[發明專利]甲醇在變壓器油紙絕緣系統中的平衡分布模型及其應用

有效

• 申請號: 202010901140.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112014506B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 鄭含博;時魁魁;張恩澤;張傳勝;邵光齊;王子劍;張潮海
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/30;G01N30/32;G01N30/72;G01N30/86
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

1.一種甲醇在變壓器油紙絕緣系統中的平衡分布模型在評估變壓器紙絕緣老化狀態中的應用，其特征在于：該模型包括甲醇在絕緣油-氣平衡分布模型和甲醇在絕緣油-絕緣紙之間的平衡分布模型；

其中，甲醇在絕緣油-氣平衡分布模型為：

C_l、C_g分別為油-氣平衡時分布在油中和氣相中的甲醇濃度，V_l、V_g分別為恒容系統中絕緣油和氣體的體積，a,b,c,p為模型擬合常數；

甲醇在的絕緣油-絕緣紙之間的平衡分布模型為：

其中，C_l、C_s分別為油-紙平衡時分布在油中和紙中的甲醇濃度，m_l、m_s分別為絕緣油和絕緣紙的質量，V_l為恒容系統中絕緣油的體積，α,β,μ,ω為模型擬合常數。

2.權利要求1所述的應用，其特征在于：模型的建立方法包括以下步驟：

1)標準溶液的配制：將定量的甲醇與變壓器絕緣油混合均勻，制得甲醇標準溶液；

2)甲醇在絕緣油-氣中的平衡設置：取具有體積梯度的甲醇標準溶液于玻璃瓶中，在空氣下密封并置于不同溫度下進行平衡；

3)甲醇在絕緣油-絕緣紙中的平衡設置：取甲醇標準溶液與絕緣紙構成不同的絕緣油-絕緣紙質量比，使絕緣油及絕緣紙充滿整個密封玻璃瓶以排除油-氣平衡的影響，并放置于室溫下進行平衡；

4)采用頂空-氣相色譜-質譜聯用儀對步驟2)和步驟3)絕緣油中的甲醇濃度進行定量檢測，以濃度趨于穩定作為平衡判斷的依據，由所測得的平衡后的甲醇分布結果，分別擬合得到甲醇的油-氣體系和油-紙體系的平衡分布模型。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟1)中配制標準溶液所用的甲醇為色譜純，所用的絕緣油為未老化油。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟2)中采用頂空瓶蓋和隔墊密封玻璃瓶以保證油-氣平衡的氣密性，密封玻璃瓶內油-氣的體積比分別為1:4、2:3、1:1、3:2和4:1。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟2)中甲醇在絕緣油-氣平衡分布溫度分別為45℃、60℃和80℃。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟3)中絕緣油-絕緣紙平衡時的質量比分別為5:1、10:1、20:1、30:1和50:1。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：步驟4)中頂空-氣相色譜-質譜檢測時，

頂空進樣器參數設置：爐溫90℃，定量環110℃，傳輸線120℃；

氣相色譜儀參數設置：

柱箱溫度初始45℃，保持10min，隨后以5℃/min的速率上升到110℃，保持5min，最后以20℃/min的速率上升到280℃，保持12min；載氣為氦氣，吹掃流量6.0mL/min，柱流量1.04mL/min，分流比30:1，色譜柱型號：VF-624ms；

質譜儀參數設置：電子轟擊離子源為EI源，離子源溫度200℃，接口溫度250℃，電離電壓70eV。

8.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，具體操作為：

S1熱老化實驗環節：取已知質量比的絕緣油和絕緣紙在一定溫度下進行熱老化實驗；

S2平衡環節：取老化后的絕緣油和絕緣紙樣品放置在一定溫度下進行平衡；

S3檢測和關系建立環節：使用頂空-氣相色譜-質譜聯用儀對老化后的絕緣油中甲醇含量進行測定，由測得的老化后的絕緣油中甲醇含量和老化后的絕緣紙聚合度，建立油中甲醇-絕緣紙聚合度的相關關系；

S4修正環節：結合所建立的甲醇油-氣平衡和油-紙平衡分布模型對S3中油中甲醇-絕緣紙聚合度關系進行修正，將油中甲醇-絕緣紙聚合度的相關關系轉化為總甲醇-絕緣紙聚合度的相關關系，來進行變壓器紙絕緣老化狀態評估，從而屏蔽不同熱老化實驗設置方法對評估結果帶來的干擾。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：S1中所用熱老化實驗條件為老化溫度120℃，油-紙質量比20:1，油-氣體積比為1:1；S2中所用平衡環節溫度為45℃。