[發明專利]一種油浸式套管受潮狀態的測試方法

有效

• 申請號: 201810979557.2
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108982603B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 廖維;周利軍;陳雪驕;李會澤;王安
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 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

油浸式套管受到干燥生產工藝不達標、外絕緣密封失效及油紙絕緣老化等因素的影響，絕緣紙中的水分處于一種不均勻分布狀態，工程中通過測試套管的末屏對地絕緣電阻、介質損耗角正切值及電容量測試評估套管的受潮狀態，但以上測試對套管絕緣紙中水分含量反映不明顯、敏感度較低，因而無法有效評估油浸式套管受潮狀態，本發明公開了一種油浸式套管受潮狀態的測試方法，根據本發明公開的測試方法，獲取套管在不同受潮狀態、不同溫度下的隱馬爾科夫模型參數，根據測試的介電譜曲線利用混合蛙跳算法計算出套管不同受潮狀態的概率，從而能有效測試出油浸式套管的受潮狀態。

技術領域

本發明屬于油浸式套管絕緣狀態評估領域，具體涉及一種油浸式套管受潮狀態的測試方法。

背景技術

油浸式套管是目前普遍應用于電力系統中起絕緣和支持作用的一種絕緣裝置，是變壓器的關鍵構件之一。套管一旦發生故障，將直接影響變壓器甚至整個電力系統正常運行的安全性?，F有研究表明，水分是僅次于溫度的嚴重影響套管絕緣性能的主要因素之一。水分不僅會加速絕緣材料老化速率，也會導致絕緣材料介質損耗增大，嚴重受潮時將影響散熱，從而導致絕緣的熱擊穿。目前工程上套管的介質損耗角正切值及電容量測試對套管中水分含量反映不明顯、敏感度較低，當測試發現有明顯變化時，其內部絕緣可能已嚴重受潮，不能有效地測試出油浸式套管的受潮狀態，因此急需一種油浸式套管受潮狀態的測試方法。

發明內容

為了能夠有效測試油浸式套管的受潮狀態，本發明提供一種油浸式套管受潮狀態的測試方法，包括以下步驟：

第一步：基準量獲取

選取需診斷的油浸式套管的同型號全新套管，獲取同型號全新套管的絕緣結構參數及測試同型號全新套管的頻域介電譜介損曲線，頻率f范圍為10^-3～10³Hz，獲取套管的基準頻域介電譜介損曲線F₀(f)；

第二步：特征提取

計算頻域介電譜介損曲線相對面積差ΔS：

式中，F₁(f)為頻域介電譜介損的測試或仿真曲線；

使用Havriliak-Negami介電弛豫模型對頻域介電譜介損曲線進行解析獲取介電參數，包括高頻介電常數ε_∞、弛豫時間常數τ、形狀參數α、形狀參數β、弛豫強度Δε，Havriliak-Negami介電弛豫模型為：

式中，ω為角頻率，其表達式為ω＝2πf,j為虛數單位，形狀參數α、β的取值范圍均為[0,1]，Δε表達式為Δε＝ε_s-ε_∞，ε_s表示靜態介電常數，ε(ω)為相對介電常數，其表達式為ε(ω)＝ε′(ω)-jε″(ω)，ε′(ω)為相對介電常數實部，ε″(ω)為相對介電常數虛部，ε″(ω/2π)/ε′(ω/2π)為頻域介電譜介損曲線；

第三步：模型參數初始化

模型中套管外部水分侵入時，水分侵入點有套管外絕緣的油枕、末屏、法蘭及上瓷套部位，外部水分濃度有4％、4.5％、…、10％；模型中套管出廠干燥不達標時，導電桿與第一層極板之間的水分濃度有1％、1.5％、…、4％，內絕緣水分分布為從緊靠導電桿至內絕緣保護層中的水分遞減至0.5％，溫度有20℃、30℃、…、70℃；

將水分含量范圍在[0,0.5)、[0.5,1)、[1,2)、[2,4)、[4,5)、[5,10)分別標記為受潮狀態1、2、3、4、5、6；

根據第一步的絕緣結構參數，油浸式套管內絕緣有p層極板，將每一層極板均分為q個區域，對每個區域中間位置的水分含量進行狀態標記，第k區域的水分狀態為s_k，其中k＝1,2，…，pq；