一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于絕緣材料老化評(píng)估試驗(yàn)技術(shù)的一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。本發(fā)明建立了飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中新型飽和電抗器絕緣的老化情況。通過(guò)設(shè)計(jì)并制模型試品、測(cè)試分析加速老化試驗(yàn)前后飽和電抗器新型絕緣材料環(huán)氧樹(shù)脂的放電唯象參數(shù)和介電及理化性能的變化，包括局部放電的特征量、寬頻介質(zhì)損耗頻譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。該方法可以成為制造企業(yè)進(jìn)行新型飽和電抗器出廠試驗(yàn)、電力公司進(jìn)行飽和電抗器老化狀態(tài)評(píng)估的重要檢測(cè)手段，在準(zhǔn)確評(píng)估飽和電抗器老化狀態(tài)進(jìn)而評(píng)估特高壓直流輸電系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)，提高跨區(qū)域大容量堅(jiān)強(qiáng)大電網(wǎng)的可靠性、降低運(yùn)行及維護(hù)成本等諸多方面有著重要意義。
【專利說(shuō)明】一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于絕緣材料老化評(píng)估試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著特/超高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展,其在遠(yuǎn)距離大功率輸電、電纜輸電和交流系統(tǒng)的非同步聯(lián)絡(luò)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。包括直流換流閥、直流電壓器和飽和電抗器在內(nèi)的高壓直流輸電系統(tǒng)，既構(gòu)成現(xiàn)代新型直流輸電系統(tǒng)的主體，又引發(fā)直流輸電系統(tǒng)事故及電網(wǎng)大面積停電事故的源頭。與運(yùn)行在常規(guī)工頻50Hz的電力設(shè)備不同，飽和電抗器的正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)絕緣的損傷主要來(lái)自其承受高壓脈沖電壓的電應(yīng)力。根據(jù)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究，高壓脈沖電壓所帶來(lái)的陡峭電壓上升率會(huì)明顯加劇電氣絕緣材料的劣化，導(dǎo)致其絕緣過(guò)早老化。因此，如何評(píng)估飽和電抗器的老化狀態(tài)，避免因飽和電抗器的絕緣老化造成事故，成為了目前一個(gè)重要課題。
[0003]對(duì)于飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)的評(píng)估，主要就是對(duì)在飽和電抗器的運(yùn)行條件下主要是灌封絕緣材料環(huán)氧樹(shù)脂狀態(tài)下的老化狀態(tài)研究。國(guó)外在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始了對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料的絕緣弱點(diǎn)檢測(cè)和老化檢測(cè)技術(shù)的研究，但主要是對(duì)其處于工頻正弦電壓下的老化狀態(tài)。對(duì)于50/60HZ工頻下環(huán)氧樹(shù)脂絕緣老化狀態(tài)的檢測(cè)研究，主要是集中在對(duì)于手段和方法的評(píng)估研究。而在飽和電抗器的運(yùn)行環(huán)境下的環(huán)氧樹(shù)脂材料對(duì)老化狀態(tài)評(píng)估在業(yè)內(nèi)的研究開(kāi)展較晚，在工程上還沒(méi)有公認(rèn)可供推廣和產(chǎn)業(yè)使用的老化試驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)及其相應(yīng)的設(shè)備。由于上述的原因，在高頻脈沖的新型飽和電抗器條件下對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的老化狀態(tài)研究的數(shù)據(jù)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)積累較少，而缺乏相關(guān)可操作的試驗(yàn)手段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，其特征在于，所述飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置是恒溫烤箱6下部設(shè)置耐溫絕緣支架8，試品灌封盒放在耐溫絕緣支架8上；由發(fā)生器I和功率放大器2組成高頻脈沖電源，在功率放大器2的高壓輸出端串聯(lián)保護(hù)電阻3、觸發(fā)電流傳感器4和數(shù)字示波器5，保護(hù)電阻3和、觸發(fā)電流傳感器4的節(jié)點(diǎn)與試樣高壓電極I連接，功率放大器2的接地端連接試樣地電極II，接在試樣地電極II上的泄漏電流傳感器9與數(shù)字示波器5連接。
