[发明专利]一种温度变化下套管电容芯子绝缘性能的评估方法

权利要求书

1.一种温度变化下套管电容芯子绝缘性能的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，测试装置安装

a)处理套管电容芯子模型：

将套管电容芯子(2)放入干燥箱中，在90℃下干燥48小时，然后将所述套管电容芯子(2)放入干燥的绝缘油中充分浸油48小时；

b)连接设备与装置：

设备与装置包括：绝缘实验箱(1)、所述套管电容芯子(2)、电脑(3)、末屏引出线(5)、高压导线(6)、频域介电谱测试仪(7)、冷凝管(8)、橡胶软管(9)、冷凝水箱(10)、直流电源(13)、1号温度传感器(21)、2号温度传感器(22)、3号温度传感器(23)；

所述绝缘实验箱(1)内部装有绝缘油和所述套管电容芯子(2)，所述套管电容芯子(2)通过所述绝缘实验箱(1)上部开孔来固定；

所述套管电容芯子(2)包含导电杆(4)与所述末屏引出线(5)；

所述绝缘实验箱(1)内部设有多根电热丝(11)、所述1号温度传感器(21)、所述2号温度传感器(22)以及所述3号温度传感器(23)，所述电热丝(11)安装在所述绝缘实验箱(1)内壁及底部，所述1号温度传感器(21)安装在所述绝缘实验箱(1)内壁自顶向下15％处，所述2号温度传感器(22)安装在所述绝缘实验箱(1)内壁自顶向下50％处，所述3号温度传感器(23)安装在所述绝缘实验箱(1)内壁自顶向下85％处；

所述多根电热丝(11)通过导线(12)串联后再与所述直流电源(13)相连；

所述绝缘实验箱(1)外部设有所述冷凝管(8)，其内部流通有经橡胶软管(9)传输的冷凝水；

控制装置(24)分别与所述1号温度传感器(21)、所述2号传感器(22)、所述3号传感器(23)、所述冷凝水箱(10)和所述直流电源(13)相连；

所述控制装置(24)将处理得到的所述绝缘实验箱(1)的平均油温与所述控制装置(24)的预设油温相比较，若所述绝缘实验箱(1)的平均油温低于所述控制装置(24)的预设油温，则控制所述冷凝水箱(10)停止供给冷凝水并且控制所述直流电源(13)通电，若所述绝缘实验箱(1)的平均油温高于所述控制装置(24)的预设油温，则控制所述直流电源(13)断电并且控制所述冷凝水箱(10)加速所述冷凝管(8)及所述橡胶软管(9)内的冷凝水循环；

设备与装置还包括：1号输油管(14)、1号油泵(15)、2号输油管(16)、油箱(17)、3号输油管(18)、2号油泵(19)、4号输油管(20)；

所述绝缘实验箱(1)通过所述1号输油管(14)与所述1号油泵(15)连接；

所述1号油泵(15)通过所述2号输油管(16)与所述油箱(17)连接；

所述油箱(17)通过所述3号输油管(18)与所述2号油泵(19)连接；

所述2号油泵(19)通过所述4号输油管(20)与所述绝缘实验箱(1)连接；

所述控制装置(24)还与所述1号油泵(15)和所述2号油泵(19)连接；

所述控制装置(24)将所述1号温度传感器(21)、所述2号传感器(22)、所述3号传感器(23)所采集温度经计算处理后所得的所述绝缘实验箱(1)的平均油温与预设温度值相比较，若经所述控制装置(24)处理得到的所述绝缘实验箱(1)的平均油温不等于预设温度值，则启动所述1号油泵(15)和所述2号油泵(19)，加速所述绝缘实验箱(1)、所述1号输油管(14)、所述2号输油管(16)、所述3号输油管(18)和所述4号输油管(20)中的油流速度；

所述套管电容芯子(2)通过所述高压导线(6)和所述末屏引出线(5)与所述频域介电谱测试仪(7)相连，所述频域介电谱测试仪(7)与所述电脑(3)相连；

步骤二，油温拟合公式确定

建立平均油温T与低频介质损耗tanδ之间的关系公式：

tanδ＝ae^bT

其中，a是套管电容芯子绝缘系数，b是油温影响因子，e是自然常数；

步骤三，不同油温下频域介电谱测试

设置输出电压为100V、测试频率为0.001Hz，用所述频域介电谱测试仪(7)对干燥的套管电容芯子(2)模型进行频域介电谱测试，记录零下30℃到零上60℃、温度梯度设置为5℃下套管内绝缘的低频介质损耗tanδ，通过非线性拟合得到步骤二中公式并得到参数a、b；

步骤四，温度变化率拟合公式确定

建立温度变化率v与低频介质损耗tanδ之间的关系公式：

其中，c是套管电容芯子油温绝缘复合系数，d是频率因子，T₀为测试起始油温，e是自然常数；

步骤五，温度变化下频域介电谱测试

设置输出电压为100V、测试频率为0.001Hz，用所述频域介电谱测试仪(7)对干燥的套管电容芯子(2)模型进行频域介电谱测试，记录此刻绝缘实验箱内的平均油温为测试起始油温T₀，按照不同温度变化率v(摄氏度/秒)改变控制装置的设定油温并记录所述套管电容芯子(2)的低频介质损耗tanδ数据，通过非线性拟合得到步骤四中公式并得到参数c、d。