一种复合绝缘子老化状态评估方法技术

本发明专利技术涉及一种复合绝缘子老化状态评估方法，通过以下步骤进行评估：（1）按照IEC62217‑2005标准实施加速老化；（2）定期进行红外线光谱分析；（3）绘制Si‑O‑Si主链集团和Si‑CH3侧链集团对应的峰面积与加速老化的转数的关系曲线；（4）两条关系曲线的下降趋势越明显，则该复合绝缘子抗老化能力较弱，老化程度越深；出现分段现象的复合绝缘子的抗老化能力优于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子；本发明专利技术可根据红外线光谱分析的结果对复合绝缘子的老化状态进行评估，提前更换老化程度较高的绝缘子，防止由于复合绝缘子故障引起的输电线路跳闸，保障电网的安全可靠运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统输变电设备外绝缘的检测方法，特别是一种复合绝缘子老化状态评估方法。
技术介绍
近几十年来，我国经济持续稳步发展，电力需求随之快速增长，预计到2020年我国全社会用电量将达到约7.5万亿千瓦时，需求装机容量超过15亿千瓦。但我国的能源基地和大型负荷中心呈不平衡分布，这要求能源资源必须在全国范围内优化配置，也就决定了我国必须建设能够实现长距离、大容量电能传输的超、特高压电网。超、特高压电网的建设促使了硅橡胶复合绝缘子的广泛应用。复合绝缘子在长期户外运行时，会受到自然界多种环境因素的综合作用，如电场及其导致的局部放电、水或湿气、紫外辐射、温度、臭氧、寄生物和机械应力等。在多种环境应力的长期复杂综合作用下，复合绝缘子会出现多种运行问题，如老化等，当复合绝缘子发生老化后，其憎水性出现劣化、伞套出现硬化、硅橡胶分子降解，这些问题严重影响了复合绝缘子的正常运行，进而影响了电网的安全可靠运行。因此如何评估复合绝缘子的老化状态成为迫切需要解决的问题。目前国内外学者对复合绝缘子老化状态的研究重点是复合绝缘子的老化评估方法，通过外观观察、憎水性测试、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、热刺激电流（TSC）等多种方法研究了复合绝缘子老化后外观、憎水性以及材料物化性能的变化规律，实现了复合绝缘子现有材料老化程度的有效评估。但是复合绝缘子的老化状态并不只是代表硅橡胶材料的现有老化程度，更大程度上反映了其抗老化程度，仅通过相关老化评估方法检测复合绝缘子的现有老化程度并不能反映其抗老化能力，难以实现复合绝缘子的剩余寿命预测，无法判断其是否适合继续长时间挂网运行，造成大量抗老化能力遭到严重破坏的复合绝缘子长时间继续挂网运行，在电场、污秽、水分、紫外线、局部放电等因素的共同作用硅橡胶材料会快速老化，对输电线路的安全可靠运行造成了巨大的威胁。综上所述，现有复合绝缘子老化评估方法具有难以实现复合绝缘子的剩余寿命预测、难以有效评估复合绝缘子的老化状态等问题，而研究复合绝缘子的抗老化能力则能更有效反映其老化状态，更容易实现复合绝缘子的剩余寿命预测，对复合绝缘子日常轮换策略的制定具有更大的参考价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合绝缘子老化状态评估方法，可根据红外线光谱分析的结果对复合绝缘子的老化状态进行评估，提前更换老化程度较高的绝缘子，防止由于复合绝缘子故障引起的输电线路跳闸，保障电网的安全可靠运行。为实现上述目的，包括以下步骤，（1）对待评估的复合绝缘子按照IEC62217-2005标准中的转轮法实施加速老化；（2）定期对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析，并记录Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积；（3）分别绘制Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积与加速老化的转数的关系曲线；（4）步骤（3）绘制的两条关系曲线的下降趋势越明显，则该复合绝缘子抗老化能力较弱，老化程度越深；两条关系曲线下降过程中，出现分段现象的复合绝缘子的抗老化能力要优于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子，出现分段现象的复合绝缘子的老化程度要低于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子。较佳地，待评估的复合绝缘子在评估前，应截取其部分区段作为试验样品，试验样品应保留复合绝缘子原有的伞裙和护套材料，并对该试验样品两端加装金具。较佳地，每隔500-1500转对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析。较佳地，使用转轮法实施加速老化时，进行32000转以上的操作。较佳地，在转轮法测试过程中，裁取待评估的复合绝缘子的部分伞裙进行傅里叶变换红外光谱分析。较佳地，傅里叶变换红外光谱测试初期的测试密度大于傅里叶变换红外光谱测试中期和后期的测试密度。较佳地，步骤（4）中，两条关系曲线下降过程中的斜率越大，则该复合绝缘子的抗老化能力越弱，其老化程度越深。较佳地，每隔1000转对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析。本专利技术积极效果如下：本专利技术公开了一种复合绝缘子老化状态评估方法，用于评估线路运行时复合绝缘子的老化状态，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）方法测试复合绝缘子老化过程中Si-O-Si集团及Si-CH3集团的对应峰面积，根据复合绝缘子两集团对应峰面积的劣化速度反映复合绝缘子的抗老化能力，并通过复合绝缘子的抗老化能力反映其老化状态，本专利技术所测复合绝缘子硅橡胶材料Si-O-Si集团及Si-CH3集团的对应峰面积是实测结果，电力企业相关部门可根据测试结果对复合绝缘子的老化状态进行评估，提前更换老化程度较高的绝缘子，防止由于复合绝缘子故障引起的输电线路跳闸，保障电网的安全可靠运行。