CN114859191A - 一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法，包括以下步骤：制作绝缘样片；以设定安装方式将所述绝缘样片放置入加速老化试验箱，该加速老化试验箱包括用于装配绝缘样片的面老化电极单元，所述面老化电极单元包括平行放置的两个指形电极；设置所述加速老化试验箱内的高温高湿环境参数，并控制所述面老化电极单元产生高场强，进行电‑热‑湿加速老化试验，在每个试验周期后测量绝缘样片的实时电气参量；对放电击穿的绝缘样片开展红外光谱和玻璃化转变温度测试；获得绝缘材料基于电‑热‑湿的老化特征曲线。与现有技术相比，本发明能够试用于绝缘材料在高温、高湿环境和强电场中的多应力面老化试验，且试验效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种电工设备绝缘材料试验方法，尤其是涉及一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法。
背景技术
电工设备的绝缘部分产生局部放电是不可避免的，固体绝缘材料的电老化主要是由局部放电引起的。聚合类绝缘材料具有良好的绝缘性能，人们在其绝缘击穿特性和机理分析方面研究的比较多，这些研究主要集中在对电树枝现象的分析上，树枝化放电是固体介质中发生的一种老化破坏形式，是电介质击穿的先行现象。
绝缘材料的电树枝特性对绝缘材料的寿命起着重要的作用。随着材料微观领域研究的深入，对于电树枝起始、发展的微观特性和机理的研究逐渐展开。现有对绝缘材料电树枝的产生、发展与空间电荷、老化特性关系的研究在热或湿等环境中开展的较多，与实际运行条件相差较大，而对于在高温、高湿环境和强电场中的多应力老化方面研究较少。现有试验系统或方法难以满足多应力老化试验的需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法，能够试用于绝缘材料在高温、高湿环境和强电场中的多应力面老化试验。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法，包括以下步骤：
制作绝缘样片，获取绝缘样片的初始的电气参量；
以设定安装方式将所述绝缘样片放置入加速老化试验箱，该加速老化试验箱包括用于装配绝缘样片的面老化电极单元，所述面老化电极单元包括平行放置的两个指形电极，两个指形电极的中心距根据测试电压和绝缘样片的尺寸确定；
设置所述加速老化试验箱内的高温高湿环境参数，并控制所述面老化电极单元产生高场强，进行电-热-湿加速老化试验，在每个试验周期后测量绝缘样片的实时的电气参量，直至绝缘样片发生放电击穿；
对放电击穿的绝缘样片开展红外光谱和玻璃化转变温度测试；
基于各试验周期的电气参量，获得绝缘材料基于电-热-湿的老化特征曲线。
进一步地，所述电气参量包括绝缘样片的体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数和局放量。
进一步地，所述两个指形电极的中心距为40-50mm。
进一步地，所述绝缘样片设有多个，各所述绝缘样片均匀布置，在各所述绝缘样片均发生放电击穿后结束试验。
进一步地，各所述绝缘样片的中心距离为100-120mm。
进一步地，所述高温高湿环境参数具体为：恒定温度设为90℃，恒定湿度设为80％RH。
进一步地，所述加速老化试验箱连接有用于提供测试电压的长时耐压试验装置。
进一步地，所述加速老化试验箱通过单相穿墙套管与长时耐压试验装置连接。
进一步地，所述加速老化试验箱连接有空气循环装置。
进一步地，所述老化特征曲线包括电气参量、红外光谱和玻璃化转变温度的拟合曲线。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明设置高温高湿的加速老化试验箱，并在加速老化试验箱内设置面老化电极单元，经过多个周期的试验，能够对高温、高湿、高场强的多应力作用下的绝缘件老化情况进行模拟试验，准确判定绝缘件的性能。
2、开关柜内绝缘件的老化，一般情况下由绝缘件表面开始。本发明通过设置面老化电极单元有效实现绝缘材料的面老化研究，并对面老化电极单元的具体布置进行限定，能够获得均匀电场，进而提高测试效果。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明面老化电极单元的示意图；
图3为本发明多个绝缘样片测试时的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参考图1所示，本实施例提供一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法，包括以下步骤：
步骤S1、1、选择牌号，依据一定配方制作绝缘样片，获取绝缘样片的初始的电气参量。本实施例中以环氧树脂基绝缘材料制作绝缘样片，考虑的电气参量包括绝缘样片的体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数和局放量等。本实施例制作的绝缘样片边长约为75mm。
步骤S2、以设定安装方式将所述绝缘样片放置入加速老化试验箱，该加速老化试验箱包括用于装配绝缘样片的面老化电极单元，所述面老化电极单元包括平行放置的两个指形电极，两个指形电极的中心距根据测试电压和绝缘样片的尺寸确定。
本实施例中，面老化电极单元的结构如图2所示，包括一对指形电极2，一个为接地端，另一个为高压端，两根指形电极2平行夹紧装配于绝缘样片1上。指形电极2的半径可为5mm左右，两指形电极的中心距调整为40-50mm。
