CN115453296A - 一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法及系统，属于绝缘子劣化分析技术领域，包括：对劣化绝缘子的外观进行检测；对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试，层间绝缘进行绝缘电阻测量；从劣化绝缘子上取绝缘子样品和污秽物，对样品进行微观形貌观测和红外光谱分析，对污秽物进行能谱分析和酸碱度分析；根据以上检测分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。通多个方面确定绝缘劣化的水平与原因，从而对环氧树脂绝缘子进行针对性的预防维护，有效防止绝缘子绝缘劣化问题的发生。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘子绝缘劣化分析技术领域，尤其涉及一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
环氧树脂绝缘子是高压电力设备主要绝缘形式之一，其不仅承担绝缘的作用，还承担着支撑的作用，运行中需承担一定的应力作用。很多电力设备的故障都是由于内部绝缘劣化引起的，而绝缘劣化的主要原因是运行中电力设备内部绝缘介质劣化引起的局部放电。
变电站内使用的环氧树脂绝缘子，近年来在运行过程中陆续出现了绝缘劣化现象，经常造成闪络故障，以前的处理方法是被动的，即在故障后或试验异常时进行更换，设备损失以及停电范围都很大，缺乏对环氧树脂绝缘子绝缘劣化原因的分析，不能根据绝缘劣化原因对环氧树脂绝缘子的绝缘劣化进行针对性的预防维护，也就是不能防止绝缘子绝缘劣化问题的发生。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法及系统，能够通多个方面对环氧树脂绝缘子的绝缘劣化进行分析，从而确定绝缘劣化的水平与原因，从而能够根据绝缘劣化原因对环氧树脂绝缘子的绝缘劣化进行针对性的预防维护，有效防止环氧树脂绝缘子绝缘劣化问题的发生。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提出了一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，包括：
对劣化绝缘子的外观进行检测，获得外观检测数据；
对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试，层间绝缘进行绝缘电阻测量，获得整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据和局部绝缘电阻数据；
从劣化绝缘子上取绝缘子样品和污秽物，对样品进行微观形貌观测和红外光谱分析，对污秽物进行能谱分析和酸碱度分析，获得劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果；
根据外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。
第二方面，提出了一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断系统，包括：
数据获取模块，用于获取劣化绝缘子的外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果；
其中，外观检测数据为通过对劣化绝缘子的外观进行检测获得；整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据和起始放电电压数据为对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试获得；局部绝缘电阻数据为对劣化绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量获得；劣化形貌观测结果和光谱分析结果为从劣化绝缘子上取绝缘子样品，对该样品进行微观形貌观测和红外光谱分析获得；能谱分析结果和酸碱度分析结果为对劣化绝缘子表面的污秽物进行能谱分析和酸碱度分析获得；
劣化分析模块，用于根据外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过对劣化绝缘子进行外观检测，整组绝缘的绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试，层间绝缘的绝缘电阻测量，微观形貌观测，红外光谱分析，污秽物的能谱分析和酸碱度分析，从各个方面对劣化绝缘子的劣化进行全面的分析，从而获得劣化水平及劣化原因，能够根据绝缘劣化原因对环氧树脂绝缘子的绝缘劣化进行针对性的预防维护，有效防止环氧树脂绝缘子绝缘劣化问题的发生没减少检修费用的支出，保证电网安全稳定运行。
