[发明专利]一种低温环境下油纸绝缘频域介电谱温度效应消除方法

权利要求书

1.一种低温环境下油纸绝缘频域介电谱温度效应消除方法，其特征在于，方法步骤如下：

第一步：参数测定

在10^-3Hz～10³Hz频率范围内，对变压器油纸绝缘在实时温度T下和参考温度T_r下通过频域介电响应分析仪扫频测试，得到实时温度T下的油隙电阻R_Ti,f、油隙电容C_Ti,f和油浸纸电阻R_Tp,f、油浸纸电容C_Tp,f，以及参考温度T_r下的油隙电阻R_Tri,f、油隙电容C_Tri,f和油浸纸电阻R_Trp,f、油浸纸电容C_Trp,f这些参数，其中，电阻的单位均为Ω，电容的单位均为nF；所述实时温度T为实时测量时的温度，其范围为-50℃～10℃，参考温度T_r是在实时温度T的范围内且不等于实时温度T的一个温度；

第二步：确定油纸绝缘的绝缘参量与频率的关系谱图

根据所述参数，计算10^-3Hz～10³Hz对应频率油纸绝缘在实时温度T下的绝缘参量IP_T,f和在参考温度T_r下的绝缘参量IP_Tr,f，绝缘参量的单位为(Ω·nF)^-1，计算公式如下：

以频率为横坐标，以对应的频率计算得到的绝缘参量IP_T,f为纵坐标，得到实时温度T下的IP_T,f与频率的关系谱图；以频率为横坐标，对应的频率计算得到的绝缘参量IP_Tr,f为纵坐标，得到参考温度T_r下的IP_Tr,f与频率的关系谱图；

第三步：确定关系谱图斜率为1时的坐标

确定在实时温度T下的IP_T,f与频率关系谱图斜率为1时所对应的频率f_T0和在频率f_T0下的绝缘参量以及在参考温度T_r下的IP_Tr,f与频率关系谱图斜率为1时所对应的频率f_Tr0和在频率f_Tr0下的绝缘参量

第四步：计算实时温度T下绝缘参量的弛豫速率

实时温度T下绝缘参量沿横向弛豫过程所需要的能量E_Th和沿纵向弛豫过程所需要的能量E_Tz，能量的单位为J，计算公式如下：

其中，k为Boltzman常数，k＝1.38×10^-23J/K；

实时温度T下绝缘参量沿横向弛豫过程所需要的弛豫时间τ_Th和沿纵向弛豫过程所需要的弛豫时间τ_Tz，弛豫时间的单位为s，计算公式如下：

其中，ε_r为电介质在工频下的相对介电常数，ε₀为真空介电常数，介电常数均取单位为法拉/米时的值，绝缘参量均取单位为(Ω·nF)^-1时的值；

得到实时温度T下绝缘参量沿横向的弛豫速率v_Th和沿纵向的弛豫速率v_Tz，弛豫速率的单位为J/s，计算公式如下：

第五步：计算参考温度T_r下绝缘参量的弛豫速率

参考温度T_r下绝缘参量弛豫过程所需要的能量E_Tr以及弛豫过程所需要的弛豫时间τ_Tr，能量的单位为J，弛豫时间的单位为s，计算公式如下：

其中，ε_r为电介质在工频下的相对介电常数，ε₀为真空介电常数，介电常数均取单位为法拉/米时的值，绝缘参量取单位为(Ω·nF)^-1时的值；

得到参考温度T_r下绝缘参量的弛豫速率v_Tr，弛豫速率的单位为J/s，计算公式如下：

第六步：确定平移因子γ，消除温度效应

确定频域介电谱的横向平移因子γ_h和纵向平移因子γ_z，其计算公式如下：

其中，λ为温度系数，取值为：

如果参考温度T_r高于实时温度T时，计算得到的横向平移因子γ_h和纵向平移因子均为正数，则将实时温度T下的频域介电谱沿着横轴向右平移γ_h个单位，再沿着纵轴向上平移γ_z个单位；如果参考温度T_r低于实时温度T时，计算得到的横向平移因子γ_h和纵向平移因子均为负数，则将实时温度T下的频域介电谱沿着横轴向左平移|γ_h|个单位，再沿着纵轴向下平移|γ_z|个单位。