[发明专利]基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法

权利要求书

1.一种基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，定义介电模量为复介电常数的倒数，根据复介电常数的倒数得到介电模量的实部和虚部的表达式；

S2，制备不同水分含量的套管绝缘油纸，在不同温度下对套管绝缘油纸进行频域介电谱测试以得到复介电常数对应的FDS曲线；

S3，将复介电常数虚部对应的FDS曲线按所述表达式进行转换以得到介电模量的虚部对应的FDS曲线；

S4，使用最小二乘法定位介电模量的虚部对应FDS曲线的峰值频率，把峰值频率作为特征参量，得到峰值频率随温度和水分的变化规律；

S5，定义温度平移因子，根据峰值频率随温度和水分含量的变化规律得到平移因子随温度和水分含量变化的规律；

所述温度平移因子的表达式如下所示：

式中的f_pr和f_pt分别对应于参考温度和试验温度下复介电模量的虚部M”(ω)上的峰值频率；

S6，结合Arrhenius方程得到与平移因子相关的活化能计算公式，从而得到活化能与水分含量的关系；

S7，建立活化能预测模型，得到活化能与峰值频率、温度的拟合曲线。

2.根据权利要求1所述的基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，复介电常数的频域表达式如式(2)所示：

式中，ε_∞为角速度ω→∞时的介电常数，ε_s为静态介电常数，τ为弛豫时间常数，β为时间分布参数，为了得到介电模量M(ω)，对复介电常数取倒数做以下变换：

其中M_∞＝1/ε_∞,M_S＝1/ε_S,τ_M＝τ(ε_∞/ε_S)1/β，由此得到介电模量的实部和虚部表达式为：

其中，M’(ω)为介电模量的实部，M”(ω)为介电模量的虚部。

3.根据权利要求1所述的基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，步骤S1中制备不同水分含量的套管绝缘油纸具体为：通过将不同纸板样本放置在精密电子天平上吸收水分即可获得各种预期水分含量的纸板样本，随后在恒定实验温度下进行水分平衡分配，持续48小时，使用卡尔费休滴定装置测量水分含量。

4.根据权利要求1所述的基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，经典Arrhenius热动力学方程如下所示：

其中，A_k是指数前因子，被认为是与化学反应速率有关的常数，R是气体常数，取值范围在[0-1000]，T是化学反应过程中的温度，由于峰值频率f_p与T的变化规律类似于公式(5)，使用公式(5)表示f_p与T的关系如式(6)所示，

A_f是指前因子，为与频率介电响应强度有关的常数。

5.根据权利要求4所述的基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，通过对实测曲线的拟合得到A_f与水分含量的关系如式(7)所示，其中mc％为水分含量，a、b、c为拟合系数，取值范围在[0-1000]；

Ln(A_f)＝a×e^mc％/b+c (7)。

6.根据权利要求5所述的基于介电模量的套管绝缘油纸温度修正和活化能预测方法，其特征在于，通过式(6)、式(7)得到活化能的预测公式如式(8)所示，根据式(8)得到活化能E_af随峰值频率f_p与温度T的变化规律；

E_af＝R·T·[Ln(A_f)-Lnf_p] (8)。