2、本发明通过对绝缘劣化进行合理分析和解释，为环氧树脂绝缘子绝缘的检测提供理论基础，以优化该类型环氧树脂绝缘子的运行环境，改良环氧树脂绝缘子的制造工艺，探究环氧树脂绝缘子的清洁和其绝缘恢复方法，希望提高其运行稳定性、减少故障率，节约环氧树脂绝缘子的更换成本，减少因停电而带来的损失，保护电网安全稳定运行。
3、本发明通过绝缘子健康状态识别模型对获取的各种数据进行分析，识别出了绝缘子的健康状态，将绝缘子的劣化水平进行了量化，实现了对绝缘子的综合评价。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例1公开方法的流程图；
图2为实施例1公开的绝缘子健康状态识别原理图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
环氧树脂材料由于具有优良特性绝缘性能，耐热、耐腐蚀和机械性能较好，被广泛的用于高压电器开关、防爆电器、电流互感器、电压互感器以及大型电机绝缘支撑件等方面，是绝缘子绝缘材料的一种。
环氧树脂绝缘子是高压电力设备主要绝缘形式之一，其不仅承担绝缘的作用，还承担着支撑的作用，运行中需承担一定的应力作用。很多电力设备的故障都是由于内部绝缘劣化引起的，而绝缘劣化的主要原因是运行中电力设备内部绝缘介质劣化引起的局部放电。
环氧树脂浇注绝缘子在浇注固化成型后环氧树脂内容易残留气泡，这些气泡往往承受较高的场强，从而发生局部放电，长时间的局部放电后所产生能量会使环氧树脂绝缘慢慢劣化；劣化发展到一定程度时，最终会使设备彻底击穿烧毁。而且，由于环氧树脂绝缘子的运行环境存在风沙、雨、雾、凝露等恶劣的情况，不可能避免地存在水汽、盐分、酸度等因素，在其一直承受的电场、温度和机械力等因素的综合作用下，表面容易沉积污秽，可能产生导电通道并存在较大的泄漏电流，会将环氧树脂表面局部区域水分蒸发，形成干区，若电场强度达到空气临界放电场强，则会引发电弧放电现象，放电产生的瞬时能量会导致环氧树脂材料表面发生碳化和腐蚀，进而逐步劣化绝缘性能，可能导致绝缘失效，引起绝缘子的沿面闪络或击穿，可能引发较为严重的事故。使用环氧树脂绝缘子的设备数量巨大，对于大型设备，在运行中如果发现故障则采用直接更换的方式，检修费用支出巨大。此外，电力设备内部任何缺陷和故障的存在都可能影响设备整体性能，严重的可能导致所辖局部地区乃至全部地区的停电，造成重大经济损失和恶劣社会影响。
变电站内使用的环氧树脂绝缘子，近年来在运行过程中陆续出现了绝缘劣化现象，经常造成闪络故障，以前的处理方法是被动的，即在故障后或试验异常时进行更换，设备损失以及停电范围都很大。
有研究表明，环氧绝缘材料老化后无论其微观结构、分解产物以及宏观的电气、机械性能均有所改变。但是，目前尚缺乏对于环氧树脂绝缘子绝缘劣化的系统研究，劣化机理尚不明确。
因此，为减少或者避免电力设备因故停运，就必须对环氧树脂绝缘子的绝缘劣化程度进行检测。由于环氧树脂绝缘子数量巨大，且在近几年运行过程中陆续出现了绝缘劣化现象，若能掌握环氧树脂绝缘子绝缘发生劣化的原因，配合相关检测方法及时发现绝缘劣化问题，并对绝缘劣化材料进行必要的清洁和绝缘恢复，可极大的减少检修费用的支出，保证电网安全稳定运行。
为了解决上述技术问题，本实施例公开了一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，对环氧树脂绝缘子环氧树脂绝缘的劣化机理进行分析，对故障出现原因进行合理分析和解释，为环氧树脂绝缘子绝缘的检测提供理论基础，以优化该类型环氧树脂绝缘子的运行环境，改良环氧树脂绝缘子的制造工艺，探究环氧树脂绝缘子的清洁和其绝缘恢复方法，希望提高其运行稳定性、减少故障率，节约环氧树脂绝缘子的更换成本，减少因停电而带来的损失，保护电网安全稳定运行。
本实施例公开的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，如图1所示，包括：
S1：对劣化绝缘子的外观进行检测，获得外观检测数据。
选取一个待分析的故障或出现劣化的环氧树脂绝缘子，记为劣化绝缘子，同时选取一根与劣化绝缘子同批次同类型的全新环氧树脂绝缘子，记为正常绝缘子，外观检测的项目包括多个方面，具体如表1所示。
表1环氧树脂绝缘子的外观检测项目
将劣化绝缘子的外观和正常绝缘子的外观进行检测，获得相应的外观检测数据，将两个外观检测数据进行对比分析，确定劣化绝缘子的外观劣化水平，可以为后续通过宏观和微观测试结果分析劣化机理辅以验证和进行补充说明。
