[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

摘要

本发明公开了一种温度变化下套管电容芯子绝缘性能的评估方法，首先设计了一种对温度变化下套管电容芯子绝缘性能进行测试的装置，其中控制装置将温度传感器采集的套管电容芯子所处的平均油温与设定油温进行比较，控制直流电源、冷凝水箱和油泵的工作状态使得电容芯子处的平均油温发生变化，进而通过频域介电谱测试仪对套管电容芯子的绝缘性能进行评估。本方法中模拟了在高寒地区高铁负荷“昼频夜空”情形下绝缘套管的运行工况，因而该方法能更真实准确地评估实际套管的绝缘性能。

主权项

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)对所述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)对所述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。