[發明專利]一種變壓器絕緣紙水分含量評估研究的實驗方法

有效

• 申請號: 201810970501.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109061115B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 周利軍;陳雪驕;王安;李會澤;廖維
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N33/34
• 分類號: G01N33/34;G01R31/12
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.一種變壓器絕緣紙水分含量評估研究的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：搭建實驗平臺

變壓器絕緣紙水分含量研究實驗平臺主要由絕緣油箱(1)、絕緣油(2)、托架(3)、支架(4)、變壓器絕緣紙(5)、終端機(6)、溫度傳感器(7)、水分傳感器(8)、攪拌器(9)、加熱片(10)、溫控系統(11)組成，變壓器絕緣紙(5)置于托架(3)上，托架(3)由支架(4)固定在絕緣油箱(1)里，絕緣油箱(1)中填充絕緣油(2)，絕緣油(2)沒過變壓器絕緣紙(5)，攪拌器(9)和加熱片(10)安裝在絕緣油箱(1)底部，溫度傳感器(7)安裝在絕緣油箱(1)左下方，溫度傳感器(7)、攪拌器(9)、加熱片(10)分別與溫控系統(11)相連，溫控系統(11)與終端機(6)相連，實現對絕緣油箱(1)的溫度控制，水分傳感器(8)安裝在絕緣油箱(1)右下方，水分傳感器(8)與終端機(6)相連，實現對絕緣油(2)中水分含量的監測；

第二步：變壓器絕緣紙加速熱老化

終端機(6)設置加速熱老化溫度為130℃，控制溫控系統(11)開啟加熱片(10)對絕緣油(2)加熱，同時開啟攪拌器(9)使絕緣油(2)溫度均勻，溫度傳感器(7)監測絕緣油(2)的溫度，并將監測到的溫度回傳至終端機(6)，終端機(6)通過溫度傳感器(7)傳輸的絕緣油(2)的溫度實時控制溫控系統(11)使得絕緣油(2)的溫度保持在預設老化溫度130℃，對變壓器絕緣紙(5)進行加速熱老化；

第三步：測試變壓器絕緣紙聚合度

完成變壓器絕緣紙(5)的加速熱老化后，對絕緣油箱(1)內的絕緣油(2)取樣，測試絕緣油(2)的糠醛含量furfural，根據油紙絕緣系統穩態關系獲得變壓器絕緣紙(5)的聚合度DP，由糠醛含量計算變壓器絕緣紙(5)聚合度的表達式為：

第四步：測量絕緣油中的水分含量

開啟溫控系統(11)使絕緣油箱(1)內的絕緣油(2)保持恒定溫度T，根據絕緣油(2)中的水分傳感器(8)獲取絕緣油中的水分含量C_oil；

第五步：計算變壓器絕緣紙油紙界面處的水分含量

通過第四步中得到的絕緣油(2)中的水分含量C_oil，采用式(2)計算變壓器絕緣紙(5)油紙界面處的水分含量C_boundary；

式中，p_v為水汽分壓，p_v表達式為：

第六步：構建變壓器絕緣紙水分擴散模型

根據第五步中計算得到的變壓器絕緣紙(5)油紙界面處的水分含量C_boundary，設置水分擴散模型邊界條件，采用式(4)計算變壓器絕緣紙(5)中的水分擴散系數，構建變壓器絕緣紙(5)中的水分擴散模型；

式中，l為變壓器絕緣紙(5)的厚度，單位為mm，C為變壓器絕緣紙(5)中的水分含量，單位為％；

第七步：獲取變壓器絕緣紙中的水分分布

基于第六步中建立的變壓器絕緣紙(5)的水分擴散模型結合式(5)得到t時間后的變壓器絕緣紙(5)沿厚度方向的水分分布C_paper(x,t)；

第八步：計算變壓器絕緣紙平均水分含量

根據第七步中得到的變壓器絕緣紙(5)的水分分布，采用式(6)計算出變壓器絕緣紙(5)中的平均水分含量C_paper,avg：