[发明专利]一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法

权利要求书

1.一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，其特征在于：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、在低温区内通过频域介电响应测试系统，对不同含水率、不同老化程度油浸纸板进行频域介电响应测试，获得复介电常数的虚部和实部基础数据；所述低温区为-30℃～0℃；

步骤二、将步骤一中测试获得的不同含水率油浸纸板基础介电响应数据，构建油浸纸板-水分复合介质体系介电参数的表示方法；

步骤三、将步骤一中测试获得的不同老化程度的油浸纸板基础介电响应数据进行对比分析，建立仅老化程度影响的介电参数特征频段，用以区分水分与老化对油浸纸基础介电响应数据的影响；

步骤四、在-30℃～0℃温区内对不同老化程度变压器油的直流电导率、复介电常数进行测试，重新构建考虑变压器油粘度变化的变压器油介电弛豫模型；

式中，ω为角频率，单位：弧度/秒；T为测试温度，单位：开尔文；△E为变压器油活化能，与变压器油粘度、老化程度密切相关，单位：千焦/摩尔；ε₀为真空介电常数，8.854×10^-12法/米；δ为变压器油直流电导率，单位：西门子/米；

步骤五、根据变压器电压等级、内部绕线、绝缘构架方式，分别对主绝缘进行模型简化，等效为二维模型，建立变压器主绝缘的等效介电弛豫模型库；

步骤六、对实际变压器进行频域介电响应测试，获得损耗因数曲线，选择实际测试温度下受水分影响特征频段，采用主绝缘等效介电模型及步骤二中构建的油浸纸板-水分复合介质体系介电参数的表示方法，对主绝缘内油浸纸板中的水分含量进行定量计算，当水分影响特征频段的测试曲线与计算曲线误差小于等于3％时，得到油浸纸板中的含水率；

步骤七、选择实际测试温度下受老化影响特征频段，采用主绝缘等效介电模型及不同老化程度的油浸纸基础介电响应数据，对主绝缘内油浸纸板老化程度进行定量计算，当老化影响特征频段的测试曲线与计算曲线误差小于等于3％时，得到油浸纸板中的老化程度；

步骤八、对不同老化程度、不同水分含量的油浸纸板在-30℃～0℃温区内进行沿面闪络试验，获得油纸绝缘沿面闪络电压的基础数据，建立油纸绝缘沿面闪络电压数据库；

步骤九、根据测试变压器频谱曲线评估的油浸纸板含水率及老化程度指标，采用非线性高斯核支持向量机算法，公式(2)对油纸绝缘沿面闪络电压数据进行训练，实现对变压器内油纸绝缘闪络电压的量化分析：

式中，s.t.为约束条件；λ为拉格朗日乘子，乘子因此将解的搜索空间限制在可行值的集合内给定约束；X为表示数据中特征值的n维向量，本发明中表示不同测试温度下对应的油浸纸板老化程度、含水率、闪络电压参数；y为1或-1，表示向量X属于何种分类，以此获得最优超平面；C为实际问题中引入容错性惩罚因子，也称正规化系数；σ为核函数参数；θ为非线性映射函数。

2.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，其特征在于：步骤一所述频域介电响应测试频率范围10^-3Hz～10³Hz；所述油浸纸板含水率范围0.5％～5％；所述油浸纸板老化程度即油浸纸聚合度范围300～1200。

3.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，其特征在于：步骤二所述构建油浸纸板-水分复合介质体系介电参数的表示方法，仅考虑水分在低温下的相态变化。

4.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，其特征在于：步骤五所述的变压器主绝缘等效介电弛豫模型库内至少应包含5个电压等级、2种绕线方式下的模型等效结构。

5.根据权利要求1所述一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，其特征在于：步骤八所述低温区内油纸绝缘沿面闪络电压的确定需采用威布尔分布进行描述，且单组实验不少于10次；其中油纸绝缘沿面闪络电压的测试装置包括高压测试电极(10)、地电极(20)和固定夹件(30)；所述高压测试电极(10)和地电极(20)设置在油浸纸板(40)的上表面；所述固定夹件(30)设置在油浸纸板(40)的下表面；所述地电极(20)设置在高压测试电极(10)的两侧。