[0005]飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)試驗(yàn)方法，其特征在于，實(shí)施步驟包括:制取老化絕緣試樣、電熱聯(lián)合老化、采集老化過(guò)程中及老化后試樣的唯象數(shù)據(jù)、測(cè)試?yán)匣霸嚇悠返慕殡娂袄砘阅?、老化狀態(tài)評(píng)估；具體如下:
[0006]I)試樣制備過(guò)程
[0007](I)取高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂原料，按照通用設(shè)備制造的灌注規(guī)程將原料成分按3MTMScotch-WeldTM雙組份結(jié)構(gòu)型2216B/A環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠，按體積比混合B:A = 2:3 ；
[0008](2)將試樣高壓電極1、試樣地電極II插入預(yù)先定制的灌封盒7，使兩個(gè)電極保持在一定的距離L=L 2謹(jǐn)，±0.05謹(jǐn)；
[0009](3)將上述(I)配好的原料灌注到灌封盒7中，再將其置于預(yù)先調(diào)好120°C的恒溫烤箱6中固化2h，取出；
[0010](4)將獲取的灌封環(huán)氧樹(shù)脂試樣在無(wú)水乙醇中清洗，再用超聲進(jìn)行清洗處理，去除表面雜質(zhì)的影響，將處理后的試樣在恒溫烤箱6內(nèi)恒溫50°C干燥2h后取出；
[0011]2)電熱聯(lián)合老化
[0012](I)將試樣灌封盒7的試樣高壓電極1、試樣地電極II分別接在高壓端和地電極上，并將試樣灌封盒7整個(gè)放在恒溫烤箱6內(nèi)的耐溫絕緣支架8上；
[0013](2)對(duì)試樣施加1kV的單極性高頻脈沖電壓，其頻率為5kHz、上升沿為5 μ S，恒溫烤箱6內(nèi)溫度設(shè)置為120°C，相繼進(jìn)行100h、200h、300h的電熱聯(lián)合老化試驗(yàn)后取出備用；
[0014]3)唯象數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)
[0015](I)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)觸發(fā)電流傳感器9獲取老化過(guò)程中與試樣連接的地線上的實(shí)時(shí)局部放電脈沖電壓信號(hào)和觸發(fā)電壓信號(hào)；
[0016](2)數(shù)據(jù)匯集，將上述的電壓信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)綌?shù)字示波器，并通過(guò)USB協(xié)議將離散化的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；
[0017](3)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)12從數(shù)字示波器5獲取實(shí)時(shí)電壓信號(hào)，并對(duì)所獲取的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0018](4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將經(jīng)過(guò)濾波處理的實(shí)施電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)11中，以形成歷史電壓數(shù)據(jù)，供以分析和老化狀態(tài)分析；
[0019](5)數(shù)據(jù)分析，通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，對(duì)存儲(chǔ)所得的歷史電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取局部放電特征參數(shù)，形成唯象分析圖譜，分析試樣的絕緣老化狀態(tài)；
[0020]4)介電及理化性能測(cè)試試驗(yàn)，寬頻介質(zhì)損耗頻率譜測(cè)試,使用寬頻介電阻抗分析儀測(cè)試頻率在5X10_2?13Hz范圍內(nèi)變化時(shí)試樣的介質(zhì)損耗值，確定為IkV的測(cè)試電壓，測(cè)試在20°C、真空條件下進(jìn)行；對(duì)老化試驗(yàn)各階段所獲得的試樣分別測(cè)試，在掃描寬頻范圍內(nèi)獲取介電阻抗的頻譜；
[0021]5)傅里葉紅外光譜，采用紅外光譜儀對(duì)試樣進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中，將老化后的灌封試樣提取表層絕緣材料制成50mm*50mm的方形薄片試樣進(jìn)行紅外光譜掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由OPUS-Viewer軟件讀出；
[0022]6)老化狀態(tài)評(píng)估
[0023](I)唯象判斷狀態(tài)評(píng)估
