[发明专利]一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1：使用局部放电数字采集系统获取绝缘材料一定时间内的局部放电信号；

步骤2：使用局部放电分析系统进行局部放电信号的电荷量的计算；

步骤3：推导局部放电电荷量与老化时间之间的函数关系；

步骤4：使用所测局部放电的电荷量进行曲线拟合，求出局部放电电荷量与老化时间函数关系的未知参数；

步骤5：测量未知老化程度的绝缘材料局部放电电荷量，代入至已知参数的函数关系内进行求解，计算未知老化程度绝缘材料在固定时间内放电量所对应的老化时间；

步骤6：记录对应材料的老化时间并进行存储，多次循环上述四步，从而得出不同组绝缘材料的老化时间进行分析和比较。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，其特征在于，步骤2具体如下：

当绝缘材料上施加的电压超过局部放电起始电压时，局部放电就会在材料表面和内部发生，通过合理近似计算，则局部放电量可通过下式计算：

式中，Q为时段内的总放电量，M_max为单个脉冲波形的最大幅值，M_min为单个脉冲波形的最小幅值，D_pd为单次实验的总放电时间。

3.根据权利要求2所述的一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，其特征在于，步骤3具体如下：

局部放电的电荷量与老化时间的关系计算过程如下所示，绝缘材料的老化程度是其性能的函数，具体关系为：

C＝f(p)＝R(V₁,V₂,V₃,…,V_N)t (2)

式中，C为绝缘材料的老化程度，p为t时刻绝缘材料的性能，R为绝缘材料的老化率，而V₁，V₂，……，V_N为作用在绝缘材料上的各种不同外界应力；绝缘材料的老化程度是材料在不同时刻性能的函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，其特征在于，步骤4具体如下：

从式(2)可得：

若p减小到极限值p_min时，绝缘材料将彻底失去绝缘性能，这时的老化时间即老化时间；绝缘材料电老化时，内部产生放电细微开裂，形如树枝状的细小放电通道称为电树枝，当电树枝的深度x达到材料的厚度X_max时，材料将失去原有的绝缘性能，导致绝缘失效；放电通道中，具有以下关系：

通过对(4)式进行积分，可得：

式中，Q_i为电树枝长度为x_i的放电量，k₀、k₁、k₂均为积分常数；

而在交流电压作用下，电树枝长度x与时间的关系可以表达为：

x＝k₃t^1/d (6)

式中，k₃＝k₄(E-E_T)^bt^1/d，k₃为施加应力的函数，d为电树枝的分形维数，E为电应力初始值，E_T为电阈值，即电应力的极限值，低于此值时，电荷不会注入绝缘体，树也不会生长；则老化时间与电树枝长度的关系可以表达为：

式中K₅＝k₄^d，b为常数，由式(5)和式(7)可得：

式(8)即为绝缘材料放电量Q与老化时间t之间的一般式关系。

5.根据权利要求4所述的一种基于局部放电的电动汽车绝缘材料寿命预测方法，其特征在于，对于固定的绝缘材料，通过实际绝缘材料的局部放电数据采集系统得到局部放电电荷量参数，通过程序进行函数拟合，将多组局部放电电荷量和老化时间参数进行曲线拟合得到式(8)中的未知参数，从而得到对于当前实验下绝缘材料的寿命-老化时间公式(9)