[發明專利]一種基于聚合度的換流變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法

在審

• 申請號: 202210919762.6
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115372766A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 劉道生;牛騰霄;王仕會
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/00;G01R31/62;G01N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于聚合度的換流變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法，包括以下步驟：S10：制備不同熱老化狀態的納米TiO₂改性絕緣紙板；S20：測量不同熱老化期間的改性紙板的粘度特性；S30：建立基于聚合度的絕緣紙板退化可靠性評估模型；S40：對不同老化狀態的絕緣紙板進行可靠性分析。結果表明可靠度與油紙的剩余壽命值變化規律一致，即隨著剩余壽命降低，可靠度也隨之降低。本發明可為換流變壓器絕緣老化狀態診斷提供參考。

技術領域

本發明屬于變壓器絕緣技術領域，尤其涉及一種基于聚合度的換流變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法。

背景技術

換流變壓器已經成為當代直流高壓輸電系統中不可或缺的電力設備，但其閥側絕緣性能仍需進行改進。根據國際大電網組織提供的統計數據表明，換流變壓器故障類型中65％的故障是由其內部連接件、閥側繞組和出線套管的絕緣失效引起的，主要是由介質擊穿等絕緣破壞所致。

換流變壓器中的絕緣系統由絕緣紙板和礦物油組成，絕緣性能的優劣很大程度上由絕緣紙決定。絕緣紙的物理特性取決于不同因素：纖維素自身的強度和它們之間的粘合強度，木質素和半纖維素等作為填充和粘結物質可以與纖維素相互連接，從而形成很強的分子內或分子間氫鍵。在變壓器運行期間，絕緣紙會逐漸裂解，失去其機械強度。而纖維素的降解主要取決于含水量和酸度，并受溫度和氧氣濃度等因素的長期作用，這在一定程度上影響了變壓器的故障發生概率和使用壽命。研究表明，即使絕緣紙失去部分機械性能，其介電性能也不會受到影響，但卻容易引發絕緣紙局部脫落堵塞油道的現象,甚至導致更嚴重的電氣事故。

因此，有必要定期對絕緣紙機械性能進行可靠性分析。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于聚合度的換流變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法，以解決絕緣紙機械性能的失效問題。

一種基于聚合度的換流變壓器油紙絕緣老化狀態評估方法,包括以下步驟：

S10：制備不同熱老化狀態的納米TiO₂改性絕緣紙板；

S20：測量不同熱老化期間的改性紙板的粘度特性；

S30：建立基于聚合度的絕緣紙板退化可靠性評估模型；

S40：對不同老化狀態的絕緣紙板進行可靠性分析。

步驟S10具體為：

S101：選取粒徑為10nm的TiO₂，制備含量為5wt％的納米改性紙板；

S102：將制備的納米TiO2改性紙板和25#變壓器油置于真空干燥箱干燥48h；

S103：將干燥后的紙板樣品放入提純過濾后的25#變壓器油中，使絕緣紙在40℃下真空浸油24h；

S104：將浸油后的樣品放入老化罐中，用氮氣封存后將老化罐放入老化箱中，進行5、10、15和20天的加速熱老化試驗。

進一步的，所使用的納米TiO₂粒子經過硅烷偶聯劑KH550預處理。

進一步的，所使用的油與紙質量比為12：1。

進一步的，所述老化溫度為130℃。

進一步的，所使用的變壓器油為25#變壓器油。

進一步的，步驟S30具體為：

S301：根據不同熱老化期間的改性紙板/變壓器油的粘度特性，分析粘度特性與納改性紙板聚合度的關系，理論表達式為

ln D_p＝b'ln[η]+a'