.08 | ≤0.1 | ＞0.1 |
| K<sub>2</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述击穿电压分级权重打分体系具体如表8所示：
表8击穿电压分级权重打分体系
| γ | ≥40 | ＜40 | ||
| T<sub>3</sub> | 1 | 0 | ||
| △γ | ≤10 | ≤15 | ≤20<sub>3</sub> | ＞20 |
| K<sub>3</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述相容性评估方程具体为：S＝(0.6*K1+0.25*K2+0.15*K3)*T1*T2*T3。所述相容系数评估体系可参考前面给出的表4，在此不做赘述。
基于本实施例给出的上述各分级权重打分体系、相容性评估方程以及相容系数评估体系，按照实施例1中提供的方法将表5中的数据代入计算后，得到如表9所示的结果：
表9各种油样的相容性评估结果
由表9可知，基于本实施例给出的系数按照实施例1中的方法进行评估后，评估结果与已知相容性信息比较相符，说明本发明提供的相容性评估方法具有较好的有效性和准确性，可为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
实施例3
在上述实施例2的基础上，本发明实施例进一步以A＝7％、X1＝3％、X2＝4％、X3＝6％，B＝0.2、Y1＝0.03、Y2＝0.06、Y3＝0.08，C＝50、Z1＝8、Z2＝12、Z3＝16，a＝0.55、b＝0.25、c＝0.2为例，则所述介质损耗分级权重打分体系具体如表10所示：
表10介质损耗分级权重打分体系
| α | ≤7％ | ＞7％ | ||
| T<sub>1</sub> | 1 | 0 | ||
| △α | ≤3％ | ≤4％ | ≤6％ | ＞6％ |
| K<sub>1</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述酸值分级权重打分体系具体如表11所示：
表11酸值分级权重打分体系
| β | ≤0.2 | ＞0.2 | ||
| T<sub>2</sub> | 1 | 0 | ||
| △β | ≤0.03 | ≤0.06 | ≤0.08 | ＞0.08 |
| K<sub>2</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述击穿电压分级权重打分体系具体如表12所示：
表12击穿电压分级权重打分体系
| γ | ≥50 | ＜50 | ||
| T<sub>3</sub> | 1 | 0 | ||
| △γ | ≤8 | ≤12 | ≤16 | ＞16 |
| K<sub>3</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述相容性评估方程具体为：S＝(0.55*K1+0.25*K2+0.2*K3)*T1*T2*T3。所述相容系数评估体系可参考前面给出的表4，在此不做赘述。
基于本实施例给出的上述各分级权重打分体系、相容性评估方程以及相容系数评估体系，按照实施例1中提供的方法将表5中的数据代入计算后，得到如表13所示的结果：
表13各种油样的相容性评估结果
由表13可知，基于本实施例给出的系数按照实施例1中的方法进行评估后，评估结果同样与已知相容性信息比较相符，说明本发明提供的相容性评估方法具有较好的有效性和准确性，可为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
实施例4
在上述实施例2的基础上，本发明实施例进一步以A＝5％、X1＝2％、X2＝3％、X3＝4％，B＝0.3、Y1＝0.06、Y2＝0.1、Y3＝0.15，C＝35、Z1＝15、Z2＝20、Z3＝25，a＝0.5、b＝0.25、c＝0.25为例，则所述介质损耗分级权重打分体系具体如表14所示：
表14介质损耗分级权重打分体系
| α | ≤5％ | ＞5％ | ||
| T<sub>1</sub> | 1 | 0 | ||
| △α | ≤2％ | ≤3％ | ≤4％ | ＞4％ |
| K<sub>1</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述酸值分级权重打分体系具体如表15所示：
表15酸值分级权重打分体系
| β | ≤0.3 | ＞0.3 | ||
| T<sub>2</sub> | 1 | 0 | ||
| △β | ≤0.06 | ≤0.1 | ≤0.15 | ＞0.15 |
| K<sub>2</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述击穿电压分级权重打分体系具体如表16所示：
表16击穿电压分级权重打分体系
| γ | ≥35 | ＜35 | ||
| T<sub>3</sub> | 1 | 0 | ||
| △γ | ≤15 | ≤20 | ≤25 | ＞25 |
| K<sub>3</sub> | 1 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
所述相容性评估方程具体为：S＝(0.5*K1+0.25*K2+0.25*K3)*T1*T2*T3。所述相容系数评估体系可参考前面给出的表4，在此不做赘述。
基于本实施例给出的上述各分级权重打分体系、相容性评估方程以及相容系数评估体系，按照实施例1中提供的方法将表5中的数据代入计算后，得到如表17所示的结果：
表17各种油样的相容性评估结果
由表17可知，基于本实施例给出的系数按照实施例1中的方法进行评估后，评估结果同样与已知相容性信息比较相符，说明本发明提供的相容性评估方法具有较好的有效性和准确性，可为天然酯变压器的设计选材提供技术指导，对天然酯变压器的结构设计和安全运行具有重要意义。
实施例5
在上述实施例1提供的天然酯和固体材料的相容性评估方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的天然酯和固体材料的相容性评估装置，主要用于完成相容性评估方法中的数据处理过程，即“结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数；根据计算出的所述相容系数在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估”。
如图3所示，是本发明实施例的装置架构示意图。本实施例的天然酯和固体材料的相容性评估装置包括一个或多个处理器21以及存储器22；其中，图3中以一个处理器21为例。所述处理器21和所述存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
