[发明专利]确定电感操作的元件中退化的绝缘能力

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定在电感操作的元件的导体周围提供的绝缘体的绝缘能力改变的方法、设备和计算机程序产品。

背景技术

电感操作的元件的绝缘体(例如在变压器的绕组周围提供的绝缘体)可能随时间而退化，例如是由于在许多高压应用中由纸张或者纸板制成的这一绝缘体为例如形式为硫化铜(Cu2S)的污染物所污染。为了能够提供适当对策，于是对确定绝缘能力的退化量感兴趣。可以实现这一点以便知道将何时更换和/或保养问题元件。对绝缘能力的更好了解可能具有高度的经济重要性。通过这样的了解，还更易于确定将何时断开元件，这从安全观点来看也可以是有利的。

至今尚不可能以任何良好方式实现这一点而无需拆卸元件和直接检查绝缘材料。这既繁琐又耗时。在这样的调查期间当然不能使用元件。另外，存在有元件将因拆卸而受损的风险。

在本领域内存在多种检查方法。

在例如US 5,440,238中，描述了一种用于对导体或者电介质的表面上的表面电阻腐蚀、薄膜生长和氧化物形成进行检测、确定和成像的装置和方法。该设备包括具有与辐射镜远离的样本的改型共焦谐振器结构。通过对反射微波进行分析和成像来确定表面电阻。成像然后揭示导体或者电介质的表面中由于表面杂质、非化学计量等所致的异常。

在JP 04176108中，描述了一种金属粒子分散于其表面上的检测构件。以使粒子与绝缘油接触这样的方式提供粒子，其中绝缘油用来使电机的主体绝缘。识别检测构件的电阻改变。例如，可以将硫化物检测部分浸入在油浸式变压器的槽中提供的绝缘油中，并且硫化物检测部分经由绝缘端子连接到连接线。将铜粉吹到矩形环氧树脂绝缘板的一个表面，并且铜粉分散地粘附到该表面。在绝缘板的两端上提供电极，并且连接引线。因而，在绝缘板的表面上的电阻在导电硫酸铜分散地粘附到绝缘板的表面时减少，并且可以通过测量两个引线之间的电阻改变来识别硫酸铜的生长程度。

在JP 07335446中，绝缘油和铜板密封于器皿中，并且在某一时间间隔期间在某一温度受热。随后，通过相对于铜表面上的产生的硫化铜向硫酸离子含量添加溶解的铜，来诊断绝缘油的硫化物腐蚀。也在操作中从油填充的电气设备提取绝缘油，以便测量溶解的铜和硫酸离子含量，以及以便计算产生的硫化铜的产生密度以便诊断硫化物腐蚀。

在JP 57141565中，分接开关与变压器的内部绕组串联连接并且连接到外部端子。通过在切换分接开关之时经过外部端子插入测量电流，来测量变压器的绕组电阻。该电流小于或者等于0.5A。然后，比较这一测量的绕组电阻值与在正常模式中的绕组电阻值。通过该测量，确定在测量的绕组电阻值比在正常模式中更大的情况下硫化过程进展明显。

已知使用电介质频率响应方法来分析不同绕组之间绝缘体的绝缘能力。下文给出这一点的例子。

US 7,292,048描述了一种用于测量电绝缘系统的电介质响应的方法和设备，其中通过频域方法确定第一测量结果而通过时域方法确定第二测量结果。组合第一测量结果和第二测量结果以形成总测量结果作为电介质响应。

US 6,870,374描述了一种用于识别电力变压器的绝缘系统中的异常的类型的方法，其中测量绝缘系统的分区中的电介质损耗，基于该分区的材料性质、几何形状和温度来计算针对分区的理论电介质损耗，并且生成测量的电介质损耗与计算的电介质损耗之间百分比差的图形表示。

在Mark Perkins、Asim Fazlagic、George Frimpong的″Dielectric Frequency Response Measurement as a Tool for Troubleshooting Insulation Power Factor Problems″(Conference Record of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation，Boston，MA USA，2002年4月7-10日)中，描述了一种用于评估电介质频率响应(DFR)测试的方法，该测试用于发现和标识高的或者异常的绝缘功率因子测试结果的原因。在该方法中根据对变压器的DFR测试来预备电介质响应签名。将签名和测量的响应与具有“正常”绝缘结构的变压器的建模响应和已知缺陷的签名库比较。基于该比较可以诊断受测试的变压器的绝缘结构中的功率因子缺陷。