[0024]通過(guò)唯象數(shù)據(jù)分析，在線獲取最大放電量相位分布圖譜、平均放電量相位分布圖譜、放電幅值相位分布圖譜、放電次數(shù)相位分布圖譜并有上述圖譜獲取三維Φ-Q-N圖譜，其中:
[0025]所述最大放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的最大放電量;
[0026]所述平均放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的平均放電量;
[0027]所述放電幅值分布圖譜，表示對(duì)不同幅值的放電次數(shù)的統(tǒng)計(jì)；
[0028]所述放電次數(shù)相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的放電次數(shù)；
[0029]由此說(shuō)明Φ-Q-N圖譜表示放電量、放電次數(shù)與放電相位之間的關(guān)系，通過(guò)上述頻譜明顯看出，隨著老化時(shí)間的增加，圖譜特征統(tǒng)計(jì)量的差異性逐漸增大；說(shuō)明飽和電抗器絕緣試樣的放電圖譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性；因此，在線采集泄漏電流數(shù)據(jù)獲得進(jìn)行唯象判斷可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)；
[0030](2)介電及理化性能評(píng)估，由于不同老化時(shí)間的試樣其寬頻介質(zhì)損耗頻譜曲線有著明顯差異，隨著老化時(shí)間增加，通過(guò)試樣介質(zhì)損耗值在整個(gè)頻譜上在增大的特征，說(shuō)明介質(zhì)損耗和老化程度上存在明顯的相關(guān)性；因此對(duì)介損頻譜的測(cè)量可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)；
[0031](3)在對(duì)從飽和電抗器灌封絕緣試樣表面提取的測(cè)試樣品進(jìn)行紅外光譜分析中，可以發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間的增加，在特定波數(shù)附近的吸收度會(huì)存在明顯的增大，這就意味對(duì)和電抗器絕緣試樣的紅外光譜與其老化程度也存在著明顯的相關(guān)性；因此對(duì)紅外光譜的測(cè)量同樣可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)。
[0032]本發(fā)明的有益效果是解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:建立一種高壓直流輸電換流閥部件新型飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，模擬實(shí)際運(yùn)行中新型飽和電抗器內(nèi)部絕緣的老化情況。通過(guò)對(duì)加速老化前后及老化過(guò)程中個(gè)階段絕緣材料的唯象參數(shù)和介電及理化性能的變化，包括局部放電的特征量、寬頻介質(zhì)損耗頻譜、傅里葉紅外光譜，對(duì)其老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。總之，本發(fā)明方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。并通過(guò)唯象、介電和理化特性的共同作用，可以快速有效地對(duì)飽和電抗器絕緣的老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為飽和電抗器絕緣電熱聯(lián)合老化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
[0034]圖2為飽和電抗器絕緣試驗(yàn)的試樣模型。
[0035]圖3為最大放電量相位分布圖譜，其中a)100h、b)200h、c)300h。
[0036]圖4為平均放電量相位分布圖譜，其中a)100h、b)200h、c)300h。
[0037]圖5為放電幅值分布圖譜，其中a)100h、b)200h、c)300h。
[0038]圖6為放電次數(shù)相位分布圖譜，其中a)100h、b)200h、c)300h。
[0039]圖7為飽和電抗器絕緣不同老化階段放電的Φ-Q-N圖譜，其中a)老化100h、b)老化200h、c)老化300h。

【具體實(shí)施方式】
[0040]本發(fā)明提供一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例予以說(shuō)明。
[0041]在圖1所示的飽和電抗器絕緣電熱聯(lián)合老化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，該飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置是恒溫烤箱6下部設(shè)置耐溫絕緣支架8，試品灌封盒放在耐溫絕緣支架8上；由發(fā)生器I和功率放大器2組成高頻脈沖電源，在功率放大器2的高壓輸出端串聯(lián)保護(hù)電阻3、觸發(fā)電流傳感器4和數(shù)字示波器5，保護(hù)電阻3和、觸發(fā)電流傳感器4的節(jié)點(diǎn)與試樣高壓電極I連接，功率放大器2的接地端連接試樣地電極II，接在試樣地電極II上的泄漏電流傳感器9與數(shù)字示波器5連接。
