一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法，该方法通过搭建实验环境控制温度和湿度来获取在不同温度和湿度条件下的绝缘材料介电常数综合因子，通过对绝缘材料进行电压测试获取不同温湿度环境下的耐压综合因子，最终确定绝缘材料的劣化性能评估因子，进一步验证绝缘材料性能优劣程度。本发明专利技术利用劣化性能评估因子对绝缘材料性能进行评估，可以快速判断在高温高湿环境下干式变压器的绝缘材料性能，为该环境下绝缘材料的评估和选取提供了依据。估和选取提供了依据。估和选取提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法


[0001]本专利技术属于电气绝缘在线监测与故障诊断领域，具体涉及一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法。
技术背景
[0002]干式变压器不同于油浸式变压器，它由空气和固体绝缘材料构成，因其体积小、噪声低、无污染、寿命长等优点，广泛运用于各个领域，当用于电力行业时，其可靠安全工作是保证电网稳定运行的基础。在我国南方沿海城市经济发展迅速，用电量巨大，该地位处亚热带季风气候区，常年高温高湿，经调查，2021年其平均高温日数(日最高气温≥35℃)达到59.2日，全年平均相对湿度为78％，极易引起绝缘材料加速老化，给变压器的安全可靠运行极大的挑战，而如何选择一种绝缘性能较优的绝缘材料对于干式变压器的稳定运行极其重要。为选取性能较优的绝缘材料，我们首先应对材料性能进行评估计算，而目前对于高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的性能还缺少有效的评估方法，因此，急需一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法。

