本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備外絕緣的檢測方法，特別是一種復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)評估方法。

背景技術(shù)：

近幾十年來，我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，電力需求隨之快速增長，預(yù)計到2020年我國全社會用電量將達到約7.5萬億千瓦時，需求裝機容量超過15億千瓦。但我國的能源基地和大型負荷中心呈不平衡分布，這要求能源資源必須在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置，也就決定了我國必須建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)長距離、大容量電能傳輸?shù)某⑻馗邏弘娋W(wǎng)。超、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)促使了硅橡膠復(fù)合絕緣子的廣泛應(yīng)用。

復(fù)合絕緣子在長期戶外運行時，會受到自然界多種環(huán)境因素的綜合作用，如電場及其導(dǎo)致的局部放電、水或濕氣、紫外輻射、溫度、臭氧、寄生物和機械應(yīng)力等。在多種環(huán)境應(yīng)力的長期復(fù)雜綜合作用下，復(fù)合絕緣子會出現(xiàn)多種運行問題，如老化等，當(dāng)復(fù)合絕緣子發(fā)生老化后，其憎水性出現(xiàn)劣化、傘套出現(xiàn)硬化、硅橡膠分子降解，這些問題嚴重影響了復(fù)合絕緣子的正常運行，進而影響了電網(wǎng)的安全可靠運行。因此如何評估復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)成為迫切需要解決的問題。

目前國內(nèi)外學(xué)者對復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)的研究重點是復(fù)合絕緣子的老化評估方法，通過外觀觀察、憎水性測試、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、熱刺激電流（TSC）等多種方法研究了復(fù)合絕緣子老化后外觀、憎水性以及材料物化性能的變化規(guī)律，實現(xiàn)了復(fù)合絕緣子現(xiàn)有材料老化程度的有效評估。但是復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)并不只是代表硅橡膠材料的現(xiàn)有老化程度，更大程度上反映了其抗老化程度，僅通過相關(guān)老化評估方法檢測復(fù)合絕緣子的現(xiàn)有老化程度并不能反映其抗老化能力，難以實現(xiàn)復(fù)合絕緣子的剩余壽命預(yù)測，無法判斷其是否適合繼續(xù)長時間掛網(wǎng)運行，造成大量抗老化能力遭到嚴重破壞的復(fù)合絕緣子長時間繼續(xù)掛網(wǎng)運行，在電場、污穢、水分、紫外線、局部放電等因素的共同作用硅橡膠材料會快速老化，對輸電線路的安全可靠運行造成了巨大的威脅。

綜上所述，現(xiàn)有復(fù)合絕緣子老化評估方法具有難以實現(xiàn)復(fù)合絕緣子的剩余壽命預(yù)測、難以有效評估復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)等問題，而研究復(fù)合絕緣子的抗老化能力則能更有效反映其老化狀態(tài)，更容易實現(xiàn)復(fù)合絕緣子的剩余壽命預(yù)測，對復(fù)合絕緣子日常輪換策略的制定具有更大的參考價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)評估方法，可根據(jù)紅外線光譜分析的結(jié)果對復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)進行評估，提前更換老化程度較高的絕緣子，防止由于復(fù)合絕緣子故障引起的輸電線路跳閘，保障電網(wǎng)的安全可靠運行。

為實現(xiàn)上述目的，包括以下步驟，

（1）對待評估的復(fù)合絕緣子按照IEC62217-2005標準中的轉(zhuǎn)輪法實施加速老化；

（2）定期對步驟（1）中的復(fù)合絕緣子進行紅外線光譜分析，并記錄Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)的峰面積；

（3）分別繪制Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)的峰面積與加速老化的轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線；