[0042]飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)試驗(yàn)方法，其特征在于，實(shí)施步驟包括:制取老化絕緣試樣品、電熱聯(lián)合老化、采集老化過(guò)程中及老化后試樣品的唯象數(shù)據(jù)、測(cè)試?yán)匣霸嚇悠返慕殡娂袄砘阅堋⒗匣癄顟B(tài)評(píng)估；具體如下:
[0043]I)試樣制備過(guò)程
[0044](I)取高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂原料，按照通用設(shè)備制造的灌注規(guī)程將原料成分按3MTMScotch-WeldTM雙組份結(jié)構(gòu)型2216B/A環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠，按體積比混合B:A = 2:3 ；
[0045](2)將試樣高壓電極1、試樣地電極II插入預(yù)先定制的灌封盒7，使兩個(gè)電極保持在一定的距離L=L 2mm, ±0.05mm(如圖2所示);
[0046](3)將上述(I)配好的原料灌注到灌封盒7中，再將其置于預(yù)先調(diào)好120°C的恒溫烤箱6中固化2h，取出；
[0047](4)將獲取的灌封環(huán)氧樹(shù)脂試樣在無(wú)水乙醇中清洗，再用超聲進(jìn)行清洗處理，去除表面雜質(zhì)的影響，將處理后的試樣在恒溫烤箱6內(nèi)恒溫50°C干燥2h后取出；
[0048]2)電熱聯(lián)合老化
[0049](I)將試樣灌封盒7的試樣高壓電極1、試樣地電極II分別接在高壓端和地電極上，并將試樣灌封盒7整個(gè)放在恒溫烤箱6內(nèi)的耐溫絕緣支架8上；
[0050](2)對(duì)試樣施加1kV的單極性高頻脈沖電壓，其頻率為5kHz、上升沿為5 μ S，恒溫烤箱6內(nèi)溫度設(shè)置為120°C，相繼進(jìn)行100h、200h、300h的電熱聯(lián)合老化試驗(yàn)后取出備用；
[0051]3)唯象數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)
[0052](I)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)觸發(fā)電流傳感器9獲取老化過(guò)程中與試樣連接的地線上的實(shí)時(shí)局部放電脈沖電壓信號(hào)和觸發(fā)電壓信號(hào)；
[0053](2)數(shù)據(jù)匯集，將上述的電壓信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)綌?shù)字示波器，并通過(guò)USB協(xié)議將離散化的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；
[0054](3)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)12從數(shù)字示波器5獲取實(shí)時(shí)電壓信號(hào)，并對(duì)所獲取的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；
[0055](4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將經(jīng)過(guò)濾波處理的實(shí)施電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)11中，以形成歷史電壓數(shù)據(jù)，供以分析和老化狀態(tài)分析；
[0056](5)數(shù)據(jù)分析，通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，對(duì)存儲(chǔ)所得的歷史電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取局部放電特征參數(shù)，形成唯象分析圖譜，分析試樣的絕緣老化狀態(tài)；
[0057]4)介電及理化性能測(cè)試試驗(yàn)，寬頻介質(zhì)損耗頻率譜測(cè)試，使用寬頻介電阻抗分析儀測(cè)試頻率在5X10_2?13Hz范圍內(nèi)變化時(shí)試樣的介質(zhì)損耗值，確定為IkV的測(cè)試電壓，測(cè)試在20°C、真空條件下進(jìn)行；對(duì)老化試驗(yàn)各階段所獲得的試樣分別測(cè)試，在掃描寬頻范圍內(nèi)獲取介電阻抗的頻譜(如圖3所示，其中a)100h、b)200h、c)300h)；
[0058]5)傅里葉紅外光譜，采用紅外光譜儀對(duì)試樣進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中，將老化后的灌封試樣提取表層絕緣材料制成50mm*50mm的方形薄片試樣進(jìn)行紅外光譜掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由OPUS-Viewer 軟件讀出(如圖 4 所示，其中 a) 100h、b) 200h、c) 300h)；
[0059]6)老化狀態(tài)評(píng)估
[0060](I)唯象判斷狀態(tài)評(píng)估
[0061]通過(guò)唯象數(shù)據(jù)分析，在線獲取最大放電量相位分布圖譜、平均放電量相位分布圖譜、放電幅值相位分布圖譜、放電次數(shù)相位分布圖譜和Φ-Q-N圖譜(如圖5所示，其中a)100h、b)200h、c)300h);其中:
