本發(fā)明是一種新型變壓器油絕緣特性的判定方法，特別涉及變壓器油液絕緣特性判定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
變壓器油作為電力設(shè)備中重要的絕緣介質(zhì)，絕緣特性是其最重要的性質(zhì)，擊穿電壓是表征變壓器油的重要電氣性能指標(biāo)，能直接反應(yīng)變壓器油中是否存在極性雜質(zhì)。變壓器油在生產(chǎn)以及運(yùn)行過(guò)程中不可避免的受到污染，如變壓器中絕緣紙等纖維顆粒、碳顆粒以及金屬顆粒等，尤其是金屬顆粒對(duì)油液的擊穿電壓有直接的影響，并且隨著油中銅、鐵顆粒物含量的不同，油液擊穿電壓等性能指標(biāo)受影響的程度及影響機(jī)理也不同。油液中混入了銅、鐵等金屬顆粒，懸浮的金屬顆粒雜質(zhì)在電場(chǎng)作用下沿電場(chǎng)排列形成“小橋”，使油液發(fā)生擊穿，油液中銅、鐵金屬顆粒的含量不同、粒徑不同，架橋現(xiàn)象形成的可能性不同。因此對(duì)變壓器油絕緣特性的判定對(duì)保護(hù)電力設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。目前針對(duì)變壓器油絕緣特性的判定是根據(jù)《GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓的測(cè)定方法》，采用絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲取的。首先用石油醚和蒸餾水清洗試樣杯和配套的攪拌子，將待測(cè)變壓器油樣置于超聲波清洗器中振蕩1小時(shí)，使油樣混合均勻及避免油樣中有氣泡產(chǎn)生。再取振蕩后的油樣300ml倒入試樣杯中，使油樣沒(méi)過(guò)電極，將攪拌子置于試樣杯中用于測(cè)試過(guò)程中攪拌油樣，再將試樣杯輕輕擱在高壓電極上，再合上有機(jī)玻璃絕緣罩即可開(kāi)始檢測(cè)。油樣靜置300s后開(kāi)始升壓，當(dāng)油樣擊穿或升至最高設(shè)定值，儀器自動(dòng)切斷主回路電源，之后開(kāi)始降壓至零電壓，再等待300s，完成后自動(dòng)攪拌30s，隨后又開(kāi)始升壓，如此重復(fù)即可測(cè)得6次擊穿電壓值?？梢?jiàn)根據(jù)《GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓的測(cè)定方法》對(duì)變壓器油絕緣特性的判定比較復(fù)雜，需要一定的實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)以及熟練性，實(shí)驗(yàn)測(cè)試的過(guò)程中還需要一些輔助試劑，成本較高。模糊的概念首先是由Zadeh于1973年提出的，它是一種本質(zhì)非線性模型，適于表達(dá)復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。被描述為通過(guò)隸屬度函數(shù)表示的幾個(gè)局部線性模型的分段插值,并被證明可以任意精度逼近非線性系統(tǒng),可以將現(xiàn)代復(fù)雜非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個(gè)模糊規(guī)則,其規(guī)則后件具有線性特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種判定變壓器油絕緣特性的方法，通過(guò)模糊辨識(shí)技術(shù)手段，將變壓器油中的顆粒污染物的含量、種類(lèi)以及粒經(jīng)大小等因素控制及推理過(guò)程納入模糊運(yùn)算策略,能夠比較精確地反映出變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的關(guān)系,從而有效判斷變壓器油絕緣特性的方法，該判定方法簡(jiǎn)單快捷、可重復(fù)性好，無(wú)需利用復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作即可作出判斷，具有可推廣的實(shí)用價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案:一種判定變壓器油絕緣特性的方法，具體包括以下步驟:1）制備含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣；2）對(duì)變壓器油樣進(jìn)行絕緣特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試；3）構(gòu)建變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的模糊關(guān)系；4）將待測(cè)變壓器油中的顆粒污染物檢測(cè)出來(lái)后，根據(jù)步驟3）構(gòu)建變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的模糊關(guān)系分析判斷變壓器油的絕緣特性。所述步驟1）中的制備含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣，是根據(jù)均勻設(shè)計(jì)法，將配制好的銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒油樣置于超聲波振蕩器中在溫度60℃振蕩8小時(shí)，使其處于均勻狀態(tài)后，制得含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣。所述步驟2）的對(duì)變壓器油樣進(jìn)行絕緣特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試，是根據(jù)《GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓的測(cè)定方法》，采用絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀對(duì)含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣進(jìn)行擊穿電壓性能指標(biāo)測(cè)試，每組油樣進(jìn)行6次擊穿實(shí)驗(yàn)，以6次結(jié)果的算術(shù)平均值作為該油樣的擊穿電壓值。