[發明專利]一種基于電荷量的絕緣介質絕緣性能檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202010535955.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111596184B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 聶永杰;趙現平;項恩新;王科
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14;G01R29/24
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種基于電荷量的絕緣介質絕緣性能檢測方法，包括如下：將待測試樣與所述測試電路進行串聯連接；接通電源時，串聯回路中的電流相同，因此，可用積分電容上的電荷量信息表示待測試樣上的電荷量信息。根據試樣上的電荷量信息，分別計算得到試樣上的電流信息、電導率信息、介電常數、電容、電荷注入閾值、載流子遷移率以及電荷量變化比率等參數，通過以上參數判斷待測試樣的絕緣性能。本申請提高了測試靈敏性和穩定性；同時實現對片狀試樣的測試以及對整體絕緣件的測試。

技術領域

本申請涉及電氣絕緣檢測領域，尤其涉及一種基于電荷量的絕緣介質絕緣性能檢測方法及裝置。

背景技術

絕緣介質是電力裝備的重要組成部分，起到絕緣、支撐等關鍵作用。電氣設備在長期的運行過程中，其聚合物絕緣介質在電、熱以及機械等應力的共同作用下降逐漸老化，逐漸喪失絕緣性能。隨著特高壓輸電技術的發展及應用，電力裝備中聚合物絕緣介質的絕緣性能檢測、評估對保障電氣設備及電網的安全、穩定運行有重要意義。聚合物絕緣材料老化后，將其體內引入新的陷阱能級，新引入的陷阱將影響絕緣介質在電場作用下的電荷注入、積聚、遷移等輸運過程，從而表現在絕緣介質電荷測試動態變化特性上。因此，可以從電荷隨時間的動態變化率分析電荷注入和傳導參數與試樣老化的關聯。

目前，關于絕緣介質電荷量的測試方法主要以脈沖電聲法(PEA方法)為主，該方法主要用于實驗室研究片狀絕緣介質的空間電荷分布特性，其測試結果是空間電荷密度沿試樣厚度上的分布。該種方法具有局限性：無法準確測出絕緣介質的電導、電荷變化率、載流子遷移率等。同時該方法局限于實驗室，不能用于現場整體絕緣件或絕緣設備的性能測試，使用環境條件不夠靈活。

因此，發明一種可以實現更寬溫度范圍、更高場強的適用于現場及實驗室的電荷量檢測方法，同時可以測試更多能表征絕緣的物理參量的方法對于檢測和研究電力設備絕緣狀態有重大意義。

發明內容

本申請提供了一種基于電荷量的絕緣介質絕緣性能檢測方法及裝置，以解決現有檢測方法在檢測絕緣介質絕緣性能時受到檢測條件、檢測準確性、便利性及多參數檢測要求的問題。

一種基于電荷量的絕緣介質絕緣性能檢測方法，包括以下步驟：

將待測試樣與所述測試電路進行串聯連接，所述測試電路由積分電容、放大器、數模轉換器、數據傳輸及數據處理、直流電源組成；

接通電源，獲取積分電容兩端的電壓V_q(t)；

根據積分電容兩端的電壓V_q(t)，計算得到積分電容上的動態電荷量q(t)；

根據積分電容上的動態電荷量q(t)，得到待測試樣上的動態電荷量Q(t)；

逐次增加測試電路中的所述直流電源電壓，計算得到不同外加電壓下的待測試樣上的動態電荷量Q(t)；

根據不同外加電壓下的待測試樣上的動態電荷量Q(t)特性及根據Q(t)計算得到的其它介電參數(如介電常數、電導率、電導電流、電阻率、電荷注入閾值場強、載流子遷移率、電荷動態變化比率等)，判斷待測試樣的絕緣性能。

所述積分電容上的動態電荷量q(t)，計算采用如下公式：

q(t)＝V_q(t)C?_int

V_q(t)為積分電容上的電壓，C_int為積分電容的電容值。

根據不同外加電壓下的待測試樣上的動態電荷量Q(t)，判斷待測試樣的絕緣性能，包括以下步驟：

根據不同外加電壓下的待測試樣上的動態電荷量Q(t)特性，計算待測試樣的電荷注入閾值場強E_th；