[發(fā)明專利]油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)檢測(cè)方法及裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310264358.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103308835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余鵬;張冠軍;田杰;湯明杰;李元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙弛豫Cole-Cole模型的油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

油紙復(fù)合絕緣是一種重要和優(yōu)良的絕緣組合方式，一直被廣泛用于大型變壓器、套管、互感器、電容器、電纜等電力設(shè)備。在油紙絕緣電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，其油紙絕緣長(zhǎng)期承受熱、電、機(jī)械、化學(xué)等多種外部應(yīng)力作用，導(dǎo)致自身絕緣和機(jī)械性能逐漸下降并可能造成故障。因此，準(zhǔn)確診斷油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)，對(duì)預(yù)測(cè)油紙絕緣電力設(shè)備的壽命至關(guān)重要，也是實(shí)現(xiàn)油紙絕緣電力設(shè)備狀態(tài)維護(hù)的前提和基礎(chǔ)。

為了維護(hù)油紙絕緣設(shè)備的安全運(yùn)行，長(zhǎng)期以來(lái)電力系統(tǒng)通過(guò)定期進(jìn)行常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)的方法對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)（DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》），該方法在幾十年的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。但近年來(lái)隨著能源短缺、負(fù)荷增加以及維修費(fèi)用減少等因素的影響，原有的預(yù)防性試驗(yàn)由檢修周期長(zhǎng)、缺乏真實(shí)性，存在維修不足或超量現(xiàn)象，逐漸向狀態(tài)維修體制轉(zhuǎn)化，但在實(shí)際執(zhí)行中，如何對(duì)設(shè)備的絕緣狀況和剩余壽命進(jìn)行評(píng)估，仍存在不少問(wèn)題。

目前判斷油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化的方法主要有：張應(yīng)力測(cè)量、聚合度（DP）測(cè)量、溶解氣體分析（DGA）檢測(cè)法、糠醛判據(jù)等。張應(yīng)力測(cè)量、聚合度測(cè)量都需要停電采集紙樣，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)固體絕緣的老化趨勢(shì)；DGA檢測(cè)法也是IEC標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方法之一，但是由于油經(jīng)熱分解后也會(huì)產(chǎn)生分解氣體，并且油是由相對(duì)小的烷烴類物質(zhì)組成的，更容易分解出氣體成分，因此通常的做法是結(jié)合其它參數(shù)的測(cè)量對(duì)固體絕緣老化程度做出判斷，以確定結(jié)果的準(zhǔn)確性。糠醛判據(jù)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種方法，電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程DLT596-1996的修訂說(shuō)明中指出油中糠醛含量與代表絕緣紙老化的聚合度之間有較好的線性關(guān)系。值得注意的是，糠醛類物質(zhì)是在纖維素發(fā)生各種復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)后生成的一種相對(duì)穩(wěn)定的產(chǎn)物，并最終形成了一種在紙上、油中生成和分解的平衡狀態(tài)，這種平衡狀態(tài)很容易受到其它因素的影響而發(fā)生變化，特別是溫度的影響。在油紙絕緣電力設(shè)備使用過(guò)程中，季節(jié)的不同、甚至負(fù)荷的變化，都會(huì)使其內(nèi)部絕緣溫度發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致糠醛質(zhì)量濃度也發(fā)生變化。有些研究者發(fā)現(xiàn)在絕緣紙溫度升高的初始階段，糠醛質(zhì)量濃度會(huì)發(fā)生較大變化，上述線性關(guān)系是在實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格模擬老化的基礎(chǔ)上得出的，沒(méi)有考慮油紙絕緣電力設(shè)備實(shí)際運(yùn)行溫度是經(jīng)常變化波動(dòng)的。

當(dāng)電場(chǎng)作用在電介質(zhì)上時(shí)，可觀察到兩種介電響應(yīng)現(xiàn)象：電導(dǎo)和極化。電導(dǎo)是由于載流子即電子和離子的不斷移動(dòng)而形成的，而極化是由于電介質(zhì)內(nèi)部沿電場(chǎng)方向出現(xiàn)宏觀偶極矩而形成。介質(zhì)的極化過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，它與介質(zhì)的老化、劣化和受潮等狀態(tài)密不可分。極化去極化電流法通過(guò)測(cè)量絕緣介質(zhì)的去極化電流，并進(jìn)行分析處理以判斷油紙絕緣系統(tǒng)的絕緣狀況。

其具體操作為：給被測(cè)試絕緣施加變頻電壓激勵(lì)，同時(shí)測(cè)量電流，然后根據(jù)不同頻率下的電壓和電流計(jì)算得到對(duì)應(yīng)頻率下的復(fù)電容，如附圖1所示。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的針對(duì)油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)檢測(cè)方法中，需要將變壓器進(jìn)行吊芯處理才能提取絕緣紙樣，操作程序復(fù)雜且可能破壞變壓器絕緣，而且當(dāng)絕緣紙樣選取的區(qū)域不同會(huì)帶來(lái)老化評(píng)估的誤差的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)檢測(cè)方法和裝置。

本發(fā)明提供的一種油紙絕緣電力設(shè)備絕緣老化狀態(tài)檢測(cè)方法，包括：

檢測(cè)油紙絕緣電力設(shè)備的油紙復(fù)合絕緣的復(fù)介電常數(shù)，包括復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部ε′和虛部ε″；

采用雙弛豫Cole-Cole模型方程對(duì)所述測(cè)量得到的復(fù)介電常數(shù)進(jìn)行擬合，從中提取表征油紙絕緣極化過(guò)程的特征參數(shù)；

根據(jù)該特征參數(shù)判斷油紙絕緣電力設(shè)備的老化狀態(tài)。

其中，所述雙弛豫Cole-Cole模型方程所表示的復(fù)介電常數(shù)如下所示：