[发明专利]一种基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法

说明书

本发明公开了一种基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法，包括以下步骤：建立绝缘纸板绝缘热致气泡逸出温度数值模型；基于Oommen平衡曲线，将绝缘油的水分含量换算成绝缘纸板的水分含量；将绝缘纸板的水分含量代入模型中，得到该绝缘纸板的水分含量下的气泡逸出温度与绝缘老化程度的对照表；对变压器进行温升试验，观察并记录绝缘纸板中气泡逸出的实测温度；参照气泡逸出温度与绝缘老化程度的对照表，找到对应的绝缘老化程度。本发明提供的基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法，基于绝缘纸板水分含量下绝缘老化程度与气泡逸出温度之间的关系对变压器主绝缘纤维素的老化状态做出估计，简单实用。

技术领域

本发明涉及电气设备绝缘技术领域，特别是涉及一种基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法。

背景技术

电力变压器是电网中的主要设备，其绝缘状况好坏和健康水平直接关系到电网的安全与稳定。目前电力变压器的绝缘结构主要为油、纸、纸板等绝缘材料共同组成的复合绝缘结构。对于老化或者维护不足的变压器，其油纸绝缘的含水量将逐渐增加。这些变压器的运行风险之一是在高温下绝缘纸或纸板中的水分会蒸发成水蒸气，并以气泡的形式从绝缘纸中逸出。而就目前来说，与油中CO₂，CO及糠醛的浓度判据相比，聚合度仍是表征固体绝缘寿命最直接而有效的判据。但由于大部分老旧变压器并没有预置固体绝缘试样用于测试，聚合度测量需要吊芯(罩)取变压器本体的纸/板样品并妥善补强，属于破坏性试验，不易于定期检测。研究表明，聚合度的高低会直接影响纸板纤维间孔隙的大小。老化导致平均聚合度降低，纤维间平均孔隙增大，因而导致油纸绝缘气泡初始逸出温度降低。因此，只要掌握了气泡逸出温度与纤维间平均孔隙大小的关系即可通过观察气泡逸出温度推断变压器本体的老化状态，对于变压器绝缘老化的评估具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法，在不损害变压器本体的条件下，基于绝缘纸板水分含量下绝缘老化程度与气泡逸出温度之间的关系对变压器主绝缘纤维素的老化状态做出估计，简单实用，对于电力变压器的绝缘老化评估具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于气泡逸出温度的变压器固体绝缘老化评估方法，该方法包括以下步骤：

S1，建立绝缘纸板绝缘热致气泡逸出温度数值模型，确定不同绝缘纸板水分含量下绝缘老化程度与气泡逸出温度之间的关系；

S2，取样并测量变压器中绝缘油的水分含量，并基于Oommen平衡曲线，将绝缘油的水分含量换算成绝缘纸板的水分含量；

S3，将步骤S2中的绝缘纸板的水分含量代入到步骤S1中的模型中，得到该绝缘纸板的水分含量下的气泡逸出温度与绝缘老化程度的对照表；

S4，对变压器进行温升试验，观察并记录绝缘纸板中气泡逸出的实测温度；

S5，利用步骤S4中的气泡逸出的实测温度，参照步骤S3中的气泡逸出温度与绝缘老化程度的对照表，找到对应的绝缘老化程度。

可选的，所述步骤S1中，建立绝缘纸板绝缘热致气泡逸出温度数值模型，确定不同绝缘纸板水分含量下绝缘老化程度与气泡逸出温度之间的关系，具体包括：

S101，建立水蒸气和其他气体的理想气体状态方程组成的气泡状态方程是：

P_g(t)·V(t)＝n_g·R·T(t) (1)

P_w(t)·V(t)＝n_w(t)·R·T(t) (2)