[发明专利]一种基于聚合度的换流变压器油纸绝缘老化状态评估方法

说明书

本发明提供了一种基于聚合度的换流变压器油纸绝缘老化状态评估方法，包括以下步骤：S10：制备不同热老化状态的纳米TiO₂改性绝缘纸板；S20：测量不同热老化期间的改性纸板的粘度特性；S30：建立基于聚合度的绝缘纸板退化可靠性评估模型；S40：对不同老化状态的绝缘纸板进行可靠性分析。结果表明可靠度与油纸的剩余寿命值变化规律一致，即随着剩余寿命降低，可靠度也随之降低。本发明可为换流变压器绝缘老化状态诊断提供参考。

技术领域

本发明属于变压器绝缘技术领域，尤其涉及一种基于聚合度的换流变压器油纸绝缘老化状态评估方法。

背景技术

换流变压器已经成为当代直流高压输电系统中不可或缺的电力设备，但其阀侧绝缘性能仍需进行改进。根据国际大电网组织提供的统计数据表明，换流变压器故障类型中65％的故障是由其内部连接件、阀侧绕组和出线套管的绝缘失效引起的，主要是由介质击穿等绝缘破坏所致。

换流变压器中的绝缘系统由绝缘纸板和矿物油组成，绝缘性能的优劣很大程度上由绝缘纸决定。绝缘纸的物理特性取决于不同因素：纤维素自身的强度和它们之间的粘合强度，木质素和半纤维素等作为填充和粘结物质可以与纤维素相互连接，从而形成很强的分子内或分子间氢键。在变压器运行期间，绝缘纸会逐渐裂解，失去其机械强度。而纤维素的降解主要取决于含水量和酸度，并受温度和氧气浓度等因素的长期作用，这在一定程度上影响了变压器的故障发生概率和使用寿命。研究表明，即使绝缘纸失去部分机械性能，其介电性能也不会受到影响，但却容易引发绝缘纸局部脱落堵塞油道的现象,甚至导致更严重的电气事故。

因此，有必要定期对绝缘纸机械性能进行可靠性分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于聚合度的换流变压器油纸绝缘老化状态评估方法，以解决绝缘纸机械性能的失效问题。

一种基于聚合度的换流变压器油纸绝缘老化状态评估方法,包括以下步骤：

S10：制备不同热老化状态的纳米TiO₂改性绝缘纸板；

S20：测量不同热老化期间的改性纸板的粘度特性；

S30：建立基于聚合度的绝缘纸板退化可靠性评估模型；

S40：对不同老化状态的绝缘纸板进行可靠性分析。

步骤S10具体为：

S101：选取粒径为10nm的TiO₂，制备含量为5wt％的纳米改性纸板；

S102：将制备的纳米TiO2改性纸板和25#变压器油置于真空干燥箱干燥48h；

S103：将干燥后的纸板样品放入提纯过滤后的25#变压器油中，使绝缘纸在40℃下真空浸油24h；

S104：将浸油后的样品放入老化罐中，用氮气封存后将老化罐放入老化箱中，进行5、10、15和20天的加速热老化试验。

进一步的，所使用的纳米TiO₂粒子经过硅烷偶联剂KH550预处理。

进一步的，所使用的油与纸质量比为12：1。

进一步的，所述老化温度为130℃。

进一步的，所使用的变压器油为25#变压器油。

进一步的，步骤S30具体为：

S301：根据不同热老化期间的改性纸板/变压器油的粘度特性，分析粘度特性与纳改性纸板聚合度的关系，理论表达式为

ln D_p＝b'ln[η]+a'