S2：对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试，获得整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据和起始放电电压数据；对劣化绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量，获得局部绝缘电阻数据。包括：
S21：对劣化绝缘子的整组绝缘和层间绝缘进行绝缘电阻R的测量，获得整组绝缘电阻数据和局部绝缘电阻数据，通过整组绝缘电阻数据和局部绝缘电阻数据，确定劣化绝缘子的绝缘性能，并根据局部绝缘电阻数据确定劣化绝缘子劣化最严重位置A。
分别对劣化绝缘子和正常绝缘子的整组绝缘和层间绝缘进行绝缘电阻R的测量，获得相应的整组绝缘电阻数据和局部绝缘电阻数据，通过将劣化绝缘子获取数据与正常绝缘子获取数据进行对比分析，确定劣化绝缘子的绝缘性能和劣化绝缘子劣化最严重位置A。
具体的，将直流电压接绝缘子的顶部端子，将绝缘子伞裙层接地，对绝缘子进行整组绝缘的绝缘电阻测量，测试选用绝缘摇表，测试重复3次，取平均值并记录绝缘电阻大小R，如表2所示。
将直流电压接绝缘子的其中一层，将该层下方的一层接地，对绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量，测试选用绝缘摇表，测试重复3次，取平均值并记录绝缘电阻大小Rp，如表3所示。
表2整组绝缘电阻测试
| 环氧树脂绝缘子类型 | 层数 | 绝缘电阻(Ω) |
| 劣化绝缘子 | 第0层 | |
| 劣化绝缘子 | 第1层 | |
| 劣化绝缘子 | 第2层 | |
| 劣化绝缘子 | …… | |
| 劣化绝缘子 | 第k层 | |
| 劣化绝缘子 | …… | |
| 劣化绝缘子 | 第N层 | |
| 正常绝缘子 | 第0层 | |
| 正常绝缘子 | 第1层 | |
| 正常绝缘子 | 第2层 | |
| 正常绝缘子 | …… | |
| 正常绝缘子 | 第k层 | |
| 正常绝缘子 | …… | |
| 正常绝缘子 | 第N层 |
表3层间绝缘电阻测试
分别对劣化绝缘子和正常绝缘子的整组绝缘和层间绝缘进行绝缘电阻R的测量，对比测试的结果，确定劣化绝缘子的整组绝缘和层间绝缘的绝缘性能，通过将劣化绝缘子和正常绝缘子的局部绝缘电阻数据进行比较，选取局部绝缘电阻数据差值最大的伞裙层位置为劣化绝缘子劣化最严重位置A，说明此位置局部劣化水平较其他位置高，为后续微观检测做准备。
S22：对劣化绝缘子的整组绝缘进行泄漏电流测试，获得泄漏电流数据，通过泄漏电流数据，确定劣化绝缘子的污秽水平和劣化绝缘子劣化最严重位置B。
分别对劣化绝缘子和正常绝缘子的整组绝缘进行泄漏电流测试，获得相应的泄漏电流数据，具体的：
使用直流高压发生器和微安表对劣化绝缘子和正常绝缘子进行泄漏电流的测试，选取不同的电压U1、U2、U3(均不会对绝缘子产生损伤)，将直流高压接绝缘子的顶部端子，绝缘子伞裙层接地，分别测试U1、U2、U3电压下顶部端子至不同伞裙处的泄漏电流大小i并记录如表4所示。泄漏电流是目前表征环氧树脂绝缘子污秽水平直接有效，较为具现实意义的动态参数，是环氧树脂绝缘子表面污秽及其所处环境共同作用的结果和综合反映。
表4泄漏电流测试
将劣化绝缘子的泄漏电流数据与正常绝缘子的泄漏电流数据进行比较，确定劣化绝缘子的污秽水平，并选取泄漏电流差值最大的伞裙层位置为位置B，说明此位置局部劣化水平较其他位置高，为后续微观检测做准备。
S23：对劣化绝缘子的整组绝缘进行起始放电电压测试，获得起始放电电压数据，通过起始放电电压数据，确定劣化绝缘子的表面是否存在易诱发局部放电的薄弱部位，以及判断表面劣化痕迹是否会影响局部绝缘性能。具体的：
对正常绝缘子的整组绝缘进行起始放电电压测试，获得正常绝缘子的起始放电电压数据；
将正常绝缘子的起始放电电压数据与劣化绝缘子的起始放电电压数据进行对比，获得对应的起始放电电压的下降程度，为劣化绝缘子的绝缘下降程度；
通过绝缘下降程度确定劣化绝缘子的表面是否存在易诱发局部放电的薄弱部位，以及判断表面劣化痕迹是否会影响局部绝缘性能。
使用试验变压器和特高频局部放电传感器对劣化绝缘子和正常绝缘子进行局部起始放电电压的测试，在此过程中注意控制电压使得不至于对环氧树脂绝缘子产生破坏。
其中，将绝缘子其中一个端子接高压电极，底部端子接地，使用试验变压器将外施电压从0kV逐渐逐级升高，升压速度为0.5kV/s，每次升压后等待10s，通过特高频传感器判断是否出现放电，记录第一次出现明显放电的时刻，随后降压至0kV。每次测试后，等待10min后重复上述步骤，重复3次取平均值。通过对比劣化绝缘子和正常绝缘子的起始放电电压Updiv和计算Updiv的下降程度，可以判断劣化环氧树脂绝缘子的表面是否存在易诱发局部放电的薄弱部位，将外观检测数据与相应位置的绝缘下降程度进行综合分析，判断表面劣化痕迹是否会影响局部绝缘性能，为后续劣化机理的分析做准备。
