[发明专利]一种基于频率特性的设备内导体材料识别方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体说是一种基于频率特性的设备内导体材料识别方法，用于在不解体设备条件下识别设备内的导体材料是否为铜。

背景技术

在电力系统中，各类型设备的导体材料一般采用铜或铝，如电机类产品（变压器、电机、电抗器等）的绕组材料一般采用铜电磁线，而架空输电线路一般采用钢芯铝绞线。由于铝的价格要远低于铜，因而在选用导体材料时，出现了生产商在设备中采用铝制电磁线替代铜制电磁线的情况。但设备所使用的导体材料是影响其可靠性和成本的关键因素，进而能影响电网供电的安全性、可靠性和经济性，在相关技术未成熟研究的情况下，采用其他导体材料替代铜对电网系统危害巨大。

在目前发现的采用铝制材料替代铜材的案例中，以变压器类产品居多。在变压器类产品中，铝材料的机械特性与温度特性不如铜，因而导致铝制绕组设备抗短路性能比铜绕组设备的差，国内电网系统中已明令禁止使用铝线变压器，但铝的市场价格比铜低，在某些情况下采用铝制电磁线能有效降低生产成本，从而获得不正当的经济利益。对于一台已出厂的油浸式三相变压器，通过其外观和基本参数很难判断其绕组材料，以致出现部分变压器供应商将铝绕组变压器作为铜绕组变压器出售的情况。

针对上述现象，目前有人提出了基于设备体积的判别方法和基于不同导体材料温度系数不同的判别手段。在变压器产品中，虽然铝的电导率比铜要小，为保持铝绕组端电阻与铜绕组相同，则需增大铝导线截面积，最终将导致三相绕组设备体积增大，但不同供应商同型号变压器体积差异较大，仅依据体积进行绕组材料的判定不科学；此外，该方法无法向其他类型设备推广，技术的扩展性差。针对基于不同导体材料温度系数不同的判别手段，虽然铝电导率随温度变化情况与铜存在显著差异，但对电力设备整体进行加热，通过测量导体的温度系数进行判定，需要大型的加热设备且耗时长，试验可操作性不强。

综上所述，电力系统中出现的采用其他材料替代铜材料的现状较为严重，尤其在诸如配电变压器等电机类产品中尤为突出。对于大多数设备（如变压器、互感器等），传统的检测方法一般采用解体破坏式检查，属于有损检测，设备一旦解体，则成为废品，因此，只能抽查，容易造成漏检，难以保证电网安全性能。因此迫切需要一种有效方法，能够识别电力设备中以次充好以非铜材料代替铜材料绕组，保证设备质量，减少电网故障。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种设备内导体材料识别方法，在不解体设备条件下，有效识别设备内的导体是否为铜材料。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于频率特性的设备内导体材料识别方法，用于在不解体设备条件下识别设备内的导体是否为铜材料，包括以下步骤：

标定步骤：预先测定样本设备内的铜导体电阻随电源频率的变化曲线；

测量步骤：测量待检设备内的导体材料的电阻随电源频率的变化曲线；

判定步骤：若待测设备内的导体材料电阻随电源频率的变化曲线在样本设备内的铜导体电阻随电源频率的变化曲线的包络线之内，则待测设备内的导体材料为铜，否则，待测设备内的导体材料非铜。

进一步地，所述电源频率的变化范围为0kHz～150kHz。

本发明的技术效果体现在：

通过本发明所构思的以上技术方案，依据设备的导体材料电阻随电源频率的变化规律不同，完成导体材料的识别。本发明填补了国内外电力设备“以铝代铜”方面的技术空白，相对于传统的解体破坏式抽查，本发明具有无损、快速、易操作的特点。

附图说明

图1是本发明检测流程图；

图2是实施例中的接线图，图2（a）是高压绕组测量接线图，图2（b）是低压绕组测量接线图；

图3是本发明实施例中的高压绕组的R-f曲线图；

图4是本发明实施例中的低压绕组的R-f曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的技术思路：由于设备内的导体材料的不同，材料电阻随电源频率变化的规律不同，因此对于同一材料的电阻随电源频率的变化曲线是在一定范围内的，当待检设备内的导体电阻随电源频率的变化曲线超出铜材料的曲线范围，可判断为非铜材料。

参见图1，本发明识别方法具体包括以下步骤：