基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台及方法技术

一基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台及方法，方法包括以下步骤：步骤1，过滤变压器油得到待测纤维素纤维；步骤2，去除步骤1获得的纤维素纤维附着的变压器油及其它老化产物；步骤3，在步骤2处理后的纤维素纤维滴入折射率液，放在偏光显微镜下；步骤4，将显微镜光源设为单偏光源，得到待测纤维素纤维色散染色图片；步骤5，计算图中纤维素纤维的蓝色和红色比例的比值反映纤维折射率大小；步骤6，通过折射率大小反应绝缘纸老化状况。本方法得到原色比值可反映纤维折射率大小，折射率大小可以直接反应绝缘纸老化状态，简单易行，易于实现，有良好应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台及方法
本专利技术属于电力系统及其自动化
，更具体地，涉及一种基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台及方法。
技术介绍
变压器的绝缘性故障是导致其发生事故的主要原因，为有效评估变压器绝缘的运行状况，国内外开展了大量油纸绝缘老化特征参量的研究。现有技术文件1(海南电网有限责任公司电力科学研究院."一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法."CN111965096A.2020-11-20.)公开了一种油纸绝缘电热联合老化评估绝缘纸老化性能的方法，包括以下步骤：S1：制备不同电热联合老化状态的油绝缘纸样品；S2：对变压器油进行糠醛含量测量；S3：对绝缘纸进行聚合度测量；S4：建立变压器油中糠醛含量和时间变化曲线，建立绝缘纸聚合度和时间变化曲线，并且分别对两条曲线进行拟合；S5：通过拟合值评估绝缘纸的抗老化性能。以现有技术文件1为代表，现有技术中通常采用测定变压器纸绝缘的聚合度(DP)和油中溶解性气体、糠醛含量等老化特征量的方法来评价变压器的老化程度，但在智能诊断的实际应用中均存在一些问题。纸绝缘DP的降低较为准确地反映了变压器纸绝缘的老化状况，但无法直接取样。变压器油中的糠醛为纸绝缘的降解产物，但当老化到一定程度后，变压器油中的糠醛含量表现出下降的现象，使糠醛在评估变压器老化状况的实际应用中未得到满意的结果。变压器油中时刻有纤维脱落，在老化的不同时期，其纤维素纤维的折射率不同，且由于纤维素不断脱落的特性，其不会受到滤油、换油的影响，通过观察纤维素纤维折射率的变化可用于判断绝缘纸老化情况。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于观测纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台及方法。本专利技术采用如下的技术方案。一种基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台，包括：过滤设备、抽真空设备、偏光显微镜和折射率液；过滤设备与抽真空设备相连接，用于形成真空负压过滤变压器油，获得待测纤维素纤维；折射率液包裹待测纤维素纤维，设置在偏光显微镜的载物台上；偏光显微镜用于采集待测纤维素纤维的色散染色图像。优选地，所述过滤设备使用孔径为1微米的聚四氟乙烯滤膜。优选地，所述偏光显微镜包括：可设置为单偏光光源的光源设备；待测纤维素纤维的延伸方向与起偏器的偏振方向平行。优选地，所述折射率液的折射率范围为1.500-1.640。本专利技术的另一方面提供了一种使用所述绝缘纸老化状态评估平台的基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，过滤变压器油得到待测纤维素纤维；步骤2，去除步骤1获得的纤维素纤维附着的变压器油及其它老化产物；步骤3，在步骤2处理后的纤维素纤维滴入折射率液，放在偏光显微镜下；步骤4，将显微镜光源设为单偏光源，得到待测纤维素纤维色散染色图片；步骤5，计算图中纤维素纤维的蓝色和红色比例的比值反映纤维折射率大小；步骤6，通过折射率大小判断绝缘纸老化程度，纤维素纤维折射率越大，绝缘纸老化程度越深。优选地，步骤1中，打开抽真空设备，过滤设备形成真空负压，经设定孔径的聚四氟乙烯滤膜过滤变压器油，获得待测纤维素纤维。优选地，步骤2中，采用正己烷对待测纤维素纤维进行脱脂处理，用于防止变压器油和其它老化产物干扰到显微镜观察。优选地，步骤3中，折射率液滴在载玻片上，待测纤维素纤维完全沉浸在折射率液中。优选地，步骤4中，偏光显微镜的物镜转盘拨到色散染色物镜的位置，其光源设置为单偏光光源，调整载物台高度，调整粗准焦螺旋，得到纤维的大致图像；调整细准焦螺旋并调整载玻片位置，使待测纤维的图像更加清晰且处于视野中央；旋转载物台，使纤维的延展方向与起偏器的振动方向平行，采集纤维色散染色图像，多次重复步骤4，得到多张图像。优选地，步骤5中，以如下公式计算所述颜色比例的比值，式中：b表示色散染色图像中蓝色比例，r表示色散染色图像中红色比例；j表示像素序数，p表示色散染色图像的像素点数；Rj表示色散染色图像中的红色水平值，Gj表示色散染色图像中的绿色水平值，Bj表示色散染色图像中的蓝色水平值。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，克服现有绝缘纸老化评估受到换油、滤油等因素的影响，可直接通过测量纤维素纤维的折射率的大小以反映绝缘纸老化状态，对变压器绝缘纸的老化评估有重要的作用。附图说明图1为观测变压器油中纤维素纤维折射率所用滤膜的SEM图；图2为观测变压器油中纤维素纤维折射率原色比r和b之间的关系图；图3为为观测变压器油中纤维素纤维折射率以评估绝缘纸老化状态的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。实施例1：一种观测变压器油中纤维素纤维折射率的平台本专利技术提供了一种观测变压器油中纤维素纤维折射率的平台，包括：过滤设备、抽真空设备、偏光显微镜和折射率液。过滤设备与抽真空设备相连接，用于形成真空负压过滤变压器油，获得待测纤维素纤维；所述过滤设备使用孔径为1微米的聚四氟乙烯滤膜。值得注意的是，纤维素纤维的几何尺寸通常为零点几毫米至几毫米乘以零点零几毫米，所属领域技术人员据此可以任意选择合适孔径的滤膜，上述1微米孔径的滤膜仅是一种优选但非限制性的实施方式；与此同时，除聚四氟乙烯滤膜之外，所属领域技术人员可以选择不与纤维素纤维产生化学反应的其它材质滤膜，聚四氟乙烯滤膜仅是一种优选但非限制性的实施方式。折射率液包裹待测纤维素纤维，设置在偏光显微镜的载物台上；所述折射率液的折射率范围为1.500-1.640。如图1所示。值得注意的是，所属领域技术人员可以任意选择可用的折射率液，一个优选但非限制性的实施方式为，美国CargilleLabs的E系列高色散折射率液，该系列包括29瓶不同折射率值的折射率液，各瓶液体的折射率间隔为0.005。偏光显微镜用于采集待测纤维素纤维的色散染色图像。所述偏光显微镜包括：可设置为单偏光光源的光源设备；待测纤维素纤维的延伸方向与起偏器的偏振方向平行。实施例2：一种观测变压器油中纤维素纤维折射率的方法如图3所示，一种基于实施例1所述平台的观测变压器油中纤维素纤维折射率的方法，包括以下步骤：步骤1，过滤变压器油得到待测纤维素纤维。具体包括：打开抽真空设备，过滤设备形成真空负压，经孔径为1微米的聚四氟乙烯滤膜过滤变压器油，获得待测纤维素纤维。步骤2，去除步骤1获得的纤维素纤维附着的变压器油及其它老化产物。值得注意的是，所属领域技术人员可以采用任意合适的方式去除步骤1获得的纤维素纤维附着的变压器油及其它老化产物。一个优选但非限制性的实施方式为，采用正己烷对待测纤维素纤维进行脱脂处理，用于防止变压器油和其它老化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台，包括：过滤设备、抽真空设备、偏光显微镜和折射率液，其特征在于，/n过滤设备与抽真空设备相连接，用于形成真空负压过滤变压器油，获得待测纤维素纤维；/n折射率液包裹待测纤维素纤维，设置在偏光显微镜的载物台上；/n偏光显微镜用于采集待测纤维素纤维的色散染色图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估平台，包括：过滤设备、抽真空设备、偏光显微镜和折射率液，其特征在于，
过滤设备与抽真空设备相连接，用于形成真空负压过滤变压器油，获得待测纤维素纤维；
折射率液包裹待测纤维素纤维，设置在偏光显微镜的载物台上；
偏光显微镜用于采集待测纤维素纤维的色散染色图像。


