[发明专利]一种基于复合电场的超导绝缘材料老化评估方法

摘要

本发明公开一种基于复合电场的超导绝缘材料老化评估方法，采用累积损伤的方法对高温超导直流电缆用绝缘材料绝缘状态进行有效评估，主要步骤有：首先制备基于针‑板电极的环氧树脂测试试样；其次使用低温环境下电树枝实验系统装置进行实验；再次在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况；然后采用Matlab语言进行计算。本发明实现了复合电场下的超导绝缘材料老化评估，能够解决随着电网传输容量的不断增大，电压等级的不断提高以及外界环境的复杂化带来的绝缘材料的电树枝老化问题，有效保障电力系统的安全稳定运行。

主权项

1.一种基于复合电场的超导绝缘材料老化评估方法，其特征在于，采用累积损伤的方法对高温超导直流电缆用绝缘材料绝缘状态进行有效评估，具体包括如下步骤：1)制备基于针‑板电极的环氧树脂测试试样:试样制备采用针‑板电极系统，针电极接高电压，板电极接地，试样放在平板电极上；试样被固定在两片透明玻璃片之间；(1)将环氧树脂和聚酰胺按照3:1的质量配比倒入烧杯中混合，然后使用磁力搅拌器均匀搅拌混合物20min，使其混合均匀，得到混合均匀后的环氧树脂混合液体；(2)将步骤(1)中混合均匀后的环氧树脂混合液体放入真空箱中抽真空两个小时，以充分去除其中的水分和空气，得到干燥的环氧树脂混合液体；(3)从真空箱内取出，然后将步骤(2)中干燥的环氧树脂混合液体用玻璃棒引流缓慢倒入提前准备好的模具中；(4)在室温下静置固化48小时，再于60℃烘烤箱烘烤8小时，取出自然降温至室温；(5)在试样底部贴上厚度为铜箔电极；2)使用低温环境下电树枝实验系统装置进行实验：(1)放置环氧树脂试样：先检查低温环境下电树枝实验系统装置正常后，开始连接试样针电极和低温环境下电树枝实验系统装置高压端；(2)在恒温箱中倒入液氮，由温度传感器实时测量箱内温度，通过温度控制系统保证恒温箱内部温度达到实验要求，以每秒10℃速率下降温度至液氮温度‑196℃，再等待5min以保证材料的温度达到液氮温度；(3)进行加压实验：采取先加直流电压再加脉冲电压的方法，以1kV/s的速率加压至指定直流电压数值，等待5min后再加脉冲电压，同样以1kV/s的速率加压至指定脉冲电压数值；(4)取出试样：在指定加压时间后，关闭电源取出试样，静置于室温环境20min，准备在电树枝观测装置下进行观察；3)在电树枝观测装置下观察试样电树枝老化情况：(1)放置试样，调试光学显微镜和CCD数码摄像头，调节冷光源位置，使冷光源发出的光直射试样针尖，以清晰地观测环氧树脂试样的内部情形；(2)观测试样：将CCD数码摄像头与终端相连，通过视频软件观测试样内部电树枝的形态，并拍照记录；4)采用Matlab语言进行计算：(1)截取包含整个电树枝的图片，总像素值为500pixels×500pixels；(2)对图像进行二值化处理得到给黑白图像；(3)统计图像中黑色区域内的像素个数，得到的数值即为电树枝的累积损伤值；(4)采用累积损伤分析不同复合电压与脉冲频率下绝缘的老化面积结果。