[發(fā)明專利]一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法

有效

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• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108872814B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 楊代勇;于群英;敖明;趙春明;林海丹;張益云;孫友群;王朔;劉赫;列劍平;矯立新;劉俊博
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院;吉林省電力科學研究院有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R35/02
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

1.一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟，并且以下步驟順次進行：

步驟一、獲得已知含水率的油紙在設定的平移參考溫度下的介質損耗因數(shù)曲線；獲得相同含水率的油紙在設定的測試溫度下的介質損耗因數(shù)曲線；

步驟二、根據(jù)已知含水率的油紙在平移參考溫度和測試溫度下的介質損耗因數(shù)曲線、平移因子公式以及擬合后油紙的活化能ΔE的表達式，獲得各含水率油紙的平移因子理論表達式；所述平移因子公式如下：

其中：α為相應含水率下的平移因子；T_ref為參考溫度，其單位為：K；T為測試溫度，其單位為：K；ΔE為油紙的活化能；R為氣體分子常數(shù)，8.314J/(mol·K)；

步驟三、對油紙進行在設定的老化參考溫度下的加速老化試驗，獲得老化參考溫度下與老化時間對應的油紙聚合度值，并繪制老化參考溫度下的老化時間與聚合度變化曲線；

步驟四、根據(jù)步驟三中的老化時間與聚合度變化曲線，結合纖維素化學反應動力學方程及化學反應速率方程進行曲線擬合，獲得纖維素化學反應動力學方程和化學反應速率方程中的相關系數(shù)：k₂、k₁₀和b的值，其中k₁₀為反應速率k(t)的初始值，k₂和b為待定擬合系數(shù)；所述纖維素化學反應動力學方程為：

所述化學反應速率方程為：

k＝Ab^wexp(-ΔE/RT)

其中b^w表示含水率對反應速率的影響，w為油紙含水率，A為待定擬合參數(shù)；

其中：DP_t為t時刻的聚合度；DP₀為初始時刻的聚合度；t為反應時間；

步驟五、將獲得的k₁₀的值根據(jù)步驟二中獲得的平移因子理論表達式進行平移，獲得平移后的反應速率初始值k′₁₀；

步驟六、根據(jù)步驟五中平移后的反應速率初始值k′₁₀以及步驟四中的擬合系數(shù)k₂和b，獲得油紙絕緣壽命L的評估方程，通過求解該方程獲得已知含水率的高壓電流互感器內部油紙在設定的測試溫度下的絕緣壽命L評估值。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于：所述步驟二中擬合后油紙的活化能ΔE通過油紙活化能與含水率關系的擬合曲線擬合后獲得，擬合后油紙的活化能ΔE表達式為：

ΔE＝A exp(w/B)+C

其中B、C均為待定擬合參數(shù)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于：所述油紙活化能與含水率關系的擬合曲線的獲得方法為：

①在相同含水率油紙的平移參考溫度以及測試溫度下的介質損耗因數(shù)曲線上，取同一頻率的測試溫度介質損耗因數(shù)與平移參考介質損耗因數(shù)的差值為相同含水率下油紙測試溫度對應的平移因子值；

②根據(jù)平移因子值以及平移因子公式，通過斜率計算，得到相同含水率下油紙的活化能值，取活化能值的平均值為油紙的活化能ΔE，獲得各含水率下油紙的活化能值；

③根據(jù)獲得的各含水率下油紙的活化能，建立橫坐標為油紙含水率，縱坐標為油紙活化能的油紙活化能與含水率關系的擬合曲線。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于：所述步驟二中平移因子理論表達式為：

5.根據(jù)權利要求1所述的一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于：所述步驟五中平移后的反應速率初始值k′₁₀為：

k′₁₀＝αk₁₀。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估方法，其特征在于：所述步驟六中獲得油紙絕緣壽命L的評估方程為：

7.一種高壓電流互感器內部油紙絕緣壽命評估的裝置，其特征是：包括：

第一獲得模塊、用于獲得平移參考溫度和測試溫度下的介質損耗因數(shù)曲線；

第二獲得模塊、用于獲得各含水率油紙的平移因子理論表達式；

第三獲得模塊、用于獲得老化參考溫度下的油紙老化時間、與老化時間對應的油紙聚合度值以及老化時間與聚合度變化曲線；

第四獲得模塊、用于獲得纖維素化學反應動力學方程和化學反應速率方程中的相關系數(shù)：k₂、k₁₀和b的值，所述纖維素化學反應動力學方程為：

所述化學反應速率方程為：

k＝Ab^wexp(-ΔE/RT)

其中b^w表示含水率對反應速率的影響，w為油紙含水率，其中A、b為待定擬合參數(shù)，T為測試溫度，其單位為：K；ΔE為油紙的活化能；R為氣體分子常數(shù)，8.314J/(mol·K)；

其中：DP_t為t時刻的聚合度；DP₀為初始時刻的聚合度；k(t)為反應速率；k₁₀為k(t)的初始值；k₂和b為待定擬合參數(shù)；t為反應時間；

第五獲得模塊、用于獲得平移后的反應速率初始值k′₁₀；

第六獲得模塊、用于通過油紙絕緣壽命的評估方程，獲得已知含水率的高壓電流互感器內部油紙在設定的測試溫度下的絕緣壽命評估值。