[发明专利]变压器固体绝缘老化程度的判断方法

说明书

技术领域

本发明属于变压器固体绝缘诊断与寿命评估技术领域，具体涉及一种变压器固体绝缘老化程度的判断方法。

背景技术

变压器是电力系统中的重要设备，一旦发生事故，则可能导致大面积停电，维修周期长，维修费用高且影响面广。变压器在使用了一定年限后由于各种原因会产生故障，最典型的故障就是固体绝缘老化，固体绝缘在运行过程中质量逐渐下降，结构逐渐损坏，最终导致绝缘失效，电力设备不能继续运行。如果没有提前判断出绝缘老化的程度，将会产生严重的后果。过去的10年中，在电力系统故障原因中，绝缘老化列在第二位。

目前判断固体绝缘老化的方法主要有：张应力测量、聚合度测量、DGA检测法等。上世纪早期出现了测量劣化绝缘纸张应力的方法。1930年Montsinger提出一个判据，当绝缘纸的张应力下降到新纸张应力的50％时，设备便到达它的最终使用期限。该方法最为直接，但存在取纸样困难和测试结果的重复性欠佳等缺点。聚合度是直接反映了绝缘纸的老化程度，聚合度的测量是重要的测定方法，七十年代出现了用粘度法测试绝缘纸聚合度(Degree of pofymerization，DP)的方法，从1974年到2007年IEC出版物IEC60450——《电工用新纸和老化纸的平均聚合度的测量》在不断更新，目前已经比较完善了，用乌别洛特粘度计测定纸溶液的比粘度，再用经验公式计算出平均聚合度。这种方法克服了试验重复性不好的困难，至今仍是评价绝缘纸老化程度较准确的方法。但是，它仍然面临必须停电且典型纸样难以采集等困难，而且在文中作者指出，测定聚合度，用到的粘度法中的动力学参数不可靠。应用上述两种方法诊断固体绝缘的老化状况均要求变压器停运，而这是正常供电所不希望的。DGA检测主要检测的是烃类气体、CO和CO₂，方法比较成熟，也可以根据结果判断出故障性质，是一种比较好的方法，但是该方法不能单独反映变压器中固体绝缘的老化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述不足，通过对在运行变压器油中糠醛浓度和纸样聚合度的分析，建立实际运行变压器油中糠醛浓度与绝缘纸聚合度的关系曲线，为以后实用化应用提供依据；建立一套完整的高压液相分析油中糠醛浓度的方法；并应用已建立的糠醛分析方法，对在运行变压器进行油中糠醛浓度分析，对这些变压器的老化情况进行评价。提供一套完整的变压器固体绝缘老化判断方法，为预防故障，保障安全运行提供保障。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明变压器固体绝缘老化程度的判断方法，该方法依序包括以下步骤：

(1)配制糠醛溶液的梯度浓度标准溶液，用高效液相色谱法对上述标准溶液进行检测，以糠醛色谱峰面积为横坐标，糠醛浓度为纵坐标做标准曲线I；

(2)取实际电网变压器中的至少5个不同绝缘纸样品，进行高效液相色谱检测，根据标准曲线I得出各个样品中糠醛浓度；

(3)采用步骤(2)中同样的绝缘纸样品，分别测定其含水量H，计算干纸浓度C，另外取样进行脱脂、溶解后测量其比粘度，根据Martin经验公式计算出绝缘纸样品的聚合度；

(4)以步骤(3)得到的绝缘纸样品的聚合度为横坐标，以步骤(2)得到的糠醛浓度的对数为纵坐标做标准曲线II，得出糠醛浓度与绝缘纸聚合度的关系；

(5)对于未知样品，测出糠醛浓度，根据步骤(4)中的标准曲线II得到绝缘纸聚合度，根据IEC60450标准以判断变压器固体绝缘老化程度。

本发明的方法中高效液相色谱条件为：采用C₁₈反相柱，紫外检测器，检测波长定为280nm，流动相是体积比为30∶70～50∶50的甲醇-水系统，流速：1mL/min，进样量20μL。

步骤(1)中糠醛溶液标准溶液的物质的量浓度范围是0.01～4mg/L。

步骤(3)的具体操作方法如下：

(a)取样：对浸渍过油的绝缘纸编号，分别用Soxlet抽提器使纸脱脂，分两步进行，将苯与乙醇各100mL混合加热到95～100℃，抽提6～10h，用200mL丙酮，加热到70～80℃，抽提6～10h；

(b)溶解：称取一定重量纸两份，分别放入两各50mL小瓶内，加入22.5mL1M酮乙二胺、22.5mL水和少许玻璃球，用搅拌装置搅拌8～10h；

(c)测量流出时间：用乌氏粘度计分别测出20℃时溶剂和溶液的留出时间；按式I计算出比粘度η₀，