[發明專利]一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法

有效

• 申請號: 201810628510.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN109164169B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 莫潤陽;胡潤潤
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: G01N29/024
• 分類號: G01N29/024;G01N29/028;G01N29/032;G01N29/44
• 代理公司: 西安佩騰特知識產權代理事務所(普通合伙) 61226
• 代理人: 曹宇飛

本發明屬于油品劣化檢測技術領域，具體涉及一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法，為了克服目前檢測所存在的不足，本發明提供了一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法，可在現場原位進行油品有氧老化的在線超聲診斷，主要采用超聲脈沖剪切波技術，采集超聲在瓷套壁面與內部所充待測絕緣油形成的界面上的多次反射回波幅度和相位信息，計算對被測絕緣油復波阻抗、剪切流變參數、聲速、聲衰減等，再通過這些參數得到損耗因子，評估絕緣油的老化程度，本發明的方法具有多維目標性，還可檢測油位，可對油品進行預評估，以減少停電取樣次數，適于電力行業推廣應用。

技術領域

本發明屬于油品劣化檢測技術領域，具體涉及一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法。

背景技術

充油輸電裝置運行過程中，因密封不嚴導致氣體混入、吸水，或因高溫氧化、分解、共聚等產生油泥及其它化合物等雜質，均使油品老化、介電損耗升高、絕緣性能能下降。

高壓電氣設備用硅油的老化在線診斷，一直是富有挑戰的問題。運行中的硅油在電、熱、化學等作用下，不斷地被氧化失去絕緣性能；另外電器設備因密封不嚴導致絕緣油吸收空氣中水分或混入雜質等也會使絕緣油老化。總之，運行瓷套中的硅油受到氧氣、濕度、高溫、紫外線、強電場和雜質等外界因素的作用，隨著終端運行時間的增加，其機械性能、絕緣性能會逐漸老化，造成終端絕緣性能降低、引起發熱甚至擊穿。

目前硅油老化診斷一般采用離線測量技術。通過測量硅油的表面張力、氣體含量、微水含量、擊穿電壓、電阻率、介質損失角正切值等對其老化程度進行判斷。比如：絕緣油中含水量越高，電阻率越低，擊穿電壓急劇下降，絕緣性越差。油中含水量常用庫倫法和氣相色譜法測定。絕緣油因熱老化分解產生 H₂，CO,CO2等氣體，這些氣體在絕緣油溶解或游離程度很大，老化油中有相當數量的氣體，油中氣體含量常用質譜儀和氣相色譜法測定。

總之，目前對絕緣油老化的診斷采用的都是離線測量診斷方法，主要通過研究其理化和電器性能老判斷老化程度。該法必須在設備運行停止后，將油品從充油裝置中取出送入實驗室、利用紛繁復雜的各類儀器進行分析，最大缺點是需要各類不同用途的、復雜的專業測試設備，需要多門類專業技術人員操作、耗時長，無法在現場條件下快速完成，但絕緣硅油老化程度之間存在較大差異，很多電氣參數穩定值存在一個范圍。

發明內容

為了克服目前油品劣化檢測所存在的不足，本發明提供了一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法，可在現場原位進行油品有氧老化的在線超聲診斷，無需對運行裝置進行拆分，無需將待測絕緣油從充油裝置中取出，是一種非介入方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種電力絕緣油劣化狀態的非介入超聲診斷方法，其包括以下步驟：

(1)取空密閉瓷套，以瓷套外側壁與空氣形成的固-氣界面作為參考界面，將超聲剪切波直探頭通過耦合劑耦合在瓷套外側壁表面，探頭產生的脈沖波經瓷套壁垂直入射到固-氣界面，記錄聲波在固-氣界面上形成的多次反射回波信號；

(2)向空密閉瓷套內充填新絕緣油，將頻率為2.5-25MHz的超聲剪切波直探頭用耦合劑耦合在瓷套外側壁表面，探頭產生的脈沖波經瓷套壁垂直入射到瓷套與其內所盛新絕緣油介質形成的固-新絕緣油界面上，記錄聲波在該界面形成的多次反射回波信號，并對信號幅度的衰減、相位變化等信息進行分析，確定出固-新絕緣油界面的反射系數r₀、相位角θ₀以及新絕緣油的彈性模量G'、粘性參數G”、聲速v_s、聲衰減系數α_s以及新絕緣油的損耗因子δ₀；