[發(fā)明專利]一種運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的多維參量評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710008104.0
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106771765A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁英;董平平;高麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G01N33/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 王現(xiàn)輝,李羨民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠準(zhǔn)確評估運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的方法，屬于絕緣體技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，高壓輸電線路桿塔大都通過復(fù)合絕緣子與線路絕緣，復(fù)合絕緣子的傘裙和護(hù)套的材質(zhì)一般為高溫硫化硅橡膠。在長期掛網(wǎng)運行過程中，高溫硫化硅橡膠受到高強度電場及環(huán)境中光、熱、雨、污穢等的影響，會出現(xiàn)嚴(yán)重的老化問題。為確保高壓輸電線路的可靠運行，有必要對復(fù)合絕緣子的老化程度進(jìn)行檢測。

現(xiàn)有的硅橡膠復(fù)合絕緣子老化程度檢測方法有多種，如根據(jù)材料的物理特性(如材料外觀、憎水性、等值鹽密、灰密、熱重等)分析絕緣子的老化程度；根據(jù)材料的微觀物化特性分析絕緣子的老化程度；根據(jù)材料的電特性(如閃絡(luò)電壓、泄漏電流、熱刺激電流等)分析絕緣子的老化程度；根據(jù)材料的介電特性和電阻特性分析絕緣子的老化程度。這些方法大都是根據(jù)單一的老化指標(biāo)進(jìn)行評估，導(dǎo)致其評估結(jié)果具有一定的片面性。例如申請?zhí)枮?01210386969.8的發(fā)明專利公開了一種復(fù)合絕緣子運行狀態(tài)評估方法，該方法利用掃描電鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜分析儀(FTIR)和熱刺激電流測量儀(TSC)的測試結(jié)果從微觀的角度對復(fù)合絕緣子進(jìn)行評估，并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對各參量進(jìn)行權(quán)值優(yōu)化，最后計算出復(fù)合絕緣子的運行狀態(tài)，但其并未考慮材料宏觀特性對老化狀態(tài)的影響。

絕緣材料的宏觀特性對老化程度的檢測具有重要意義。國家電網(wǎng)公司現(xiàn)場運行復(fù)合絕緣子的數(shù)據(jù)顯示，絕緣子硅橡膠老化主要表現(xiàn)在表面憎水性下降、硬度增加等現(xiàn)象，進(jìn)而影響絕緣子的耐污閃性能。因此，在進(jìn)行復(fù)合絕緣子老化程度評估時，只分析材料的微觀特性是片面的，有必要將材料的宏觀特性考慮在內(nèi)。一方面，憎水性作為復(fù)合絕緣子耐污閃性能的重要指標(biāo)，能夠直觀表征材料的老化程度。閃絡(luò)電壓作為衡量硅橡膠電氣性能的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，是絕緣材料宏觀電特性的體現(xiàn)，而硬度則體現(xiàn)了材料的宏觀機械性能。另一方面，材料的微觀性能的變化將導(dǎo)致宏觀性能的改變，而宏觀性能更能直觀地體現(xiàn)材料的老化狀態(tài)。因此，有必要尋求一種能夠?qū)?fù)合絕緣子傘裙材料的微觀電特性及微觀物化特性與材料宏觀特性相結(jié)合的方法，以實現(xiàn)復(fù)合絕緣子老化程度的準(zhǔn)確評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的多維參量評估方法，以更加精確地評估硅橡膠的老化程度，保證高壓輸電線路的正常運行。

本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案解決的：

一種運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的多維參量評估方法，所述方法首先測量目標(biāo)復(fù)合絕緣子傘裙的高溫硫化硅橡膠試樣的硬度、憎水性、表面缺陷面積、Si-O-Si基團對應(yīng)的紅外吸收峰值、陷阱電荷量和閃絡(luò)電壓；然后對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理，并對處理后的特征參量進(jìn)行老化程度的打分；再對各特征參量的分值進(jìn)行加權(quán)求和，得到表征復(fù)合絕緣子老化程度的綜合特征量；最后根據(jù)綜合特征量的大小與老化程度等級的對應(yīng)關(guān)系確定絕緣子的老化程度。

上述運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的多維參量評估方法，所述方法包括以下步驟：

a.確定特征量：

選擇六個特征參量作為評價復(fù)合絕緣子老化程度的特征量，分別為硬度、憎水性、表面缺陷面積、Si-O-Si基團對應(yīng)的紅外吸收峰值、陷阱電荷量和閃絡(luò)電壓，其中，憎水性由靜態(tài)接觸角表示，表面缺陷面積為裂紋面積與析出物面積之和；

b.使用切片器從目標(biāo)復(fù)合絕緣子傘裙表面切下圓片型高溫硫化硅橡膠試樣；

c.利用邵氏硬度計、掃描電鏡、傅里葉紅外光譜分析儀、熱刺激電流測量儀和指型電極分別測量高溫硫化硅橡膠試樣的硬度、表面缺陷面積、Si-O-Si基團對應(yīng)的紅外吸收峰值、陷阱電荷量和閃絡(luò)電壓，并采用靜態(tài)接觸角法測量試樣的憎水性；

d.量化原始特征量：首先對各種方法所測得的特征參量進(jìn)行歸一化處理，其中，表面缺陷面積的歸一化處理公式為：其余特征參量的歸一化處理公式為：然后根據(jù)每個歸一化的特征參量值，對目標(biāo)復(fù)合絕緣子進(jìn)行老化程度的打分，得到與各個特征參量相對應(yīng)的老化程度分值；

e.評估試樣老化程度：設(shè)定各特征參量的權(quán)重，對試樣的六個特征參量所對應(yīng)的老化程度分值進(jìn)行加權(quán)求和，得到表征復(fù)合絕緣子老化程度的綜合特征量，最后根據(jù)綜合特征量的大小與老化程度等級的對應(yīng)關(guān)系判定目標(biāo)絕緣子的老化程度。

上述運行中的復(fù)合絕緣子老化程度的多維參量評估方法，評估試樣的老化程度時，也可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估，具體方法為：