所述存储器22作为一种天然酯和固体材料的相容性评估方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1中的天然酯和固体材料的相容性评估方法中的数据处理过程。所述处理器21通过运行存储在所述存储器22中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行天然酯和固体材料的相容性评估装置的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的天然酯和固体材料的相容性评估方法中的数据处理过程。
所述存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，所述存储器22可选包括相对于所述处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至所述处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1中的天然酯和固体材料的相容性评估方法中的数据处理过程，例如：计算老化材料油样和老化空白油样的介质损耗变化量△α、酸值变化量△β、击穿电压变化量△γ；根据介质损耗分级权重打分体系确定所述介质损耗值α对应的分值T1以及所述介质损耗变化量△α对应的分值K1；根据酸值分级权重打分体系确定所述酸值β对应的分值T2以及所述酸值变化量△β对应的分值K2；根据击穿电压分级权重打分体系确定所述击穿电压值γ对应的分值T3以及所述击穿电压变化量△γ对应的分值K3；将分值T1、K1、T2、K2、T3、K3代入天然酯和固体材料的相容性评估方程中进行计算，得到天然酯和固体材料之间的相容系数S；根据计算出的相容系数S在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估。
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，包括：
将天然酯作为空白油样、天然酯与固体材料的共混物作为材料油样，分别将空白油样和材料油样老化后得到老化空白油样和老化材料油样；
分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数；
根据计算出的所述相容系数在相容系数评估体系中进行查询，并基于查询结果对天然酯和固体材料的相容性进行评估。
2.如权利要求1所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述分别测试老化材料油样和老化空白油样的介质损耗值、酸值和击穿电压值，并结合相应的分级权重打分体系和相容性评估方程计算相容系数，具体包括：
分别测试老化材料油样的介质损耗值α和老化空白油样的介质损耗值α0，并计算老化材料油样和老化空白油样的介质损耗变化量△α；
根据介质损耗分级权重打分体系，确定所述介质损耗值α对应的分值T1以及所述介质损耗变化量△α对应的分值K1；
分别测试老化材料油样的酸值β和老化空白油样的酸值β0，并计算老化材料油样和老化空白油样的酸值变化量△β；
根据酸值分级权重打分体系，确定所述酸值β对应的分值T2以及所述酸值变化量△β对应的分值K2；
分别测试老化材料油样的击穿电压值γ和老化空白油样的击穿电压值γ0，并计算老化材料油样和老化空白油样的击穿电压变化量△γ；
根据击穿电压分级权重打分体系，确定所述击穿电压值γ对应的分值T3以及所述击穿电压变化量△γ对应的分值K3；
将分值T1、K1、T2、K2、T3、K3代入天然酯和固体材料的相容性评估方程中进行计算，得到天然酯和固体材料之间的相容系数S。
3.如权利要求2所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述相容性评估方程具体为：S＝(a*K1+b*K2+c*K3)*T1*T2*T3；其中，a为介质损耗值权重，b为酸值权重，c为击穿电压值权重。
4.如权利要求3所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，在所述相容性评估方程中，0.5≤a≤0.8，0.1≤b≤0.3，0.1≤c≤0.3，且a+b+c＝1。
5.如权利要求2所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述介质损耗分级权重打分体系具体为：
当α≤A时，T1＝1；当α＞A时，T1＝0；
当△α≤X1时，K1＝1；当X1＜△α≤X2时，K1＝0.8；当X2＜△α≤X3时，K1＝0.5；当△α＞X3时，K1＝0.3；
其中，A为介质损耗阈值，Xi为第i介质损耗变化量阈值，且3％≤A≤7％，1％≤Xi≤6％。
6.如权利要求2所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述酸值分级权重打分体系具体为：
当β≤B时，T2＝1；当α＞B时，T2＝0；
当△β≤Y1时，K2＝1；当Y1＜△β≤Y2时，K2＝0.8；当Y2＜△β≤Y3时，K2＝0.5；当△β＞Y3时，K2＝0.3；
其中，B为酸值阈值，Yi为第i酸值变化量阈值，且0.1≤B≤0.3，0.03≤Yi≤0.15。
7.如权利要求2所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述击穿电压分级权重打分体系具体为：
当γ≥C时，T3＝1；当γ＜C时，T3＝0；
当△γ≤Z1时，K3＝1；当Z1＜△γ≤Z2时，K3＝0.8；当Z2＜△γ≤Z3时，K3＝0.5；当△γ＞Z3时，K3＝0.3；
其中，C为击穿电压阈值，Zi为第i击穿电压变化量阈值，且35≤C≤50，5≤Zi≤35。
8.如权利要求2所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，所述相容系数评估体系具体为：
当S≥0.9时，相容性为“优”；当0.8≤S＜0.9时，相容性为“良好”；当0.6≤S＜0.8时，相容性为“一般”；当0.5≤S＜0.6时，相容性为“较差”；当S＜0.5时，相容性为“差”。
9.如权利要求1-8任一所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法，其特征在于，在进行老化之前，所述空白油样的初始性能如下：介质损耗值≤4％，酸值≤0.06，击穿电压≥45kV。
10.一种天然酯和固体材料的相容性评估装置，其特征在于，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令；所述指令在被所述处理器执行后，用于完成权利要求1-9任一所述的天然酯和固体材料的相容性评估方法中的数据处理过程。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN113012769B (zh) | 2024-01-19 |
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