如果通过起始放电电压测试，发现起始放电电压较低的绝缘子或部位在外观检测中也存在更严重的劣化，那么就能够说明绝缘下降(起始放电电压更低)是由于外部劣化痕迹引起的，或者说明两者存在一致性。
S3：从劣化绝缘子上取绝缘子样品和污秽物，对样品进行微观形貌观测和红外光谱分析，获得劣化形貌观测结果和光谱分析结果；
对污秽物进行能谱分析和酸碱度分析，获得能谱分析结果和酸碱度分析结果；
通过劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果确定劣化绝缘子的劣化原因。
包括：
从位置A或位置B处取绝缘子样品，或从位置A和位置B中均取绝缘子样品。
从劣化绝缘子上取片状样品，取样大小不超过20mm*20mm*4mm，同时在正常绝缘子的对应位置也进行同样尺寸的取样。
取样后先使用扫描电子显微镜与对其微观形貌的检测，获得劣化形貌观测结果，扫描电子显微镜的型号可以是Navigator-100高通量扫描电子显微镜，观察取样区域表面的劣化形貌，主要关注以下几个方面：
(1)环氧树脂基体是否有被烧蚀的痕迹，是否出现气泡或气孔，可以据此可以推测劣化过程中是否出现了气体的气化和物质的碳化，是否出现环氧树脂的分解。若出现上述现象，据此可以推断放电及电流的烧蚀是导致环氧树脂基体降解和劣化的直接原因。
(2)仔细观察表面污秽的形状、大小、分布的密集程度，推断表面污秽是放电生成的碳化痕迹或者是环氧树脂材料的析出物，亦或者是空气中积累的无机盐等。
(3)对比劣化绝缘子和正常绝缘子表面形貌的差异，辨别哪些物质是正常绝缘子没有的，两者的表面的形貌是否仅仅是表面物质的不同，劣化绝缘子绝缘表面是否受到了侵蚀，是否有凹坑、裂纹、孔洞等。
随后使用显微红外测试分析仪对劣化绝缘子局部样品和正常绝缘子局部样品的红外吸收光谱进行测试，红外光谱分析仪的型号可以是iN10MX显微成像红外光谱仪，显微红外光谱仪实现了红外显微镜与傅里叶红外光谱仪相结合而形成的一种显微分析技术。而且对显微红外来说，具有不破坏样品、对样品大小、形状要求不高的优点，不规则形状样品也可以进行测试，检测灵敏度高，可达到纳克级别(ng)；测量区域小，可到微米级(5um)；可对样品进行面扫描，线扫描，并对材料红外光谱成像和分析等。显微红外光谱的测量原理为：高通量的光束被高精度地聚焦在样品微小的面积上，获得可用于分析的红外光谱。该技术灵敏度高，使用极少量样品就可得到完美的红外光谱图，在生物学、医学、矿物学、材料科学、法庭科学等领域中都有重要应用。
进行红外分析后，可获得环氧树脂红外光谱中出现的吸收峰的位置和相应的官能团，如-OH基、-CH3、脂肪族结构、Si-O键、酯基中的C＝O、脂肪族中的C—C、脂肪族中的C—O—C、芳香族中的C—H、CH3中的C—H等。基于此可以推断出劣化绝缘子中是否发生酯基的水解、环氧树脂基体的降解、玻璃纤维的水解和离子交换，可以进一步推断是否是由于水分、盐分、酸因素等因素造成的劣化，或是由上述因素诱发放电从而产生碳化痕迹等。
从劣化绝缘子表面污秽物最多位置处，或从位置A或位置B处收集污秽物，进而对该污秽物进行能谱分析和酸碱度分析。
具体的，从劣化绝缘子表面污秽物最多位置处或劣化绝缘子劣化最严重位置处轻轻刮下表面污秽物并收集至少1g，共收集3份污秽物样品，随后对其进行能谱分析，仪器可以选用型号为AXIS UltraDLD的X射线光电子能谱仪，AXIS Ultra DLD多功能X射线光电子能谱仪可以提供有关固体表面和界面的化学信息，可以分析除氢、氦以外的所有元素，包括元素种类及价态，并可以提供测定元素相对含量的半定量分析。最具有特色的是XPS可以测定元素的化学价态及化学环境的影响，其通过角分辨法及Ar离子剥离法可以提供元素深度分布信息，主要用于固体样品表面的组成，能进行定性、半定量分析。
使用X射线光电子能谱仪对收集的污秽物进行元素能谱分析，可获得如Al、Si、C、O、Cu等元素的吸收峰强度图谱，据此可以推断推断表面积聚了哪些物质、生成了哪些物质，从而进一步分析是由于哪些因素诱发了什么过程导致环氧树脂绝缘子绝缘劣化。
将收集的3份污秽物样品进行酸碱度的测试，测试仪器可以选用pH计，对其重复测量3次，获取pH值的平均值，根据pH值的大于、等于或小于7判断是否呈酸性、中性或碱性，则推测出可能运行过程中是否有酸或碱性物质溶于水附着在环氧树脂绝缘子绝缘表面，依此分析环氧树脂绝缘子表面的物质，进一步分析发生的劣化过程，推测运行环境如何影响环氧树脂绝缘子绝缘，如是否有盐雾或酸雨等。
进行上述测试后，可以进一步对下面的问题进行分析：
(1)是环氧树脂绝缘子绝缘本身发生了劣化或是在外界因素的影响下导致劣化？
(2)在运行过程中可能发生了什么样的物理或化学反应？
(3)劣化后环氧树脂绝缘子绝缘表面生成了什么物质？
(4)有没有办法通过清洁恢复环氧树脂绝缘子绝缘的绝缘性能？
