一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法、设备及介质技术

本申请公开了一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法、设备及介质。方法包括：通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量，以获取对应的频域介电谱函数；通过预设的弛豫峰分析算法，对频域介电谱函数进行计算，以确定频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，并基于弛豫过程的数量，确定待应用H

【技术实现步骤摘要】
一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法、设备及介质


[0001]本申请涉及气体绝缘变压器
，尤其涉及一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着城市建设的发展，SF6气体绝缘变压器(GIT)由于卓越的不可燃性广泛应用于大中城市地下变电站、商业中心和医院等人口密集区域。依据Markets and Markets报告，从2016年到2023年，气体绝缘变压器年复合增长率为4.61％，未来老旧气体绝缘变压器将日益增多，发生故障的概率大幅提升。气体绝缘变压器主要应用于人口密集的中心城镇区域，一旦出现生产事故，会造成很大的经济与财产损失，甚至会导致区域停电风险。
[0003]由于在潮湿的环境下时，气固复合绝缘的性能会大幅下降，因此气体绝缘变压器采用吸水性较差的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，简称PET)作为其绕组绝缘。在变压器长期运行时，绕组部位温度很高，PET材料应用环境最为恶劣，承受着很高的热应力与电应力。因此，如何准确有效的评估气体绝缘变压器中绕组绝缘PET材料的老化状态成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法、设备及介质，用以解决如下技术问题：如何准确有效的评估气体绝缘变压器中绕组绝缘PET材料的老化状态。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，方法包括：通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量，以获取对应的频域介电谱函数；通过预设的弛豫峰分析算法，对频域介电谱函数进行计算，以确定频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，并基于弛豫过程的数量，确定待应用H
‑
N弛豫模型；利用待应用H
‑
N弛豫模型对频域介电谱曲线进行拟合，以获得频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，并基于老化状态评估参数，通过预设的等效老化时间算法，确定PET材料的等效老化时间；基于等效老化时间，确定PET材料的老化状态。
[0006]在本申请的一种实现方式中，通过预设的弛豫峰分析算法，对频域介电谱函数进行计算，以确定频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，具体包括：通过衍生对导数法对频域介电谱函数进行处理，以获得频域介电谱函数对应的衍生函数；计算求导函数中包含的极大值点的数量，并确定极大值点的数量为频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量。
[0007]在本申请的一种实现方式中，通过衍生对导数法对频域介电谱函数进行处理，以获得频域介电谱函数对应的衍生函数，具体包括：确定频域介电谱函数对应的对数函数；确定对数函数中的实部变量为求导变量，并根据求导变量对对数函数进行求导，以获得对数函数对应的求导函数；将求导函数与求导变量做商，以获得频域介电谱函数对应的衍生函数。
[0008]在本申请的一种实现方式中，待应用H
‑
N弛豫模型，由以下公式表示：
[0009][0010]其中，ε(ω)为频域介电谱函数，N为弛豫过程的数量N≥2，Δε
i
为第i个弛豫过程对应的介电松弛强度，ω为频率，τ
i
为第i弛豫过程对应的弛豫时间常数，ε0真空介电常数，ε
∞
为光频下相对介电常数，α
i
与β
i
分别为第i弛豫过程对应的两个与弛豫时间相关的形状参数0≤α≤1，0≤β≤1，δ0为电导常数。
[0011]在本申请的一种实现方式中，利用待应用H
‑
N弛豫模型对频域介电谱曲线进行拟合，以获得频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，具体包括：基于预设的第一拟合算法，将频域介电谱曲线与待应用H
‑
N弛豫模型进行拟合，以获得频域介电谱曲线对应的H
‑
N弛豫模型参数；确定H
‑
N弛豫模型参数中的第一弛豫时间常数τ1与第一弛豫时间常数τ2为频域介电谱函数对应的老化状态评估参数。
[0012]在本申请的一种实现方式中，等效老化时间算法，由以下公式表示：
[0013][0014]其中，τ1为第一弛豫时间常数，τ2为第二弛豫时间常数，t为老化时间，A为第一等效常数，B为第二等效常数，C为第三等效常数，D为第四等效常数，E为第五等效常数，F为第六等效常数。
[0015]在本申请的一种实现方式中，在基于老化状态评估参数，通过预设的等效老化时间算法，确定PET材料的等效老化时间之前，方法还包括：获取若干组样本数据；其中，样本数据包括样本老化时间与对应样本第一弛豫时间常数与第二弛豫时间常数；通过最小二乘法，将样本老化时间与对应样本第一弛豫时间常数与第二弛豫时间常数进行拟合计算，以确定等效老化时间算法的第一等效常数、第二等效常数、第三等效常数、第四等效常数、第五等效常数以及第六等效常数。
[0016]在本申请的一种实现方式中，在通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量之前，方法还包括：将FDS频域介电谱测试仪的测量温度设置为预设温度，以使FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量时，保持预设温度测量。
