基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法技术

本发明专利技术涉及套管绝缘状态评估领域，具体公开了一种基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法，包括以下步骤：获取不同老化和受潮状态的油浸纸板样本；对油浸纸板进行介电响应测试和水分滴定的检测；推导频域介电模量的表达式；基于介电模量提取特征参量IV，进行拟合得到参量IV关于含水量mc％的函数关系；基于介电模量提取特征参量V

【技术实现步骤摘要】
基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法


[0001]本专利技术涉及套管绝缘状态评估领域，更具体地，涉及基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法。

技术介绍

[0002]含水量(mc％)是影响套管油纸系统中纤维素绝缘材料老化速率的核心因素之一。油纸绝缘系统中含水量将随着水分侵入以及纤维素材料的老化而增加。一般认为，纤维素绝缘材料的含水量每增加一倍其寿命就会降低一半。因此，实现纤维素绝缘层内含水量的评价具有重要意义。回顾现有的研究，现有的水分评估方法是通过卡尔费休滴定法。虽然卡尔费休滴定法足够准确，但实施过程复杂且难以进行现场测试，因此，上述方法难以令人满意。
[0003]在过去的几十年里，基于频域介电响应(FDS)技术的绝缘材料水分评估吸引了研究者的广泛兴趣。鉴于水分在介电响应测试中起着关键作用，了解水分对频域介电响应的影响机理是十分必要的，对水分影响机理的认识有助于提取表征水分的相关参数，并实现定量评价。相关文献指出tanδ曲线的最小值与mc％密切相关。通过建立mc％与tanδ最小值的定量关系，可以实现mc％的定量评价。同样，tanδ曲线的积分值也可以被用于建立与mc％的函数关系。然而，介电响应曲线低频区响应数据受到电极极化和电导行为的严重影响，松弛信息将变得模糊，这使得分析松弛响应机理变得非常困难。在这种情况下，FDS曲线不再适合研究纤维素绝缘材料在低频区的弛豫过程。
[0004]鉴于上述挑战，研究表明，频率介电模量M
*
(x)可以克服这些问题。介电模量不仅可以研究弛豫行为，而且可以突出低频区FDS数据弛豫信息的细节。然而，未出现过利用它来实现纤维素绝缘材料的状态评估。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对
技术介绍
的技术问题，提出基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法，从而评估套管整体运行状态，使电力系统运行更加可靠、安全、稳定。
[0006]为实现上述目的，本专利技术公开了一种基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法，包括以下步骤：
[0007]S1，获取不同老化和受潮状态的油浸纸板测试样本；
[0008]S2，对油浸纸板测试样本进行介电响应测试以得到油浸测试样本的介电参量，且进行水分含量测试得到水分含量；
[0009]S3，推导频域介电模量的表达式；
[0010]S4，基于介电模量提取第一特征参量IV，进行拟合分析得到第一特征参量IV关于水分含量mc％的函数关系，第一特征参量IV是介电模量虚数部分的曲线在全频段内的分段积分因子；
[0011]S5，基于介电模量提取第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
，进行拟合分析后得到第
二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
分别关于水分含量mc％的函数关系，第二特征参量V
p
是介电模量的虚部曲线的最大值，第三特征参量f
p
是介电模量虚部最大值时所对应的频率大小；
[0012]S6，基于介电模量提取第四特征参量τ
M
，进行拟合分析后得到第四特征参量τ
M
关于水分含量mc％的函数关系，第四特征参量τ
M
是介电模量的时间常数；
[0013]S7，基于介电模量提取第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
，进行拟合分析得到第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
分别关于水分含量mc％的函数关系，第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
是分别以介电模量实部M'(ω)和虚部M
″
(ω)为横坐标和纵坐标的复平面中所绘制的曲线的参数；
[0014]S8，从待测的油浸纸板样本中提取第一特征参量IV、第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
、第四特征参量τ
M
、第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
；