[0062]所述最大放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的最大放電量;
[0063]所述平均放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的平均放電量(如圖7所示其中a)老化10h、b)老化200h、c)老化300h)；
[0064]所述放電幅值分布圖譜，表示對(duì)不同幅值的放電次數(shù)的統(tǒng)計(jì)；
[0065]所述放電次數(shù)相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的放電次數(shù)；
[0066]由此說(shuō)明Φ-Q-N圖譜表示放電量、放電次數(shù)與放電相位之間的關(guān)系，通過(guò)上述頻譜明顯看出，隨著老化時(shí)間的增加，圖譜特征統(tǒng)計(jì)量的差異性逐漸增大；
[0067]說(shuō)明飽和電抗器絕緣試樣的放電圖譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性；因此，在線采集泄漏電流數(shù)據(jù)獲得進(jìn)行唯象判斷可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)；
[0068](2)介電及理化性能評(píng)估，由于不同老化時(shí)間的試樣其寬頻介質(zhì)損耗頻譜曲線有著明顯差異，隨著老化時(shí)間增加，通過(guò)試樣介質(zhì)損耗值在整個(gè)頻譜上在增大的特征，說(shuō)明介質(zhì)損耗和老化程度上存在明顯的相關(guān)性；因此對(duì)介損頻譜的測(cè)量可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)(如圖3所示)；
[0069](3)從飽和電抗器灌封絕緣試樣表面提取的測(cè)試樣品進(jìn)行紅外光譜分析中(如圖4所示)，可以發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間的增加，在特定波數(shù)附近的吸收度會(huì)存在明顯的增大，這就意味對(duì)和電抗器絕緣試樣的紅外光譜與其老化程度也存在著明顯的相關(guān)性因此對(duì)紅外光譜的測(cè)量同樣可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置是恒溫烤箱(6)下部設(shè)置耐溫絕緣支架(8)，試樣灌封盒(7放在耐溫絕緣支架(8)上；由發(fā)生器(I)和功率放大器(2)組成高頻脈沖電源，在功率放大器(2)的高壓輸出端串聯(lián)保護(hù)電阻(3)、觸發(fā)電流傳感器(4)和數(shù)字示波器(5)，保護(hù)電阻(3)和、觸發(fā)電流傳感器(4)的節(jié)點(diǎn)與試樣高壓電極(I )連接,功率放大器(2)的接地端連接試樣地電極(II )，接在試樣地電極(II )上的泄漏電流傳感器(9)與數(shù)字示波器(5)連接；數(shù)字示波器(5再與計(jì)算機(jī)(12)、數(shù)據(jù)庫(kù)(11)和處理系統(tǒng)(10)串聯(lián)在一起。
2.—種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)試驗(yàn)方法,其特征在于,實(shí)施步驟包括:制取老化絕緣試樣、電熱聯(lián)合老化、采集老化過(guò)程中及老化后試樣的唯象數(shù)據(jù)、測(cè)試?yán)匣霸嚇悠返慕殡娂袄砘阅堋⒗匣癄顟B(tài)評(píng)估；具體如下: 1)試樣制備過(guò)程 (1)取高溫固化環(huán)氧樹(shù)脂原料，按照通用設(shè)備制造的灌注規(guī)程將原料成分按3MTMScotch-WeldTM雙組份結(jié)構(gòu)型2216B/A環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠，按體積比混合:B:A = 2:3 ; (2)將試樣高壓電極1、試樣地電極II插入預(yù)先定制的試樣灌封盒，使兩個(gè)電極保持在一定的距離L=L 2臟，±0.05臟 (3)將上述(I)配好的原料灌注到試樣灌封盒中，再將其置于預(yù)先調(diào)好120°C的恒溫烤箱中固化2h，取出； (4)將獲取的灌封環(huán)氧樹(shù)脂試樣在無(wú)水乙醇中清洗，再用超聲進(jìn)行清洗處理，去除表面雜質(zhì)的影響，將處理后的試樣在恒溫烤箱內(nèi)恒溫50°C干燥2h后取出； 2)電熱聯(lián)合老化 (1)將試樣灌封盒7的試樣高壓電極1、試樣地電極II分別接在高壓端和地電極上，并將試樣灌封盒整個(gè)放在恒溫烤箱內(nèi)的耐溫絕緣支架上； (2)對(duì)試樣施加1kV的單極性高頻脈沖電壓，其頻率為5kHz、上升沿為5μ S，恒溫烤箱內(nèi)溫度設(shè)置為120°C，相繼進(jìn)行100h、200h、300h的電熱聯(lián)合老化試驗(yàn)后取出備用； 