运用有限元仿真手段，计算出绝缘件承受的最大场强约为2kV/mm，加速老化试验按照3倍场强施加于绝缘样片上。本实施例中，电压施加为18kV，在不产生局部放电的情况下，可将两指形电极的中心距调整为40mm，电极边缘间距30mm。
本实施例中制作有多个绝缘样片，如图3所示，将多个指形电极和绝缘样片的组合装于绝缘板3上，各个绝缘样片的中心距离可为100-120mm，优选为110mm。
步骤S3、设置所述加速老化试验箱内的高温高湿环境参数，并控制所述面老化电极单元产生高场强，进行电-热-湿加速老化试验，在每个试验周期后测量绝缘样片的实时的电气参量，循环至所有绝缘样片发生放电击穿。
进行试验时的条件如下：
(1)由长时耐压试验装置提供加载至面老化电极单元的测试电压，作为电极电压，该长时耐压试验装置通过单相穿墙套管引入加速老化试验箱。具体地，长时耐压试验装置包括调压器、变压器、电容分压器、保护电阻和智能化升压系统，测试电压为交流电压18±0.5kV。
(2)试验环境由高温高湿的加速老化试验箱提供，通过控制器设定，恒定温度设为90℃，恒定湿度设为80％RH。加速老化试验箱还连接有空气循环装置，该空气循环装置采用强制通风循环，通过高功率的离心风扇作用，强迫空气循环，可实现良好的温湿度均匀性。
本实施例中，试验周期为一个月。每个试验周期结束后，将绝缘样片取出，开展阶段性能测试，测试项目包括电气参量的测量，包括体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数、局放量等。
步骤S4、若样片发生放电击穿，则将击穿样片取出，开展红外光谱和玻璃化转变温度测试，其他样片继续进行步骤S3的老化试验。
步骤S5、基于各试验周期的电气参量，获得绝缘材料基于电-热-湿的老化特征曲线。
记录样片每周期的体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数、局放量等参数，试验结束后绘制体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数、局放量、红外光谱和玻璃化转变温度的拟合曲线，形成基于电-热-湿的老化特征曲线。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作绝缘样片，获取绝缘样片的初始的电气参量；
以设定安装方式将所述绝缘样片放置入加速老化试验箱，该加速老化试验箱包括用于装配绝缘样片的面老化电极单元，所述面老化电极单元包括平行放置的两个指形电极，两个指形电极的中心距根据测试电压和绝缘样片的尺寸确定；
设置所述加速老化试验箱内的高温高湿环境参数，并控制所述面老化电极单元产生高场强，进行电-热-湿加速老化试验，在每个试验周期后测量绝缘样片的实时的电气参量，直至绝缘样片发生放电击穿；
对放电击穿的绝缘样片开展红外光谱和玻璃化转变温度测试；
基于各试验周期的电气参量，获得绝缘材料基于电-热-湿的老化特征曲线。
2.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述电气参量包括绝缘样片的体积电阻率、相对介电常数、介质损耗因数和局放量。
3.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述两个指形电极的中心距为40-50mm。
4.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述绝缘样片设有多个，各所述绝缘样片均匀布置，在各所述绝缘样片均发生放电击穿后结束试验。
5.根据权利要求4所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，各所述绝缘样片的中心距离为100-120mm。
6.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述高温高湿环境参数具体为：恒定温度设为90℃，恒定湿度设为80％RH。
7.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述加速老化试验箱连接有用于提供测试电压的长时耐压试验装置。
8.根据权利要求7所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述加速老化试验箱通过单相穿墙套管与长时耐压试验装置连接。
9.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述加速老化试验箱连接有空气循环装置。
10.根据权利要求1所述的基于面老化的绝缘加速老化试验方法，其特征在于，所述老化特征曲线包括电气参量、红外光谱和玻璃化转变温度的拟合曲线。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115371742A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种复合绝缘子伞裙老化状态分析方法 |
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2022
- 2022-05-06 CN CN202210488610.5A patent/CN114859191A/zh active Pending
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| CN115371742A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种复合绝缘子伞裙老化状态分析方法 |
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