开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法技术

本发明专利技术公开了一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，包括以下步骤：购买开关柜同种类型的绝缘隔板，切割成100mm×100mm的方形块，采用人工加速老化方法模拟开关柜绝缘隔板现场老化状态，制得不同老化程度的绝缘隔板试样，对经过不同老化时间的绝缘隔板进行体积电阻率、表面电阻率、相对介电常数、损耗角正切、击穿强度、耐压时间、漏电起痕指数、耐电弧性能、吸水性能、拉伸强度和断裂伸长率等测试；获得有效评估开关柜绝缘隔板老化程度的状态参数集合，建立具有权重比分配的专家打分评估系统，为现场绝缘隔板老化状态评估提供依据；本发明专利技术对现场绝缘隔板老化程度准确评估形成了有效的指导作用，提高了工作效率。

Comprehensive evaluation method for aging performance of insulation partition board of switch cabinet

The invention discloses a switch cabinet insulation partition aging performance evaluation method, which comprises the following steps: the purchase of the same type of switch cabinet insulation partition, cut into square pieces of 100mm * 100mm, using artificial accelerated aging method to simulate switchgear insulation partition field aging state, prepared different aging degree of insulation partition sample volume the resistivity and surface resistivity, dielectric constant, dielectric loss tangent, breakdown strength, pressure time, tracking index, arc resistance, water absorption, tensile strength and elongation test of insulating board after different aging time; effective assessment of switchgear insulation aging state parameter partition set is established than the expert scoring evaluation system for weight distribution, field separator insulation aging status assessment provides the basis for the development; The utility model has the effect of guiding the accurate evaluation of the aging degree of the insulation partition plate on the spot, and improves the work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法
本专利技术属于绝缘材料综合性能评估领域，尤其涉及一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法。
技术介绍
0kV～35kV开关柜是省网110kV及以上电压等级变电站装用量最大的开关类设备，其可靠性直接关系到开关柜、主变乃至变电站的安全稳定运行。目前，省网110kV及以上电压等级变电站各电压等级的开关类设备中，10kV～35kV开关柜的生产厂家最多，设备的入网门槛、有关技术和管理等要求偏低，产品质量良莠不齐。因此，长期以来10kV～35kV开关柜绝缘性缺陷和故障及其重复性发生的机率居高不下，导致开关柜烧毁、主变三侧开关跳闸甚至损毁事件时有发生。因此，调查、研究省网变电站10kV～35kV开关柜运行状况、及时发现并处理绝缘性缺陷和故障，对保障主变以及变电站的安全可靠运行具有十分重要的意义。开关柜可靠运行的寿命是由其绝缘结构的状态决定的，由于受到各种外界作用的影响，如开关柜运行时所带负荷、温度等，绝缘隔板会随着时间而逐渐老化。在老化过程中，其电气强度和机械强度等均会降低，因此，需要一种方法来确定绝缘隔板的老化程度，实现对开关柜实时绝缘状态的评估。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，对绝缘隔板进行人工加速老化，对绝缘隔板性能参数进行测试，通过实验选出合适作为评估绝缘隔板老化的性能参数，制定评估方法，以指导各供电单位对现场开关柜绝缘隔板进行老化评估并合理制定检修计划。由于开关柜运行环境的差异性，目前还未找到合理反映开关柜内部绝缘隔板实际老化过程的加速老化试验方法，同时也没有找到有效评估现场开关柜绝缘隔板老化状态的性能参数。为了解决上述问题及实现上述目的，本专利技术搭建了一套实验装置，尽可能真实的模拟开关柜实际运行过程中出现的热老化、湿热老化、电老化现象；并设计了一套实验方法对不同老化程度的绝缘隔板试样进行性能参数测量，得到绝缘隔板的物理性能参数、机械性能参数、电气性能参数等，最终选取三种老化方式的性能参数中随老化时间变化敏感且符合理论依据的性能指标，对敏感指标集合建立具有权重比分配的专家打分评估系统，为现场绝缘隔板老化状态准确评估提供依据，即通过实验得出的结果，建立评价体系，以指导现场开关柜绝缘隔板老化状态评估。