3)唯象數(shù)據(jù)分析試驗(yàn) (1)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)觸發(fā)電流傳感器獲取老化過(guò)程中與試樣連接的地線上的實(shí)時(shí)局部放電脈沖電壓信號(hào)和觸發(fā)電壓信號(hào)； (2)數(shù)據(jù)匯集，將上述的電壓信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)綌?shù)字示波器，并通過(guò)USB協(xié)議將離散化的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)； (3)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)從數(shù)字示波器獲取實(shí)時(shí)電壓信號(hào)，并對(duì)所獲取的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行濾波處理； (4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將經(jīng)過(guò)濾波處理的實(shí)施電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，以形成歷史電壓數(shù)據(jù)，供以分析和老化狀態(tài)分析； (5)數(shù)據(jù)分析，通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)存儲(chǔ)所得的歷史電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取局部放電特征參數(shù)，形成唯象分析圖譜，分析試樣的絕緣老化狀態(tài)； 4)介電及理化性能測(cè)試試驗(yàn)，寬頻介質(zhì)損耗頻率譜測(cè)試，使用寬頻介電阻抗分析儀測(cè)試頻率在5 X 10_2?13Hz范圍內(nèi)變化時(shí)試樣的介質(zhì)損耗值，確定為IkV的測(cè)試電壓，測(cè)試在20°C、真空條件下進(jìn)行；對(duì)老化試驗(yàn)各階段所獲得的試樣分別測(cè)試，在掃描寬頻范圍內(nèi)獲取介電阻抗的頻譜； 5)傅里葉紅外光譜，采用紅外光譜儀對(duì)試樣進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中，將老化后的灌封試樣提取表層絕緣材料制成50mm*50mm的方形薄片試樣進(jìn)行紅外光譜掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由OPUS-Viewer軟件讀出； 6)老化狀態(tài)評(píng)估 (1)唯象判斷狀態(tài)評(píng)估 通過(guò)唯象數(shù)據(jù)分析，在線獲取最大放電量相位分布圖譜、平均放電量相位分布圖譜、放電幅值相位分布圖譜、放電次數(shù)相位分布圖譜和Φ-Q-N圖譜，其中: 所述最大放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的最大放電量； 所述平均放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的平均放電量； 所述放電幅值分布圖譜，表示對(duì)不同幅值的放電次數(shù)的統(tǒng)計(jì)； 所述放電次數(shù)相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的放電次數(shù)； 由此說(shuō)明Φ-Q-N圖譜表示放電量、放電次數(shù)與放電相位之間的關(guān)系，通過(guò)上述頻譜明顯看出，隨著老化時(shí)間的增加，圖譜特征統(tǒng)計(jì)量的差異性逐漸增大；說(shuō)明飽和電抗器絕緣試樣的放電圖譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性；因此，在線采集泄漏電流數(shù)據(jù)獲得進(jìn)行唯象判斷可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)； (2)介電及理化性能評(píng)估，由于不同老化時(shí)間的試樣其寬頻介質(zhì)損耗頻譜曲線有著明顯差異，隨著老化時(shí)間增加，通過(guò)試樣介質(zhì)損耗值在整個(gè)頻譜上在增大的特征，說(shuō)明介質(zhì)損耗和老化程度上存在明顯的相關(guān)性；因此對(duì)介損頻譜的測(cè)量可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)； (3)在對(duì)從飽和電抗器灌封絕緣試樣表面提取的測(cè)試樣品進(jìn)行紅外光譜分析中，可以發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間的增加，在特定波數(shù)附近的吸收度會(huì)存在明顯的增大，這就意味對(duì)和電抗器絕緣試樣的紅外光譜與其老化程度也存在著明顯的相關(guān)性；因此對(duì)紅外光譜的測(cè)量同樣可以用來(lái)評(píng)估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK104330711SQ201410584918
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】黃旭煒, 魯旭, 王安東, 王健, 韓帥, 李慶民, 王高勇, 劉偉杰, 曹志偉 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院