（4）步驟（3）繪制的兩條關(guān)系曲線的下降趨勢越明顯，則該復(fù)合絕緣子抗老化能力較弱，老化程度越深；兩條關(guān)系曲線下降過程中，出現(xiàn)分段現(xiàn)象的復(fù)合絕緣子的抗老化能力要優(yōu)于兩條關(guān)系曲線下降過程中沒有出現(xiàn)分段現(xiàn)象的復(fù)合絕緣子，出現(xiàn)分段現(xiàn)象的復(fù)合絕緣子的老化程度要低于兩條關(guān)系曲線下降過程中沒有出現(xiàn)分段現(xiàn)象的復(fù)合絕緣子。

較佳地，待評估的復(fù)合絕緣子在評估前，應(yīng)截取其部分區(qū)段作為試驗樣品，試驗樣品應(yīng)保留復(fù)合絕緣子原有的傘裙和護套材料，并對該試驗樣品兩端加裝金具。

較佳地，每隔500-1500轉(zhuǎn)對步驟（1）中的復(fù)合絕緣子進行紅外線光譜分析。

較佳地，使用轉(zhuǎn)輪法實施加速老化時，進行32000轉(zhuǎn)以上的操作。

較佳地，在轉(zhuǎn)輪法測試過程中，裁取待評估的復(fù)合絕緣子的部分傘裙進行傅里葉變換紅外光譜分析。

較佳地，傅里葉變換紅外光譜測試初期的測試密度大于傅里葉變換紅外光譜測試中期和后期的測試密度。

較佳地，步驟（4）中，兩條關(guān)系曲線下降過程中的斜率越大，則該復(fù)合絕緣子的抗老化能力越弱，其老化程度越深。

較佳地，每隔1000轉(zhuǎn)對步驟（1）中的復(fù)合絕緣子進行紅外線光譜分析。

本發(fā)明積極效果如下：

本發(fā)明公開了一種復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)評估方法，用于評估線路運行時復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)，利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）方法測試復(fù)合絕緣子老化過程中Si-O-Si集團及Si-CH₃集團的對應(yīng)峰面積，根據(jù)復(fù)合絕緣子兩集團對應(yīng)峰面積的劣化速度反映復(fù)合絕緣子的抗老化能力，并通過復(fù)合絕緣子的抗老化能力反映其老化狀態(tài)，本發(fā)明所測復(fù)合絕緣子硅橡膠材料Si-O-Si集團及Si-CH₃集團的對應(yīng)峰面積是實測結(jié)果，電力企業(yè)相關(guān)部門可根據(jù)測試結(jié)果對復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)進行評估，提前更換老化程度較高的絕緣子，防止由于復(fù)合絕緣子故障引起的輸電線路跳閘，保障電網(wǎng)的安全可靠運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的流程示意圖；

圖2為1號復(fù)合絕緣子Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的變化曲線；

圖3為2號復(fù)合絕緣子Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的變化曲線；

圖4為3號復(fù)合絕緣子Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的變化曲線。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細敘述。

本實施例對河北南網(wǎng)三支不同老化程度運行復(fù)合絕緣子的老化狀態(tài)進行評估，具體實施如下：

（1）截取復(fù)合絕緣子的部分區(qū)段作為試驗樣品，樣品應(yīng)包括運行復(fù)合絕緣子完整的傘裙和護套，不應(yīng)有破損，試品兩端應(yīng)加裝金具，金具與所截取區(qū)段壓接良好。

從現(xiàn)場運行復(fù)合絕緣子中，取三支不同老化程度的復(fù)合絕緣子作為待評估的復(fù)合絕緣子，截取待評估的復(fù)合絕緣子中的部分區(qū)段作為樣品，分別標號為1號、2號和3號。樣品應(yīng)包括運行復(fù)合絕緣子完整的傘裙和護套，不應(yīng)有破損，樣品兩端應(yīng)加裝金具，金具與所截取區(qū)段壓接良好。待評估的復(fù)合絕緣子的爬距為500mm。

（2）對待評估的復(fù)合絕緣子按照IEC62217-2005標準中規(guī)定的轉(zhuǎn)輪法并采用浸泡鹽水的方式進行加速老化，鹽水池電導(dǎo)率為4.0mS/cm，按照轉(zhuǎn)輪法共完成32000轉(zhuǎn)。