本专利技术技术方案如下：一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，包括以下步骤：步骤一：选择与开关柜同种类型的绝缘隔板，为实验方便选择厚度0.5mm，并制成100mm*100mm的方形绝缘隔板试样；步骤二：分别搭建加速热老化装置、湿热老化装置和电老化装置1)加速热老化装置：该装置可实现0-300℃温度可控的长期加热。2)湿热老化装置该装置可实现50-150℃温度可控的长期加热，在箱体内放置盛满水的烧杯可使箱内湿度达到90％RH-95％RH。3)电老化装置电老化装置是使绝缘隔板试样表面发生电晕现象。该装置由10kV直流高压源、100MΩ限流电阻、绝缘隔板试样、底层厚环氧绝缘板、铜胶带电极构成，实现绝缘隔板表面产生电晕现象；其中由铜电极将绝缘隔板试样固定于底层厚环氧绝缘板上，实现与地绝缘，几块绝缘隔板试样并联连接，然后由铜电极引出导线与100MΩ限流电阻、10kV直流高压源串联后接地形成回路。步骤三：将绝缘隔板试样分别放入热老化装置、湿热老化装置和电老化装置进行加速热老化试验、湿热老化试验、电老化试验，得到不同老化程度的热老化试样、湿热老化试样、电老化试样；1)加速热老化试验将多个100mm×100mm的绝缘隔板方形试样置于长期热老化装置，在温度205℃条件下进行加速热老化试验。2)湿热老化试验将多个100mm×100mm的方形绝缘隔板试样置于湿热老化装置，箱体内放置一个盛满水的烧杯，不断续水，测得湿度约恒定在90％RH-95％RH，在温度90℃，湿度90％RH-95％RH条件下进行湿热老化试验。3)电老化试验将100mm×100mm的方形绝缘隔板试样置于底层厚环氧绝缘板上，并由铜电极固定两端，铜电极之间的距离为25mm，直流高压源在一端铜电极上加压10kV，另一端铜电极由导线接地，听到发出连续的“滋滋”声，在室温下进行电老化试验。步骤四：对不同老化程度的绝缘试样进行体积电阻率、表面电阻率、相对介电常数、损耗角正切、击穿强度、耐压时间、漏电起痕指数、耐电弧性能、吸水性能、拉伸强度和断裂伸长率测试；(1)体积电阻率、表面电阻率测试利用仪器6517Hi-RTest测试不同老化程度的100mm×100mm方形绝缘隔板试样的体积电阻率和表面电阻率。(2)相对介电常数、损耗角正切测试取出不同老化时间的方形绝缘隔板试样，在其中部剪出直径30mm的圆片，每个老化时间剪出三片，用酒精擦拭试样，并放入真空干燥箱恒温50℃抽真空干燥6h后进行喷金；然后利用concept80宽带介电谱测试系统进行频谱实验，频率区间为10-2Hz-107Hz，得到相对介电常数、损耗角正切与频率的关系，最后求10-2、10-1、…、107Hz这十个点所对应的相对介电常数(损耗角正切)之和用来衡量每片试样的相对介电常数(损耗角正切)参数，再将每个老化时间剪出的三片试样相对介电常数(损耗角正切)参数求平均得到对应老化时间的相对介电常数(损耗角正切)性能参数。(3)击穿强度测试利用HCJ-100kV计算机控制电压击穿试验仪对不同老化程度的绝缘隔板试样进行击穿电压测试，升压速率选择2kV/s，每个试样测10个点，并测量这10个点的厚度，利用威布尔分布计算击穿强度。(4)耐压时间测试同样利用HCJ-100kV计算机控制电压击穿试验仪对不同老化程度的绝缘隔板试样进行耐压时间测试，耐压电压值选择15kV，测量10个点求平均值。(5)漏电起痕指数:采用标准GB/T4207-2003对不同老化程度的绝缘隔板试样漏电起痕指数进行测量。(6)耐电弧性能:采用标准GB/T1411-2002对不同老化程度的绝缘隔板试样耐电弧性能进行测量。(7)吸水性能测试：采用标准GB/T1462-2005中的方法2对不同老化程度的绝缘隔板试样进行吸水性性能测试，测得不同老化程度绝缘隔板吸水性能参数。(8)拉伸强度测试将不同老化程度的试样按照标准制作成哑铃状，然后采用CMT4503型微机控制电子万能(拉力)试验机进行拉伸强度测试，试验速度为1mm/min，拉伸强度的计算：σt＝p/(b×d),试中σt为拉伸强度(MPa)，p为最大破坏载荷(N)，b为试样宽度(mm)，d为试样厚度(mm)；(9)断裂伸长率测试断裂伸长率计算公式为St＝(L-L0)/L0式中：St—断裂伸长率(％)；L0—试样的有效长度(mm)；L—试样断裂时标线间的距离(mm)。步骤五：通过测试，找到不同老化方式所测得的性能参数随老化时间变化敏感且符合理论的指标，现场评估开关柜绝缘隔板时应测量三种老化方式随老化时间变化敏感的参数指标的并集，对集合里的性能参数建立具有权重比分配的专家打分评估系统，为现场绝缘隔板老化状态评估提供依据。所述专家打分评估系统的建立方法步骤如下：步骤1、根据上述步骤四性能参数测得的结果，选出随老化时间变化敏感且符合理论的性能参数指标，建立敏感参数集合；步骤2、征求行内专家意见，对敏感参数集合中的性能参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：选择与开关柜同种类型的绝缘隔板，为了实验方便，选择厚度为0.5mm，并制成100mm×100mm的方形试样；步骤二：分别搭建长期热老化装置、湿热老化装置和电老化装置；步骤三：将绝缘隔板试样分别放入长期热老化装置、湿热老化装置和电老化装置进行加速热老化试验、湿热老化试验、电老化试验，得到不同老化程度的热老化试样、湿热老化试样、电老化试样；步骤四：对不同老化程度的绝缘隔板试样进行体积电阻率、表面电阻率、相对介电常数、损耗角正切、击穿强度、耐压时间、漏电起痕指数、耐电弧性能、吸水性能、拉伸强度和断裂伸长率测试；步骤五：得到适合作为评估现场开关柜绝缘隔板老化程度的状态参数集合，建立具有权重比分配的专家打分评估系统，为现场绝缘隔板老化状态评估提供依据；所述专家打分评估系统的建立方法步骤如下：步骤1、根据上述步骤四性能参数测得的结果，选出随老化时间变化敏感且符合理论的性能参数指标，建立敏感参数集合；步骤2、征求行内专家意见，对敏感参数集合中的性能参数指标进行打分，满分为10分，收集20位行内专家的打分表后进行平均得到每项指标的权重系数，设权重系数为Mi；步骤3、在供电公司停电检修时对在运开关柜绝缘隔板进行取样并测量上述步骤1中选出来的性能参数指标，设测得参数为Yi；步骤4、购买新的且与所测开关柜同类型同厚度的绝缘隔板，对新的绝缘隔板进行性能参数测量，测量上述步骤1中选出来的性能参数指标，设测得参数为Zi；步骤5、取Ti＝|Yi/Zi‑1|，根据步骤2得到的权重系数，求Ti的加权平均数Qi，即...