技术实现思路

[0003]针对以上技术问题，本专利技术的目的是提出一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法，能够很好的评估在高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的性能；
[0004]实现本专利技术的技术方案如下：
[0005]第一步：搭建沿海地区高温高湿环境测试平台；
[0006]搭建沿海地区高温高湿环境测试平台，由试验箱(1)，介电常数测试仪(2)，温度传感器(3)，温度控制器(4)，湿度控制器(5)，湿度传感器(6)，电压施加装置(7)，电压测量装置(8)，电脑终端(9)，材料样本(10)构成，其中：
[0007]通过电脑终端(9)操作温度控制器(4)和湿度控制器(5)对箱体内部温度湿度进行调节，用于模拟高温高湿环境；介电常数测试仪(2)与材料样本(10)相连用于测试材料样本(10)的介电常数，并将测的数据传输给电脑终端(9)；温度传感器(3)和湿度传感器(6)分别安装在试验箱(1)的左右两侧，用于测量试验箱(1)内部温度和湿度，并观察温度和湿度是否达到设定设定值且恒定；电脑终端(9)控制电压施加装置(7)用于对材料样本(10)施加电压，利用电压测量装置(8)将测得的电压输送回电脑终端(9)；制作若干个相同参数绝缘材料样本，初始厚度为d，单位为mm；
[0008]第二步：测量不同环境参数下的绝缘材料介电常数综合因子
[0009](a)模拟沿海地区高湿高温环境，根据某沿海地区一年平均相对湿度H，设置试验箱内相对湿度恒定为H；根据该地夏季变压器运行最低温度为T
min
，最高温度为T
max
，单位为K，取n组均匀递增的温度值，其中T
min
≤T
i
≤T
max
，i＝1，2，
…
，n，满足T1＝T
min
，T
n
＝T
max
，利用电脑终端操作温度控制器对试验箱内部环境温度进行设置，设定温度值为T
i
，待温度传感器显示温度恒定且与设定温度值一致后，测量不同温度下的绝缘材料介电常数，记为ε
i
，i
＝1，2，
…
，n；
[0010](b)模拟沿海地区高湿高温环境，根据某沿海地区夏季变压器运行平均温度T，设置试验箱内温度保持为T；根据该地全年最低湿度为H
min
，最高湿度为H
max
，取m组均匀递增的湿度值，其中H
min
≤H
j
≤H
max
，j＝1，2，
…
，m，满足H1＝H
min
，H
m
＝H
max
，利用电脑终端控制湿度控制器对试验箱内部环境湿度进行设置，设定湿度值为H
j
，待湿度传感器显示环境湿度恒定且与设定湿度值一致后，测量不同湿度下的绝缘材料介电常数，记为ε
j
，j＝1，2，
…
，m；
[0011]通过公式(1)得到不同环境参数下的绝缘材料介电常数综合因子ε
k
：
[0012][0013]第三步：进行绝缘材料的电压测试并获取击穿场强综合因子
[0014](a)用试验箱继续模拟高湿高温环境，保持箱内湿度H不变，同样在当地夏季变压器运行最高温度和最低温度范围内进行n组均匀递增的温度值设置，即T1，T2，T3，
…
，T
n
；在温度为T1时选取一个相同参数绝缘材料样本，设置初始电压U
a
＝10kV，保持温度湿度稳定的情况下，每隔一分钟升压1kV，直至材料样品被击穿，记录此时击穿电压为U
1x
；同理，在温度为T2，T3，
…
，T
n
时选择相同样本，初始电压不变，保持温度湿度稳定的情况下，每隔一分钟升压1kV，直至材料样品被击穿，记录此时击穿电压为U
ix
，i＝2，3，
…
，n；试验一共进行n组，测得在n组温度变化下的击穿电压；
[0015](b)继续模拟高温高湿环境，保持箱内温度T不变，在当地最高湿度和最低湿度范围内进行m组均匀递增的湿度值设置，即H1，H2，H3，
…
，H
m
；在环境相对湿度为H1时选取一个相同参数绝缘材料样本，设置初始电压U
a
＝10kV，保持温度湿度稳定的情况下，每隔一分钟升压1kV，直至材料样品被击穿，记录此时击穿电压为U
1y
；同理，在湿度为H2，H3，
…
，H
m
时选择相同样本，初始电压不变，保持温度湿度稳定的情况下，每隔一分钟升压1kV，直至材料样品被击穿，记录此时击穿电压为U
jy
，j＝2，3，
…
，m；试验一共进行m组，测得在m组湿度变化下的击穿电压；
[0016]通过公式(2)得到不同环境参数下的击穿场强综合因子：
[0017][0018]第四步：获取该绝缘材料劣化性能评估因子；
[0019]由公式(3)获得该绝缘材料的劣化性能评估因子；
[0020][0021]第五步：根据劣化性能评估因子验证绝缘材料性能优劣；
[0022]根据公式(3)评估干式变压器绝缘性能，若0＜η≤1.2则说明该材料的性能优良；若1.2＜η≤1.5说明该材料的性能一般；若η＞1.5则说明该材料性能较差，需要加以改进。
[0023]本专利技术的有益效果在于，通过搭建测试平台，综合考虑了在温度、湿度因素的综合影响下，对干式变压器绝缘材料性能的影响，提供了一种计算方法，可准确计算出材料的劣化性能评估因子，为评估干式变压器绝缘材料的性能提供了一条途径。
附图说明
[0024]图1表示的是搭建的测试平台。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高湿环境下干式变压器绝缘材料的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：搭建沿海地区高温高湿环境测试平台；第二步：测量不同环境参数下的绝缘材料介电常数综合因子；第三步：进行绝缘材料的电压测试并获取击穿场强综合因子；第四步：获取该绝缘材料劣化性能评估因子；第五步：基于劣化因子进一步验证绝缘材料性能优劣；所述第一步具体步骤如下：搭建沿海地区高温高湿环境测试平台，由试验箱(1)，介电常数测试仪(2)，温度传感器(3)，温度控制器(4)，湿度控制器(5)，湿度传感器(6)，电压施加装置(7)，电压测量装置(8)，电脑终端(9)，材料样本(10)构成，其中：通过电脑终端(9)操作温度控制器(4)和湿度控制器(5)对箱体内部温度湿度进行调节，用于模拟高温高湿环境；介电常数测试仪(2)与材料样本(10)相连用于测试材料样本(10)的介电常数，并将测的数据传输给电脑终端(9)；温度传感器(3)和湿度传感器(6)分别安装在试验箱(1)的左右两侧，用于测量试验箱(1)内部温度和湿度，并观察温度和湿度是否达到设定设定值且恒定；电脑终端(9)控制电压施加装置(7)用于对材料样本(10)施加电压，利用电压测量装置(8)将测得的电压输送回电脑终端(9)；制作若干个相同参数绝缘材料样本，初始厚度为d，单位为mm；所述第二步具体步骤如下：(a)模拟沿海地区高湿高温环境，根据某沿海地区一年平均相对湿度H，设置试验箱内相对湿度恒定为H；根据该地夏季变压器运行最低温度为T
min
，最高温度为T
max
，单位为K，取n组均匀递增的温度值，其中T
min
≤T
i
≤T
max
，i＝1，2，
…
，n，满足T1＝T
min
，T
n
＝T
max
，利用电脑终端操作温度控制器对试验箱内部环境温度进行设置，设定温度值为T
i
，待温度传感器显示温度恒定且与设定温度值一致后，测量不同温度下的绝缘材料介电常数，记为ε
i
，i＝1，2，
…
，n；(b)模拟沿海地区高湿高温环境，根据某沿海地区夏季变压器运行平均温度T，设置试验箱内温度保持为T；根据该地全年最低湿度为H
min
，最高湿度为H
max
，取m组均匀递增的湿度值，其中H
min
≤H
j
≤H
max
，j＝1，2，
…
，m，满足H1＝H
min

【专利技术属性】
技术研发人员：周利军，夏颖怡，陈家伟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：