(5)实际运行中或定期检修时有没有对策能够防止产生这些物质？
(6)检修时能否有方法检测到影响环氧树脂绝缘子绝缘性能的表面物质？
(7)能否合理控制外界电场、温度、机械力等因素从而不诱发在环氧树脂绝缘子表面产生放电？
(8)环氧树脂绝缘子绝缘本身的制造工艺能否改良，使其具有如耐酸腐蚀、耐高温、防止污秽积聚等性能，使其免受外界因素的影响从而难以发生劣化？
S4：通过绝缘子健康状态识别模型对外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果进行识别，获得绝缘子健康状态识别结果，如图2所示。
在对劣化绝缘子进行了S1-S3步骤的各项检测后，将获取的各项检测结果按照劣化严重到没有劣化线性映射为数值1-10，从而对各项检测结果进行数字化，建立各检测结果的数据库，随后对数据库的样本基于每一项结果的值进行不同健康状态类型的划分，按照故障严重程度划分为如下表5所示的五种健康等级。
表5环氧树脂绝缘子健康状态分级
| 等级(用数值表征) | 环氧树脂绝缘子健康状态 |
| 1 | 绝缘即将失效 |
| 2 | 劣化非常严重 |
| 3 | 劣化较为严重 |
| 4 | 绝缘轻度受损 |
| 5 | 绝缘非常良好 |
绝缘子健康状态识别模型采用人工神经网络、支持向量机或朴素贝叶斯模型等机器学习算法，获取训练用的绝缘子的各项检测数据，利用训练数据对构建的人工神经网络、支持向量机或朴素贝叶斯模型等机器学习算法模型进行训练，获得绝缘子健康状态识别模型。
将S1-S3步骤的各项检测结果进行数字化后输入绝缘子健康状态识别模型中，获得绝缘子健康状态识别结果，实现对劣化绝缘子的综合评价。
本实施例公开方法可广泛用于各电压等级的环氧树脂绝缘子绝缘劣化的检测及治理，可以对该类型环氧树脂绝缘子绝缘的劣化和发生具体故障的原因进行分析、推测和诊断，对改善环氧树脂绝缘子的运行环境和制作工艺提供参考依据，还有助于提升其运行稳定性，延长其使用寿命，减少故障发生次数，避免绝缘劣化和闪络导致的设备及人身损伤。本方法也能对环氧树脂绝缘子的绝缘状况进行有效的检测，能为研究其绝缘恢复方法提供理论依据，可节约检修费用，保障电网安全稳定运行。
实施例2
在该实施例中，公开了一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断系统，包括：
数据获取模块，用于获取劣化绝缘子的外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果；
其中，外观检测数据为通过对劣化绝缘子的外观进行检测获得；整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据和起始放电电压数据为对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试获得；局部绝缘电阻数据为对劣化绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量获得；劣化形貌观测结果和光谱分析结果为从劣化绝缘子上取绝缘子样品，对该样品进行微观形貌观测和红外光谱分析获得；能谱分析结果和酸碱度分析结果为对劣化绝缘子表面的污秽物进行能谱分析和酸碱度分析获得；
劣化分析模块，用于根据外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，包括：
对劣化绝缘子的外观进行检测，获得外观检测数据；
对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试，层间绝缘进行绝缘电阻测量，获得整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据和局部绝缘电阻数据；
从劣化绝缘子上取绝缘子样品和污秽物，对样品进行微观形貌观测和红外光谱分析，对污秽物进行能谱分析和酸碱度分析，获得劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果；
根据外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。
2.如权利要求1所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，通过外观检测数据，确定劣化绝缘子的外观劣化水平；
通过整组绝缘电阻数据和局部绝缘电阻数据，确定劣化绝缘子的绝缘性能；
通过泄漏电流数据，确定劣化绝缘子的污秽水平；
通过起始放电电压数据，确定劣化绝缘子的表面是否存在易诱发局部放电的薄弱部位，以及判断表面劣化痕迹是否会影响局部绝缘性能；