[0017]第二方面，本申请实施例还提供了一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估设备，其特征在于，设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量，以获取对应的频域介电谱函数；通过预设的弛豫峰分析算法，对频域介电谱函数进行计算，以确定频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，并基于弛豫过程的数量，确定待应用H
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N弛豫模型；利用待应用H
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N弛豫模型对频域介电谱曲线进行拟合，以获得频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，并基于老化状态评估参数，通过预设的等效老化时间算法，确定PET材料的等效老化时间；基于等效老化时间，确定PET材料的老化状态。
[0018]第三方面，本申请实施例还提供了一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估的非
易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，计算机可执行指令设置为：通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量，以获取对应的频域介电谱函数；通过预设的弛豫峰分析算法，对频域介电谱函数进行计算，以确定频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，并基于弛豫过程的数量，确定待应用H
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N弛豫模型；利用待应用H
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N弛豫模型对频域介电谱曲线进行拟合，以获得频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，并基于老化状态评估参数，通过预设的等效老化时间算法，确定PET材料的等效老化时间；基于等效老化时间，确定PET材料的老化状态。
[0019本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，所述方法包括：通过FDS频域介电谱测试仪对待评估气体绝缘变压器的PET材料进行测量，以获取对应的频域介电谱函数；通过预设的弛豫峰分析算法，对所述频域介电谱函数进行计算，以确定所述频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，并基于所述弛豫过程的数量，确定待应用H
‑
N弛豫模型；利用所述待应用H
‑
N弛豫模型对所述频域介电谱曲线进行拟合，以获得所述频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，并基于所述老化状态评估参数，通过预设的等效老化时间算法，确定所述PET材料的等效老化时间；基于所述等效老化时间，确定所述PET材料的老化状态。2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，通过预设的弛豫峰分析算法，对所述频域介电谱函数进行计算，以确定所述频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量，具体包括：通过衍生对导数法对所述频域介电谱函数进行处理，以获得所述频域介电谱函数对应的衍生函数；计算所述求导函数中包含的极大值点的数量，并确定所述极大值点的数量为所述频域介电谱函数包含的弛豫过程的数量。3.根据权利要求2所述的一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，通过衍生对导数法对所述频域介电谱函数进行处理，以获得所述频域介电谱函数对应的衍生函数，具体包括：确定所述频域介电谱函数对应的对数函数；确定所述对数函数中的实部变量为求导变量，并根据所述求导变量对所述对数函数进行求导，以获得所述对数函数对应的求导函数；将所述求导函数与所述求导变量做商，以获得所述频域介电谱函数对应的衍生函数。4.根据权利要求1所述的一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，所述待应用H
‑
N弛豫模型，由以下公式表示：其中，ε(ω)为频域介电谱函数，N为弛豫过程的数量N≥2，Δε
i
为第i个弛豫过程对应的介电松弛强度，ω为频率，τ
i
为第i弛豫过程对应的弛豫时间常数，ε0真空介电常数，ε
∞
为光频下相对介电常数，α
i
与β
i
分别为第i弛豫过程对应的两个与弛豫时间相关的形状参数0≤α≤1，0≤β≤1，δ0为电导常数。5.根据权利要求4所述的一种气体绝缘变压器PET材料的老化评估方法，其特征在于，利用所述待应用H
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N弛豫模型对所述频域介电谱曲线进行拟合，以获得所述频域介电谱函数对应的老化状态评估参数，具体包括：基于预设的第一拟合算法，将所述频域介电谱曲线与所述待应用H
‑
N弛豫模型进行拟合，以获得所述频域介电谱曲线对应的H
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N弛豫模型参数；确定所述H
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N弛豫模型参数中的第一弛豫时间常数τ1与第一弛豫时间常数τ2为所述频域介电谱函数对应的老化状态评估参数。
6.根据权利要求5所述的一种气体绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大宁，李泉浩，许璐琳，李璇，冯馨缘，穆海宝，张冠军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：