【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感与测量器件绝缘，具体涉及一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法及装置。
技术介绍
1、在智能电网建设和新型电力系统的发展背景下，高频、特高频传感器作为电力系统传感网络采集端中的重要组成部分，其重要性愈发凸显。由于其优异的介电性能和良好的机械性能，环氧树脂被广泛用于高频、特高频等传感器的主要绝缘材料。
2、然而，变电站中工作环境恶劣，高频、特高频传感器在长期使用中承受的热应力，是器件绝缘劣化失效的主要原因。这种长期的热效应会使环氧树脂中的环氧分子链发生氧化和重新交联，导致环氧树脂材料的裂解，降低其绝缘性能；此外，环氧树脂热老化的过程中会产生一定数量的热电子，这些热电子更容易注入材料中，加剧局部放电的发生，对器件绝缘造成不可逆的损伤。在高频传感器长期可靠运行的工作需要和其运行中日益严重的热老化问题的背景下，亟需一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法及装置，以解决相关技术中缺少高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法，其特征在于，方法包括：对待测样品进行频域介电谱测试，确定测试结果中的关键频段；对关键频段的数据进行积分拟合处理，得到处理结果；采用阿伦尼乌斯方程和基于动力学理论的退化模型构建基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型；采用处理结果和老化评估模型进行老化状态和寿命评估。
3、本专利技术实施例提供的高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法，相比相关技术中直接选取某一点下的测量数据进行分析评估的方式，该方法通过频域介电谱测试在一定频带范围内充分挖掘老化程度对介电响应信息的影响机制，并采用积分和拟合处理的方式对关键频段的数据进行处理，从而提升获取数据的可靠性；同时，相比相关技术中将温度、时间两个因素分开，只研究同一温度下不同老化时间的性能变化规律的方式，该方式通过将阿伦尼乌斯方程和基于动力学理论的退化模型结合，构建了基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型，实现了同时对时间和温度两个影响因素的考虑，从而提高了评估的准确性和可信度。
4、在一种可选的实施方式中，对待测样品进行频域介电谱测试，确定测试结果中的关键频段，包括：采用频域介电谱测试平台对待测样品进行测试，得到待测样品的介电曲线；将介电曲线划分不同频段，计算介电曲线在不同频段的变化率；将变化率大于阈值的频段作为关键频段。
5、本实施例中，通过对测试得到的曲线划分不同频段，对不同频段的变化率进行分析，选取变化率较为明显的频段作为关键频段，该关键频段受老化影响大，选取关键频段的数据进行后续处理，能够提高评估的准确度和灵敏度。
6、在一种可选的实施方式中，介电曲线包括介损角正切值随频率变化的曲线、复相对介电常数的实部随频率变化的曲线以及复相对介电常数的虚部随频率变化的曲线。
7、在一种可选的实施方式中，对关键频段的数据进行积分拟合处理，得到处理结果，包括：对关键频段的介损角正切值进行积分，得到介损积分值；采用levenberg-marquardt算法对每一老化温度下的介损积分值和老化时间进行拟合处理，得到每一老化温度下，介损积分值随老化时间变化的老化数据。
8、本实施例中，通过对关键频段的数据进行积分，并将得到的介损积分值和老化时间进行拟合，得到拟合曲线对应的老化数据。通过积分处理，能够充分挖掘与老化程度相关的介电响应信息，提升环氧树脂老化评估的准确度；通过拟合处理能够将离散的数据拟合为连续的数据，由此采用该老化数据能够实现更准确的评估。
9、在一种可选的实施方式中，采用处理结果和老化评估模型进行老化状态和寿命评估，包括：将处理结果代入到老化评估模型中，得到老化标准；根据老化标准和待评估传感器的老化数据，对待评估传感器进行老化评估；根据老化评估模型对待评估传感器进行寿命预测。
10、本实施例中，由于该老化评估模型中融合了时间和温度两个变量因素，因此，采用该模型不仅可以实现老化状态的评估，还可以实现工作寿命的预测。
11、在一种可选的实施方式中，采用阿伦尼乌斯方程和基于动力学理论的退化模型构建基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型，包括：将基于动力学理论的退化模型中与温度有关的反应速率常数采用阿伦尼乌斯方程表示，得到基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型。
12、本实施例中，由于退化模型中的反应速率常数与温度有关，而阿伦尼乌斯方程表征了反应速度和温度的关系，因此，将退化模型中的反应速率常数由阿伦尼乌斯方程替换，从而得到了基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型，使得该老化评估模型能够实现对温度和时间两个关键因素的综合分析。
13、在一种可选的实施方式中，基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型采用如下公式表示：
14、
15、式中，y表示性能指标，a0、c0、α为与温度无关的常数，b0＝-ea/r，t为温度，t为老化时间。
16、第二方面，本专利技术提供了一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估装置，装置包括：关键频段确定模块，用于对待测样品进行频域介电谱测试，确定测试结果中的关键频段；积分拟合模块，用于对关键频段的数据进行积分拟合处理，得到处理结果；模型构建模块，用于采用阿伦尼乌斯方程和基于动力学理论的退化模型构建基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型；评估模块，用于采用处理结果和老化评估模型进行老化状态和寿命评估。
17、在一种可选的实施方式中，关键频段确定模块具体用于：采用频域介电谱测试平台对待测样品进行测试，得到待测样品的介电曲线；将介电曲线划分不同频段，计算介电曲线在不同频段的变化率；将变化率大于阈值的频段作为关键频段。
18、在一种可选的实施方式中，介电曲线包括介损角正切值随频率变化的曲线、复相对介电常数的实部随频率变化的曲线以及复相对介电常数的虚部随频率变化的曲线。
19、在一种可选的实施方式中，积分拟合模块具体用于：对关键频段的介损角正切值进行积分，得到介损积分值；采用levenberg-marquardt算法对每一老化温度下的介损积分值和老化时间进行拟合处理，得到每一老化温度下，介损积分值随老化时间变化的老化数据。
20、在一种可选的实施方式中，评估模块具体用于：将处理结果代入到老化评估模型中，得到老化标准；根据老化标准和待评估传感器的老化数据，对待评估传感器进行老化评估；根据老化评估模型对待评估传感器进行寿命预测。
21、在一种可选的实施方式中，模型构建模块具体用于：将基于动力学理论的退化模型中与温度有关的反应速率常数采用阿伦尼乌斯方程表示，得到基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型。
22、在一种可选的实施方式中，基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型采用如下公式表示：
23、
【技术保护点】
1.一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对待测样品进行频域介电谱测试，确定测试结果中的关键频段，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述介电曲线包括介损角正切值随频率变化的曲线、复相对介电常数的实部随频率变化的曲线以及复相对介电常数的虚部随频率变化的曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对关键频段的数据进行积分拟合处理，得到处理结果，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述处理结果和所述老化评估模型进行老化状态和寿命评估，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用阿伦尼乌斯方程和基于动力学理论的退化模型构建基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于时间、温度双变量联合分析的老化评估模型采用如下公式表示：
8.一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，其特
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法。
...【技术特征摘要】
1.一种高频传感器绝缘老化状态与寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对待测样品进行频域介电谱测试，确定测试结果中的关键频段，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述介电曲线包括介损角正切值随频率变化的曲线、复相对介电常数的实部随频率变化的曲线以及复相对介电常数的虚部随频率变化的曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对关键频段的数据进行积分拟合处理，得到处理结果，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述处理结果和所述老化评估模型进行老化状态和寿命评估，包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王妍，陈川，张强，张东磊，成林，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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