通过劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果确定劣化绝缘子的劣化原因。
3.如权利要求1所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，对正常绝缘子的整组绝缘进行起始放电电压测试，获得正常绝缘子的起始放电电压数据；
将正常绝缘子的起始放电电压数据与劣化绝缘子的起始放电电压数据进行对比，获得起始放电电压的下降程度，为劣化绝缘子的绝缘下降程度；
通过绝缘下降程度确定劣化绝缘子的表面是否存在易诱发局部放电的薄弱部位，以及判断表面劣化痕迹是否会影响局部绝缘性能。
4.如权利要求1所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，根据局部绝缘电阻数据确定劣化绝缘子劣化最严重位置A；
根据泄漏电流数据确定劣化绝缘子劣化最严重位置B；
从位置A或位置B处取绝缘子样品，或从位置A和位置B处均取绝缘子样品。
5.如权利要求4所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，对正常绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量，获得正常绝缘子的局部绝缘电阻数据；
将劣化绝缘子的局部绝缘电阻数据与正常绝缘子的局部绝缘电阻数据进行比较，选取局部绝缘电阻数据差值最大的伞裙层位置为位置A。
6.如权利要求4所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，对正常绝缘子的整组绝缘进行泄漏电流测试，获得正常绝缘子的泄漏电流数据；
将劣化绝缘子的泄漏电流数据与正常绝缘子的泄漏电流数据进行比较，选取泄漏电流差值最大的伞裙层位置为位置B。
7.如权利要求4所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，从劣化绝缘子表面污秽物最多位置处，或从位置A或位置B处收集污秽物。
8.如权利要求1所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，通过绝缘子健康状态识别模型对外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果进行识别，获得绝缘子健康状态识别结果。
9.如权利要求8所述的一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法，其特征在于，绝缘子健康状态识别模型采用人工神经网络、支持向量机或朴素贝叶斯模型。
10.一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取劣化绝缘子的外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果；
其中，外观检测数据为通过对劣化绝缘子的外观进行检测获得；整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据和起始放电电压数据为对劣化绝缘子的整组绝缘进行绝缘电阻测量、泄漏电流测试和起始放电电压测试获得；局部绝缘电阻数据为对劣化绝缘子的层间绝缘进行绝缘电阻测量获得；劣化形貌观测结果和光谱分析结果为从劣化绝缘子上取绝缘子样品，对该样品进行微观形貌观测和红外光谱分析获得；能谱分析结果和酸碱度分析结果为对劣化绝缘子表面的污秽物进行能谱分析和酸碱度分析获得；
劣化分析模块，用于根据外观检测数据、整组绝缘电阻数据、泄漏电流数据、起始放电电压数据、局部绝缘电阻数据、劣化形貌观测结果、光谱分析结果、能谱分析结果和酸碱度分析结果对劣化绝缘子进行劣化分析，获得劣化水平和原因。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211234015.5A CN115453296A (zh) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | 一种环氧树脂绝缘子绝缘劣化分析和故障诊断方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117452165A (zh) * | 2023-11-17 | 2024-01-26 | 国网青海省电力公司海南供电公司 | 一种基于新型泄漏电流分离技术的复合绝缘子表面绝缘性能评价方法 |
-
2022
- 2022-10-10 CN CN202211234015.5A patent/CN115453296A/zh active Pending
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