[0015]S9，将步骤S8提取的特征参量对应代入步骤S4
‑
步骤S7的函数关系计算水分含量以评估待测的油浸纸板样本的受潮状态。
[0016]优选的，上述技术方案中，步骤S1中的油浸纸板样本由套管油和纤维素纸板制得。
[0017]优选的，上述技术方案中，步骤S4基于介电模量提取第一特征参量IV，通过拟合得到第一特征参量IV和水分含量mc％的关系如下：
[0018][0019]其中，积分因子IV通过对介电模量曲线进行分段积分获得，a、b、c、d为方程参数，取值范围[
‑
1000,1000]。
[0020]优选的，上述技术方案中，步骤S5基于介电模量提取第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
，通过拟合得到第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
和含水量mc％的关系如下：
[0021][0022]其中，V
p
是介电模量的虚部曲线的最大值，f
p
是介电模量虚部最大值时所对应的频率大小，a、b、c、d、m、n为方程参数，取值范围[
‑
1000,1000]。
[0023]优选的，上述技术方案中，步骤S6基于介电模量提取第四特征参量τ
M
，通过拟合得到第四特征参量τ
M
和含水量mc％的关系如下：
[0024]τ
M
＝m
·
e
mc％/n
ꢀꢀ
(3)
[0025]其中，τ
M
是介电模量时间常数，m、n为方程参数，取值范围[
‑
5000,5000]。
[0026]优选的，上述技术方案中，步骤S7基于介电模量提取第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
，通过拟合得到第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
分别和含水量mc％的关系如下：
[0027][0028]其中，M
s
、C
M
是分别以介电模量实部M'(ω)和虚部M
″
(ω)为横坐标和纵坐标的复平面中所绘制的曲线的参数，a、b、c、d、m、n为方程参数，取值范围[
‑
1000,1000]。
[0029]优选的，上述技术方案中，步骤S8待测的油浸纸板样本的特征参量是基于介电模
量谱提取的。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术首次提出了提取M
*
(x)曲线作为特征参数，在此基础上，进一步研究了mc％与上述特征参数之间的变化规律，代入已获得的特征参量便可以通过拟合公式推导出待测样本的水分含量，从而实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取不同老化和受潮状态的油浸纸板测试样本；S2，对油浸纸板测试样本进行介电响应测试以得到油浸测试样本的介电参量，且进行水分含量测试得到水分含量；S3，推导频域介电模量的表达式；S4，基于介电模量提取第一特征参量IV，进行拟合分析得到第一特征参量IV关于水分含量mc％的函数关系，第一特征参量IV是介电模量虚数部分的曲线在全频段内的分段积分因子；S5，基于介电模量提取第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
，进行拟合分析后得到第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
分别关于水分含量mc％的函数关系，第二特征参量V
p
是介电模量的虚部曲线的最大值，第三特征参量f
p
是介电模量虚部最大值时所对应的频率大小；S6，基于介电模量提取第四特征参量τ
M
，进行拟合分析后得到第四特征参量τ
M
关于水分含量mc％的函数关系，第四特征参量τ
M
是介电模量的时间常数；S7，基于介电模量提取第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
，进行拟合分析得到第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
分别关于水分含量mc％的函数关系，第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
是分别以介电模量实部M'(ω)和虚部M”(ω)为横坐标和纵坐标的复平面中所绘制的曲线的参数；S8，从待测的油浸纸板样本中提取第一特征参量IV、第二特征参量V
p
、第三特征参量f
p
、第四特征参量τ
M
、第五特征参量M
s
、第六特征参量C
M
；S9，将步骤S8提取的特征参量对应代入步骤S4
‑
步骤S7的函数关系计算水分含量以评估待测的油浸纸板样本的受潮状态。2.根据权利要求1所述的基于频域介电模量的套管油浸绝缘受潮状态评估方法，其特征在于，步骤S1中的油浸纸板样本由套管油和纤维素纸板制得。3.根据权利要求1所述的基于频...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘捷丰，张镱议，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：