2.根据权利要求1所述的绝缘纸老化状态评估平台，其特征在于：
所述过滤设备使用孔径为1微米的聚四氟乙烯滤膜。


3.根据权利要求1或2所述的绝缘纸老化状态评估平台，其特征在于：
所述偏光显微镜包括：可设置为单偏光光源的光源设备；待测纤维素纤维的延伸方向与起偏器的偏振方向平行。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的绝缘纸老化状态评估平台，其特征在于：
所述折射率液的折射率范围为1.500-1.640。


5.一种使用权利要求1至4中任一项所述绝缘纸老化状态评估平台的基于纤维素纤维折射率的绝缘纸老化状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，过滤变压器油得到待测纤维素纤维；
步骤2，去除步骤1获得的纤维素纤维附着的变压器油及其它老化产物；
步骤3，在步骤2处理后的纤维素纤维滴入折射率液，放在偏光显微镜下；
步骤4，将显微镜光源设为单偏光源，得到待测纤维素纤维色散染色图片；
步骤5，计算图中纤维素纤维的蓝色和红色比例的比值反映纤维折射率大小；
步骤6，通过折射率大小判断绝缘纸老化程度，纤维素纤维折射率越大，绝缘纸老化程度越...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，姚德贵，庞锴，张洋，吕中宾，闫庆方，王超，王伟，王磊磊，刘阳，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41