[发明专利]基于直流叠加谐波的低温电树枝老化评估方法

说明书

本发明公开一种基于直流叠加谐波的低温电树枝老化评估方法，采用电树枝长度的方法对高温超导直流电压电缆用绝缘材料绝缘状态进行有效评估。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；步骤2)使用低温环境下电树枝实验系统装置进行实验，低温环境下电树枝实验系统装置；步骤3)在电树枝观测装置下观察试样内部电树枝老化情况；步骤4)采用ScreenRuler虚拟尺进行计算。本发明能够使用测量电树枝长度的方法对高温超导直流电压电缆用绝缘材料老化程度进行有效评估。

技术领域

本发明属于高压设备领域，特别涉及一种基于直流叠加谐波的低温电树枝老化评估方法。

背景技术

随着电力工业产业的迅猛发展和电网规模的扩大，对电力传输要求也越来越高，超导电缆成为了今后发展的热门方向。高温超导(HTS)电缆作为下一代电力传输介质，因其几乎无电阻的特性，可以实现大容量、低损耗的传输，且结构紧凑铺设方便，从而在国内外输电系统中得到广泛应用。在实际应用中，环氧树脂绝缘材料以其优秀的电性能和物理化学性能而广泛应用于高温超导电缆的附件中，其性能的好坏与输电线路的安全运行与否有直接关系。电树枝老化和击穿是环氧树脂绝缘材料绝缘损坏的重要原因。由于电缆的工作环境复杂，环氧树脂需要承受低温、谐波电压以及直流电压等多方面的考验。随着电网传输容量的不断增大，电压等级的不断提高，外界环境的更加复杂化，绝缘材料的电树枝老化问题愈显严重。而其最终导致的绝缘击穿则严重危险了电力系统的安全稳定运行。

对于高温超导直流电缆的运行过程，本身就处于一定幅值的直流电压下，而换流变压器会因为交直流电压的转换而出现谐波电压，从而导致超导直流电缆中直流叠加谐波的复合电压的出现，会对直流电缆的正常运行产生不利的影响，容易造成直流电缆绝缘的电树枝老化和击穿，严重威胁了电缆绝缘的安全性和使用寿命。因此，研究直流叠加谐波复合电场条件下浇注式绝缘材料老化状态评估方法具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于直流叠加谐波的低温电树枝评估方法，提供电树枝观测装置和低温环境下直流叠加谐波电压评估方法，从而能够使用测量电树枝长度的方法对高温超导直流电压电缆用绝缘材料老化程度进行有效评估。

本发明的技术方案为：基于直流叠加谐波的低温电树枝老化评估方法，采用电树枝长度的方法对高温超导直流电压电缆用绝缘材料绝缘状态进行有效评估，包括如下步骤：

步骤1)制备基于针-板电极的环氧树脂测试试样，本发明试样制备采用针-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。为了更清晰的观察到电树枝图像，试样被固定在两片透明玻璃片之间。

对于环氧树脂测试试样的制备，应按照以下程序。第一步，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；第二步，为保证试样不含气泡而影响电树枝老化的观察效果，将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；第三步，从真空箱内取出，将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，注意不要在倾倒时混入气泡；第四步，在室温条件下静置固化48小时，再于60℃烘烤箱烘烤8小时，取出自然降温至室温；第五步，在试样底部贴上厚度为100μm铜箔电极，就达到电树枝老化实验要求了。最终制备出的试样如图1所示。