附图说明图1为本专利技术实施例的流程示意图；图2为1号复合绝缘子Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团吸收峰面积随转数的变化曲线；图3为2号复合绝缘子Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团吸收峰面积随转数的变化曲线；图4为3号复合绝缘子Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团吸收峰面积随转数的变化曲线。具体实施方式下面将对本专利技术的实施例作进一步的详细叙述。本实施例对河北南网三支不同老化程度运行复合绝缘子的老化状态进行评估，具体实施如下：（1）截取复合绝缘子的部分区段作为试验样品，样品应包括运行复合绝缘子完整的伞裙和护套，不应有破损，试品两端应加装金具，金具与所截取区段压接良好。从现场运行复合绝缘子中，取三支不同老化程度的复合绝缘子作为待评估的复合绝缘子，截取待评估的复合绝缘子中的部分区段作为样品，分别标号为1号、2号和3号。样品应包括运行复合绝缘子完整的伞裙和护套，不应有破损，样品两端应加装金具，金具与所截取区段压接良好。待评估的复合绝缘子的爬距为500mm。（2）对待评估的复合绝缘子按照IEC62217-2005标准中规定的转轮法并采用浸泡盐水的方式进行加速老化，盐水池电导率为4.0mS/cm，按照转轮法共完成32000转。（3）定期对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析（FTIR），并记录复合绝缘子的硅橡胶材料Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积。FTIR测试应贯穿整个转轮法操作过程，每两次FTIR测试时间间隔应越短越好，特别是在转轮法操作初期应尽量缩短FTIR测试间隔，傅里叶变换红外光谱测试初期的测试密度大于傅里叶变换红外光谱测试中期和后期的测试密度，即在测试初期应增加FTIR测试的密度，每次FTIR分析测试应记录Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应峰面积和实施转轮法操作的累计转数，测试的初期为整个测试的前三分之一阶段，后期为为整个测试的后三分之一阶段，中期位于整个测试的前期和后期之间的阶段。本实施例中，在实施转轮法操作时转数达到1000、2000、3000、4500、6000、8000、13000、19000、23000、26000、29000、32000转时，裁取待评估的复合绝缘子的部分伞裙进行FTIR测试，并记录Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应峰面积。分别绘制Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积与加速老化的转数的关系曲线，待评估的复合绝缘子1号、2号和3号经过FTIR测试后绘制出来的曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合绝缘子老化状态评估方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）对待评估的复合绝缘子按照IEC62217‑2005标准中的转轮法实施加速老化；（2）定期对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析，并记录Si‑O‑Si主链集团和Si‑CH3侧链集团对应的峰面积；（3）分别绘制Si‑O‑Si主链集团和Si‑CH3侧链集团对应的峰面积与加速老化的转数的关系曲线；（4）步骤（3）绘制的两条关系曲线的下降趋势越明显，则该复合绝缘子抗老化能力较弱，老化程度越深；两条关系曲线下降过程中，出现分段现象的复合绝缘子的抗老化能力要优于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子，出现分段现象的复合绝缘子的老化程度要低于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子老化状态评估方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）对待评估的复合绝缘子按照IEC62217-2005标准中的转轮法实施加速老化；（2）定期对步骤（1）中的复合绝缘子进行红外线光谱分析，并记录Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积；（3）分别绘制Si-O-Si主链集团和Si-CH3侧链集团对应的峰面积与加速老化的转数的关系曲线；（4）步骤（3）绘制的两条关系曲线的下降趋势越明显，则该复合绝缘子抗老化能力较弱，老化程度越深；两条关系曲线下降过程中，出现分段现象的复合绝缘子的抗老化能力要优于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子，出现分段现象的复合绝缘子的老化程度要低于两条关系曲线下降过程中没有出现分段现象的复合绝缘子。2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子老化状态评估方法，其特征在于：待评估的复合绝缘子在评估前，应截取其部分区段作为试验样品，试验样品应保留复合绝缘子原有的伞裙和护套材料，并对该试验样品两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伯岩，刘杰，张志猛，郑雄伟，田霖，孙翠英，
申请(专利权)人：国网河北省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，河北省电力建设调整试验所，
类型：发明
国别省市：河北;13