[发明专利]一种套管含水量测试方法

说明书

本发明涉及一种套管含水量测试方法，首先采用FDS在1000Hz‑0.01Hz频率范围内对不同含水量的套管进行介质谱响应曲线测试，得到不同含水量下基于FDS的介质谱曲线；然后对基于FDS的介质谱曲线进行特征参数的提取；再以介质谱曲线提取的特征参数和频率为输入层，含水量为输出层进行BP神经网络拟合目标模型函数记为y_(FDS)，最后利用粒子群算法对各频率段权重因子进行寻优，最后得到最为精确的目标模型，对变压器固体绝缘含水量进行精确测试。本发明不易受泄露电流、温度等影响，能精确的对套管绝缘状态进行评估；能得出具体含水量数值，能定量的在数月或数年中去分析和跟踪套管的含水量变化情况；能精确的对油纸电容式套管中绝缘纸中水分进行精确测量。

技术领域

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种套管含水量测试方法。

背景技术

套管是电力系统的重要绝缘设备，其绝缘状态是否良好直接关系到电力系统的安全稳定运行。套管一般由导体、绝缘层和法兰三部分组成，根据其绝缘材料的不同，可以将套管分为纯瓷套管、树脂套管、充油套管、充气套管、油纸电容式套管等等，目前行业中使用率较高的套管有充油套管(110kV及以下)、油纸电容式套管(110kV以上)。套管绝缘材料(绝缘纸、油)的含水量可以反映套管的绝缘状态，对预测套管剩余寿命及故障诊断具有重要意义。

目前，对于套管绝缘状态的判断仅依据常规预防性试验，由于常规预防性试验的局限性，如绝缘电阻测试、油中溶解气体色谱分析、介质损耗因数、电容量测试等，这些方法易受到表面泄露电流、温度和空气湿度的影响，难以对套管绝缘状态进行准确判断，尤其针对油纸电容式套管，其水分大多聚集于绝缘纸内，油中含水量很少，以上常规的测试方法均无法对套管的绝缘状况进行精确的评估。因此，急需一种新的能突破常规预防性试验局限，测试结果更为精确的套管含水量测试方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种套管含水量测试方法，基于频域频谱法(FDS)，首先得到不同含水量套管的FDS介质谱曲线，然后建立介质谱曲线特征参数函数模型，并采用BP神经网络算法和粒子群算法对目标模型函数进行拟合和寻优，以获取最为精确的目标模型，以达到最精确测试套管含水量的目的，同时能弥补上述现有各试验方法的局限性。

本发明提供了一种套管含水量测试方法，包括如下步骤：

步骤1，基于FDS法在1000Hz-0.01Hz频率范围内对不同含水量的套管进行介质谱响应测试，获得不同含水量下套管的介质谱曲线；

步骤2，对基于FDS法在1000Hz-0.01Hz频率范围内的各介质谱响应曲线进行特征参数的提取：包括：，将1000Hz-0.01Hz分为5个频段，分别为频段①1000Hz～100Hz、频段②100Hz～10Hz、频段③10Hz～1Hz、频段④1Hz～0.1mHz、⑤0.1Hz～0.01Hz，所述特征参数分别取5个频段内的电导幅值A_n、电导斜率a_n、极化幅值X_n、极化时间常数τ_n,n＝1～5，即频段①1000Hz～100Hz内分别记为：电导幅值A₁、电导斜率a₁、极化幅值X₁、极化时间常数τ₁，同理，对其余②、③、④、⑤4个频段各特征参数依次类推；

步骤3，将基于FDS法各介质谱曲线所提取特征参数为输入层，各介质谱曲线所对应含水量为输出层，以BP神经网络模型训练目标模型函数

步骤4，对于不同含水量下目标模型各频率段分别设置权重因子Q_n，分别为频段①1000Hz～100Hz对应Q₁、频段②100Hz～10Hz对于Q₂、频段③10Hz～1Hz对应Q₃、频段④1Hz～0.1mHz对应Q₄、⑤0.1Hz～0.01Hz对应Q₅，增加权重因子后为利用粒子群算法对权重因子Q_n进行寻优，得到最为精确的目标模型；