（3）定期對步驟（1）中的復(fù)合絕緣子進行紅外線光譜分析（FTIR），并記錄復(fù)合絕緣子的硅橡膠材料Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)的峰面積。FTIR測試應(yīng)貫穿整個轉(zhuǎn)輪法操作過程，每兩次FTIR測試時間間隔應(yīng)越短越好，特別是在轉(zhuǎn)輪法操作初期應(yīng)盡量縮短FTIR測試間隔，傅里葉變換紅外光譜測試初期的測試密度大于傅里葉變換紅外光譜測試中期和后期的測試密度，即在測試初期應(yīng)增加FTIR測試的密度，每次FTIR分析測試應(yīng)記錄Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)峰面積和實施轉(zhuǎn)輪法操作的累計轉(zhuǎn)數(shù)，測試的初期為整個測試的前三分之一階段，后期為為整個測試的后三分之一階段，中期位于整個測試的前期和后期之間的階段。

本實施例中，在實施轉(zhuǎn)輪法操作時轉(zhuǎn)數(shù)達到1000、2000、3000、4500、6000、8000、13000、19000、23000、26000、29000、32000轉(zhuǎn)時，裁取待評估的復(fù)合絕緣子的部分傘裙進行FTIR測試，并記錄Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)峰面積。

分別繪制Si-O-Si主鏈集團和Si-CH3側(cè)鏈集團對應(yīng)的峰面積與加速老化的轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線，待評估的復(fù)合絕緣子1號、2號和3號經(jīng)過FTIR測試后繪制出來的曲線圖分別如圖2、3和4所示。

（4）分別待評估的復(fù)合絕緣子1號、2號和3號進行評估。

如圖2所示，1號待評估的復(fù)合絕緣子在整個加速老化過程中Si-O-Si主鏈集團和Si-CH3側(cè)鏈集團對應(yīng)吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線并未出線明顯下降趨勢，說明在整個加速老化過程中硅橡膠材料并未遭到嚴重破壞，表明該合絕緣子具有較強的抗老化能力，該類復(fù)合絕緣子仍可繼續(xù)掛網(wǎng)運行較長時間而不出現(xiàn)較嚴重老化現(xiàn)象，該類復(fù)合絕緣子為老化程度較輕復(fù)合絕緣子。

如圖3所示，2號待評估的復(fù)合絕緣子在整個加速老化過程中，

Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線出線明顯下降趨勢，說明試驗過程中硅橡膠材料遭到了破壞，絕緣子抗老化能力已出現(xiàn)劣化，關(guān)系曲線的下降趨勢可以分為三個階段：快速下降-緩慢下降-快速下降，第一階段斜率較小，且持續(xù)時間較短，第二個階段曲線斜率基本為零，持續(xù)時間較長，第三階段曲線斜率較大，這表明該類復(fù)合絕緣子可以繼續(xù)掛網(wǎng)運行一段時間，但隨著其運行時間的增加應(yīng)加強觀察，以防止絕緣子處于曲線第三階段的快速老化階段，該類絕緣子為中等老化復(fù)合絕緣子。

如圖4所示，3號待評估的復(fù)合絕緣子在整個加速老化過程中，

Si-O-Si主鏈集團和Si-CH₃側(cè)鏈集團對應(yīng)吸收峰面積隨轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系曲線出線明顯下降趨勢， Si-O-Si主鏈集團關(guān)系曲線的下降趨勢可以分為三個階段，各階段曲線斜率較大；Si-CH₃側(cè)鏈集團關(guān)系曲線的下降趨勢未出現(xiàn)明顯分段現(xiàn)象，且曲線斜率較大。綜合兩條曲線的下降趨勢可以判定該類復(fù)合絕緣子抗老化能力已遭到嚴重破壞，老化程度較高，已不適宜繼續(xù)掛網(wǎng)運行，防止其在污穢、電弧、紫外線等環(huán)境因素的作用快速老化，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明專利的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。