【技术特征摘要】
1.一种开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：选择与开关柜同种类型的绝缘隔板，为了实验方便，选择厚度为0.5mm，并制成100mm×100mm的方形试样；步骤二：分别搭建长期热老化装置、湿热老化装置和电老化装置；步骤三：将绝缘隔板试样分别放入长期热老化装置、湿热老化装置和电老化装置进行加速热老化试验、湿热老化试验、电老化试验，得到不同老化程度的热老化试样、湿热老化试样、电老化试样；步骤四：对不同老化程度的绝缘隔板试样进行体积电阻率、表面电阻率、相对介电常数、损耗角正切、击穿强度、耐压时间、漏电起痕指数、耐电弧性能、吸水性能、拉伸强度和断裂伸长率测试；步骤五：得到适合作为评估现场开关柜绝缘隔板老化程度的状态参数集合，建立具有权重比分配的专家打分评估系统，为现场绝缘隔板老化状态评估提供依据；所述专家打分评估系统的建立方法步骤如下：步骤1、根据上述步骤四性能参数测得的结果，选出随老化时间变化敏感且符合理论的性能参数指标，建立敏感参数集合；步骤2、征求行内专家意见，对敏感参数集合中的性能参数指标进行打分，满分为10分，收集20位行内专家的打分表后进行平均得到每项指标的权重系数，设权重系数为Mi；步骤3、在供电公司停电检修时对在运开关柜绝缘隔板进行取样并测量上述步骤1中选出来的性能参数指标，设测得参数为Yi；步骤4、购买新的且与所测开关柜同类型同厚度的绝缘隔板，对新的绝缘隔板进行性能参数测量，测量上述步骤1中选出来的性能参数指标，设测得参数为Zi；步骤5、取Ti＝|Yi/Zi-1|，根据步骤2得到的权重系数，求Ti的加权平均数Qi，即步骤6、当Qi大于0.5时，判定该开关柜绝缘隔板试样严重老化。2.根据权利要求1所述的开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，其特征在于：所述步骤二中，(1)长期热老化装置该装置能够实现0-300℃温度可控的长期加热；(2)湿热老化装置该装置能够实现50-150℃温度可控的长期加热，在箱体内放置盛满水的烧杯能够使箱内湿度达到90％RH-95％RH；(3)电老化装置电老化装置是模拟开关柜最常发生电晕的方式所搭建的电老化装置平台，该装置由10kV直流高压源、100MΩ限流电阻、绝缘隔板试样、底层厚环氧绝缘板、铜胶带电极构成，实现绝缘隔板试样表面产生电晕现象；其中由铜电极将绝缘隔板试样固定于底层厚环氧绝缘板上，实现与地绝缘，几块绝缘隔板试样并联连接，然后由铜电极引出导线与100MΩ限流电阻、10kV直流高压源串联后接地形成回路。3.根据权利要求1所述的开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，其特征在于：电老化装置铜电极采用铜胶带，将电极边缘制成弧形，对方形绝缘隔板试样进行固定。4.根据权利要求1所述的开关柜绝缘隔板老化性能综合评估方法，其特征在于，所述步骤三中，试验包括：(1)加速热老化试验：将多个100mm×100mm的方形绝缘隔板试样置于长期热老化装置，在温度恒定205℃条件下进行人工加速热老化试验；(2)湿热老化试验：将多个100mm×100mm的方形...

【专利技术属性】
技术研发人员：白婧婧，黎颖，李康宁，乌江，郑晓泉，高秀青，孙焕均，王凤林，杨俊英，李全友，
申请(专利权)人：国网天津武清供电有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：天津,12