[发明专利]一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法

权利要求书

1.一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行：

步骤一、获得已知含水率的油纸在设定的平移参考温度下的介质损耗因数曲线；获得相同含水率的油纸在设定的测试温度下的介质损耗因数曲线；

步骤二、根据已知含水率的油纸在平移参考温度和测试温度下的介质损耗因数曲线、平移因子公式以及拟合后油纸的活化能ΔE的表达式，获得各含水率油纸的平移因子理论表达式；所述平移因子公式如下：

其中：α为相应含水率下的平移因子；T_ref为参考温度，其单位为：K；T为测试温度，其单位为：K；ΔE为油纸的活化能；R为气体分子常数，8.314J/(mol·K)；

步骤三、对油纸进行在设定的老化参考温度下的加速老化试验，获得老化参考温度下与老化时间对应的油纸聚合度值，并绘制老化参考温度下的老化时间与聚合度变化曲线；

步骤四、根据步骤三中的老化时间与聚合度变化曲线，结合纤维素化学反应动力学方程及化学反应速率方程进行曲线拟合，获得纤维素化学反应动力学方程和化学反应速率方程中的相关系数：k₂、k₁₀和b的值，其中k₁₀为反应速率k(t)的初始值，k₂和b为待定拟合系数；所述纤维素化学反应动力学方程为：

所述化学反应速率方程为：

k＝Ab^wexp(-ΔE/RT)

其中b^w表示含水率对反应速率的影响，w为油纸含水率，A为待定拟合参数；

其中：DP_t为t时刻的聚合度；DP₀为初始时刻的聚合度；t为反应时间；

步骤五、将获得的k₁₀的值根据步骤二中获得的平移因子理论表达式进行平移，获得平移后的反应速率初始值k′₁₀；

步骤六、根据步骤五中平移后的反应速率初始值k′₁₀以及步骤四中的拟合系数k₂和b，获得油纸绝缘寿命L的评估方程，通过求解该方程获得已知含水率的高压电流互感器内部油纸在设定的测试温度下的绝缘寿命L评估值。

2.根据权利要求1所述的一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于：所述步骤二中拟合后油纸的活化能ΔE通过油纸活化能与含水率关系的拟合曲线拟合后获得，拟合后油纸的活化能ΔE表达式为：

ΔE＝A exp(w/B)+C

其中B、C均为待定拟合参数。

3.根据权利要求2所述的一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于：所述油纸活化能与含水率关系的拟合曲线的获得方法为：

①在相同含水率油纸的平移参考温度以及测试温度下的介质损耗因数曲线上，取同一频率的测试温度介质损耗因数与平移参考介质损耗因数的差值为相同含水率下油纸测试温度对应的平移因子值；

②根据平移因子值以及平移因子公式，通过斜率计算，得到相同含水率下油纸的活化能值，取活化能值的平均值为油纸的活化能ΔE，获得各含水率下油纸的活化能值；

③根据获得的各含水率下油纸的活化能，建立横坐标为油纸含水率，纵坐标为油纸活化能的油纸活化能与含水率关系的拟合曲线。

4.根据权利要求2所述的一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于：所述步骤二中平移因子理论表达式为：

5.根据权利要求1所述的一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于：所述步骤五中平移后的反应速率初始值k′₁₀为：

k′₁₀＝αk₁₀。

6.根据权利要求2所述的一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估方法，其特征在于：所述步骤六中获得油纸绝缘寿命L的评估方程为：

7.一种高压电流互感器内部油纸绝缘寿命评估的装置，其特征是：包括：

第一获得模块、用于获得平移参考温度和测试温度下的介质损耗因数曲线；

第二获得模块、用于获得各含水率油纸的平移因子理论表达式；

第三获得模块、用于获得老化参考温度下的油纸老化时间、与老化时间对应的油纸聚合度值以及老化时间与聚合度变化曲线；

第四获得模块、用于获得纤维素化学反应动力学方程和化学反应速率方程中的相关系数：k₂、k₁₀和b的值，所述纤维素化学反应动力学方程为：

所述化学反应速率方程为：

k＝Ab^wexp(-ΔE/RT)

其中b^w表示含水率对反应速率的影响，w为油纸含水率，其中A、b为待定拟合参数，T为测试温度，其单位为：K；ΔE为油纸的活化能；R为气体分子常数，8.314J/(mol·K)；

其中：DP_t为t时刻的聚合度；DP₀为初始时刻的聚合度；k(t)为反应速率；k₁₀为k(t)的初始值；k₂和b为待定拟合参数；t为反应时间；

第五获得模块、用于获得平移后的反应速率初始值k′₁₀；

第六获得模块、用于通过油纸绝缘寿命的评估方程，获得已知含水率的高压电流互感器内部油纸在设定的测试温度下的绝缘寿命评估值。