所述步驟3）的構(gòu)建變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的模糊關(guān)系，是將步驟1）中制備的含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣中的不同粒徑、不同含量的顆粒物作為模糊辨識(shí)模型的輸入變量，并利用模糊聚類(lèi)算法進(jìn)行辨識(shí)模型的輸入?yún)?shù)；將步驟2）中實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到的對(duì)應(yīng)油樣的擊穿電壓值作為模糊辨識(shí)模型的輸出變量，利用遞推最小二乘法辨識(shí)模型的輸出參數(shù)。采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:1、本發(fā)明利用模糊辨識(shí)技術(shù)來(lái)判定變壓器油的絕緣特性，無(wú)需利用復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作即可作出判斷，避免實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中的人為因素影響，提高變壓器油的絕緣特性判定的準(zhǔn)確性和有效性；2、本發(fā)明的判定方法簡(jiǎn)單快捷、可重復(fù)性好，不僅對(duì)變壓器油的絕緣特性判定結(jié)果可靠，而且判定周期較短。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明一種判定變壓器油絕緣特性的方法的流程圖。圖2實(shí)驗(yàn)測(cè)試油樣的擊穿電壓變化趨勢(shì)圖.。具體實(shí)施方式以下通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例所用儀器設(shè)備如下：超聲波振蕩器（昆山蘇美超聲儀器有限公司生產(chǎn)）：KQ-400KDB型，超聲功率400W，超聲頻率40KHz；油品污染度測(cè)試儀器：HIAC8012型；絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀：IIJ-II-80KV型，測(cè)量范圍是0-80kv，電極間距為2.5mm，測(cè)試精度為3%。本實(shí)施例，判定變壓器油絕緣特性的方法，具體步驟如下:1）制備含銅、鐵金屬顆粒以及二氧化硅非金屬顆粒的變壓器油樣；根據(jù)均勻設(shè)計(jì)法，設(shè)計(jì)本實(shí)施例為三因素、二十四水平試驗(yàn)，選用U24(246)表；根據(jù)U24(246)表的使用要求，選取該表的1、3、5三列組成U24(243)表；把三個(gè)因素（銅、鐵、二氧化硅）分別放在U24（243）表中的三列上，將各因素對(duì)應(yīng)的水平填入表內(nèi)，即獲得具體的油樣配制方案；根據(jù)均勻設(shè)計(jì)表中的實(shí)驗(yàn)條件，將配制好的銅、鐵以及二氧化硅顆粒油樣置于超聲波振蕩器中振蕩8小時(shí)（溫度60℃）使其處于均勻狀態(tài)后，盛入1L錐形瓶，共24組混合油樣。2）對(duì)變壓器油樣進(jìn)行絕緣特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試；根據(jù)《GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓的測(cè)定方法》，采用絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀對(duì)經(jīng)過(guò)8小時(shí)（溫度60℃）超聲波振蕩后的24組混合油樣進(jìn)行擊穿電壓性能指標(biāo)測(cè)試，每組油樣進(jìn)行6次擊穿實(shí)驗(yàn)，以6次結(jié)果的算術(shù)平均值作為該油樣的擊穿電壓值。根據(jù)獲得的擊穿電壓數(shù)據(jù)繪制出不同顆粒物含量的含銅、鐵、二氧化硅顆粒物油樣的擊穿電壓變化趨勢(shì)如圖2所示。3）構(gòu)建變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的模糊關(guān)系；在24組油樣中隨機(jī)選取19組油樣作為訓(xùn)練集樣本，分別建立油中不同粒徑、不同含量的銅、鐵顆粒污染物與油樣擊穿電壓值之間的模糊辨識(shí)模型以及銅、鐵、二氧化硅顆粒物與油樣擊穿電壓值之間的模糊模型；以油樣不同粒徑、不同含量的顆粒物作為模型的輸入變量，對(duì)應(yīng)油樣的擊穿電壓值作為模型的輸出變量。4）將待測(cè)變壓器油中的顆粒污染物檢測(cè)出來(lái)后，根據(jù)步驟3）構(gòu)建變壓器油中顆粒污染物與變壓器油絕緣特性之間的模糊關(guān)系分析判斷變壓器油的絕緣特性。將剩余的5組油樣作為驗(yàn)證集樣本，利用建立的模型對(duì)驗(yàn)證集樣本擊穿電壓值進(jìn)行預(yù)測(cè)，以決定系數(shù)（R2）和預(yù)測(cè)均方根誤差（RMSE）作為模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)，決定系數(shù)越高和預(yù)測(cè)均方根誤差越小，說(shuō)明建立的模型預(yù)測(cè)精度更高。建立的不同組分、不同粒徑、不同含量的顆粒物與變壓器油液擊穿電壓值之間的模糊辨識(shí)模型的訓(xùn)練集與驗(yàn)證集的決定系數(shù)（R2）分別是0.9703、0.9408；預(yù)測(cè)均方根誤差分別為0.221×10-2、0.188×10-2。由此獲得的變壓器油液擊穿電壓值判斷變壓器油的絕緣特性。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。