一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法，包括以下步骤：对待测量的干式绝缘设备的环氧树脂材料进行TGA和介电谱实验，分别获得其未老化状态下的化学反应活化能、起始松弛活化能、起始击穿场强；建立干式绝缘设备实验室温度下老化时间与现场运行温度下老化时间的等效转换机制；确立干式绝缘设备寿命终止的失效判据；计算不同老化程度下试样的活化能，获得试样活化能随老化时间的变化关系,进行干式绝缘设备老化评估与寿命预测。本发明专利技术设计合理，实现了运用材料本征属性对设备的老化评估与寿命预测，为工程应用提供了技术指导。

【技术实现步骤摘要】
一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法
本专利技术属于高电压试验领域，涉及干式绝缘设备的电气试验,尤其是一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法。
技术介绍
干式绝缘设备是保证电网稳定运行必不可少的一类设备，一般包括干式变压器和干式电抗器等。干式绝缘设备绝缘结构复杂，绝缘缺陷多样化，现有的在线监测方法与各种绝缘故障之间无法建立明确的对应关系。目前，最常用的绝缘状态监测方法是局部放电检测，国内外通常将各种标准放电模式数据作为干式绝缘设备的老化状态评估依据。然而由于干式绝缘设备运行环境复杂，设备的安装过程、绝缘的不均匀性以及放电的微弱性都会影响测试的灵敏度，并且在放电监测系统的实际应用环境中，受到设备本身运行的影响，要实现局部放电的准确测量难度很大，因此这种诊断方法测试的结果很大程度上不能保证绝缘老化状态评估的准确性。另外，局部放电、电气与介电性能等传统测量手段，多为绝缘状态的间接反映，无法建立状态特征参量与环氧树脂劣化过程的直接联系，导致干式绝缘设备劣化过程与不明原因故障的诱发机制不清晰、无法有效预警不伴随明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：对待测量的干式绝缘设备的环氧树脂材料进行TGA和介电谱实验，分别获得其未老化状态下的化学反应活化能、起始松弛活化能、起始击穿场强；/n步骤2：建立干式绝缘设备实验室温度下老化时间与现场运行温度下老化时间的等效转换机制；/n步骤3：通过交流击穿试验，确立干式绝缘设备寿命终止的失效判据；/n步骤4：通过老化试验,计算不同老化程度下试样的活化能，获得试样活化能随老化时间的变化关系,进行干式绝缘设备老化评估与寿命预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对待测量的干式绝缘设备的环氧树脂材料进行TGA和介电谱实验，分别获得其未老化状态下的化学反应活化能、起始松弛活化能、起始击穿场强；
步骤2：建立干式绝缘设备实验室温度下老化时间与现场运行温度下老化时间的等效转换机制；
步骤3：通过交流击穿试验，确立干式绝缘设备寿命终止的失效判据；
步骤4：通过老化试验,计算不同老化程度下试样的活化能，获得试样活化能随老化时间的变化关系,进行干式绝缘设备老化评估与寿命预测。


2.根据权利要求1所述的一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法其特征在于：所述步骤2中的等效转换机制采用Arrhenius稳态温度加速模型建立，其公式为：



其中：M为失效敏s感参数；t为实验时间，单位为h；A为常数；Ea为化学反应活化能，单位为J/mol；k为Boltzmann常数，8.314J/(K·mol)；T为绝对温度，单位为K。


3.根据权利要求2所述的一种基于活化能的干式绝缘设备老化评估与寿命预测方法其特征在于：所述步骤2的具体实现步骤为：对Arrhenius稳态温度加速模型公式进行积分，可得：






其中，T0为材料正常工作温度；T为实验室加速热老化温度；t0为材料正常工作温度下对应的某一状态点的时间；t为材料实验室加速热老化温度下对应同一状态点的时间；
由于在正常条件和加速条件下，材料的失效判据相同，即M＝M0，进一步得到：



令：
于是得到干式绝缘设备实验室温度下老化时间与现场运行温度下老化时间的等效转换公式:



式中：AF为老化加速因子，它的数值含义是材料在T温度下1单位的有效时间等效于T0温度下AF倍单位的有效时间。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘力卿，王伟，张鑫，张心洁，张弛，魏菊芳，李隆基，何金，李琳，李维博，文清丰，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12