[发明专利]一种现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法

权利要求书

1.一种现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备不同绝缘状态的油浸纤维素纸板样本，对油浸纤维素纸板样本进行FDS测试，得到介损值随频率变化的FDS曲线；然后测定油浸纤维素纸板样本的聚合度和水分含量；

(2)在FDS曲线的高频段取介损积分值作为特征参量，通过数据拟合得到水分含量与特征参量的数据关系式，通过数据关系式实现对水分含量的预测；

(3)对老化动力学方程进行修正，结合时温叠加理论得到DP值、水分含量与老化时间之间的关系，构建老化状态预测模型；

(4)通过老化状态预测模型计算得到DP预测值，将DP预测值与实验室DP实测值对比进行模型验证；

(5)对现场套管进行FDS测试，并通过X模型得到套管固体绝缘的FDS曲线；

(6)通过温度平移因子将不同油温下的FDS曲线平移至实验温度下的FDS曲线，结合预测得到的水分含量和老化状态预测模型对FDS测试数据进行预测分析。

2.根据权利要求1所述的现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中，不同绝缘状态的油浸纤维素纸板样本的制备过程为：通过吸潮实验得到不同水分含量的油浸纤维素纸板；然后进行加速热老化实验，制备不同绝缘状态的油浸纤维素纸板样本。

3.根据权利要求1所述的现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，所述步骤(2)中，水分含量与特征参量的数据关系式为：

mc％＝a-b·EXP(-IV/c)，

式中，mc％为水分含量，IV为特征参量，a、b、c均为拟合系数。

4.根据权利要求1所述的现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，所述步骤(3)中，老化动力学方程为：

式中，DP₀为聚合度初始值，DP_t是老化时间达到t时的值，参数k_t和k_DP表示环境因子，被视为与老化反应速率有关的常数。

5.根据权利要求4所述的现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，测量不同水分含量的纤维素纸板的DP值随老化时间的变化规律，通过数据拟合得到所述老化动力学方程中的参数值k_t和k_DP与水分mc％的拟合公式如下：

k_t(mc％)＝a-b·EXP(-mc％/c)

k_DP(mc％)＝d-m·EXP(-mc％/n)，

式中，a、b、c、d、m、n为拟合参数，取值范围[-1000,1000]。

6.根据权利要求4所述的现场套管油浸纤维素绝缘的水分预测和老化评估方法，其特征在于，根据时温叠加理论，将实验样本的老化温度定义为参考温度T_ref，将在参考温度下的老化反应达到DP_t所需的时间定义为t_ref，在时效温度T_i与T_ref不同的情况下，在时效温度下老化程度达到DP_t所需的相应时间定义为t_i，所述T_ref、t_ref、T_i、t_i之间的关系式为：

T_ref·t_ref＝T_i·t_i；

然后根据上述公式对老化动力学方程进行修正，得到以下公式：

根据Arrhenius理论和温度平移因子得到如下关系式：

其中，k_i、k_ref分别代表温度T_i、T_ref下的化学反应速率。