基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法技术

本发明专利技术提供的一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，能够结合绝缘子的电气状态对硅橡胶绝缘子的憎水性丧失区域占比进行准确预测，为硅橡胶绝缘子是否会发生失效的判断提供新的判别标准，从而为绝缘子的运维措施提供准确的数据支持，确保电网的安全稳定运行。电网的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法


[0001]本专利技术涉及一种硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，尤其涉及一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法。

技术介绍

[0002]以硅橡胶复合材料为原料的复合绝缘子因其良好的憎水性及憎水迁移性而具有优异的耐污闪性能，从而在电网中得到了大规模的应用。
[0003]在恶劣的户外环境中，长期运行的硅橡胶表面会发生性能的劣化，严重的甚至会绝缘失效，导致电网发生运行故障。现有技术中，对于硅橡胶绝缘子的是否失效往往仅仅基于绝缘子的泄漏电流进行单一判断，但是，当硅橡胶绝缘子的憎水性区域出现损毁后，硅橡胶绝缘子事实上也是失效了，而现有技术中并没有基于憎水性丧失区域占比来表征绝缘子失效的技术，从而使得硅橡胶绝缘子失效判断的准确性降低。
[0004]因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，能够结合绝缘子的电气状态对硅橡胶绝缘子的憎水性丧失区域占比进行准确预测，为硅橡胶绝缘子是否会发生失效的判断提供新的判别标准，从而为绝缘子的运维措施提供准确的数据支持，确保电网的安全稳定运行。
[0006]本专利技术提供的一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，包括以下步骤:
[0007]S1.在实验室模拟硅橡胶绝缘子不同的腐蚀环境，并在不同的腐蚀环境下对硅橡胶绝缘子进行老化实验，记录硅橡胶绝缘子参数，包括50％闪络电压U
f
、第i次闪络的电压值U
i
以及不同时间下绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k；
[0008]S2.确定出不同工况环境下的硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
，并拟合硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线；
[0009]S3.拟合绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线；
[0010]S4.基于硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子的99.87％耐受梯度E
0.13
达到失效阈值时所需的时间t；
[0011]S5.将根据时间t从绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线中确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值的预测值；将该预测值作为实际运行中硅橡胶绝缘子失效判断依据。
[0012]进一步，步骤S2中，硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线表达式为：
[0013]E
0.13
(t)＝a
·
t
‑
b
；
[0014]其中：a和b为与硅橡胶绝缘子环境参数相关的常数。
[0015]进一步，步骤S3中，绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线表达式为：
[0016]其中，α为尺度系数，β为硅橡胶绝缘子的形状系数。
[0017]进一步，硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
通过如下方法确定：
[0018]E
0.13
＝(1
‑
3σ％)(1
‑
σ％)E
f
；其中：σ为50％平均闪络电压的标准偏差，E
f
为闪络梯度。
[0019]进一步，闪络梯度E
f
通过如下公式确定：
[0020]其中，U
f
为绝缘子50％平均闪络电压，H为硅橡胶绝缘子的高度。
[0021]进一步，绝缘子50％平均闪络电压U
f
通过如下公式确定：
[0022]其中，m为硅橡胶绝缘子在模拟试验中发生闪络的总次数。
[0023]进一步，通过如下方式确定σ为50％平均闪络电压的标准偏差：
[0024][0025]本专利技术的有益效果：通过本专利技术，能够结合绝缘子的电气状态对硅橡胶绝缘子的憎水性丧失区域占比进行准确预测，为硅橡胶绝缘子是否会发生失效的判断提供新的判别标准，从而为绝缘子的运维措施提供准确的数据支持，确保电网的安全稳定运行。
附图说明
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0027]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0028]以下进一步对本专利技术做出详细说明：
[0029]本专利技术提供的一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，包括以下步骤:
[0030]S1.在实验室模拟硅橡胶绝缘子不同的腐蚀环境，即在试验环境中模拟不同的溶质成分、水雾电导率以及硅橡胶绝缘子不同的带电电压；并在不同的腐蚀环境下对硅橡胶绝缘子进行老化实验，记录硅橡胶绝缘子参数，包括50％闪络电压U
f
、第i次闪络的电压值U
i
以及不同时间下绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k；
[0031]S2.确定出不同工况环境下的硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
，并拟合硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线；具体地：
[0032]硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线表达式为：
[0033]E
0.13
(t)＝a
·
t
‑
b
；其中：a和b为与硅橡胶绝缘子环境参数相关的常数；
[0034]S3.拟合绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线；绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线表达式为：
[0035]其中，α为尺度系数，β为硅橡胶绝缘子的形状系数。
[0036]上述的两种曲线在不同的腐蚀环境中其表达式的系数不同，上述中的表达式的各个系数根据实际情况进行设定；上述两种曲线由实验中得到的离散值通过现有的拟合算法拟合得到，拟合算法属于现有技术，在此不加以赘述；
[0037]S4.基于硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子的99.87％耐受梯度E
0.13
达到失效阈值时所需的时间t；
[0038]S5.将根据时间t从绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线中确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值的预测值；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，其特征在于：包括以下步骤:S1.在实验室模拟硅橡胶绝缘子不同的腐蚀环境，并在不同的腐蚀环境下对硅橡胶绝缘子进行老化实验，记录硅橡胶绝缘子参数，包括50％闪络电压U
f
、第i次闪络的电压值U
i
以及不同时间下绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k；S2.确定出不同工况环境下的硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
，并拟合硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线；S3.拟合绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线；S4.基于硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子的99.87％耐受梯度E
0.13
达到失效阈值时所需的时间t；S5.将根据时间t从绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值k随时间变化的曲线中确定出实际运行环境中硅橡胶绝缘子表面水膜面积与整个绝缘子的面积的比值的预测值；将该预测值作为实际运行中硅橡胶绝缘子失效判断依据。2.根据权利要求1所述基于表面憎水性丧失区域占比的硅橡胶绝缘子失效特征确定方法，其特征在于：步骤S2中，硅橡胶绝缘子99.87％耐受梯度E
0.13
随时间变化的曲线以及泄漏电流随时间变化的曲线表达式为：E
0.13
(t)＝a<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志劲，梁田，蒋兴良，舒立春，胡建林，郑涵予，胡琴，郑华龙，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：