[发明专利]一种高压套管内绝缘不均匀受潮实验的方法

摘要

本发明公开了一种高压套管内绝缘不均匀受潮实验的方法，先搭建实验平台，再进行套管受潮处理，之后设置参考温度T₁，同时测试环境温度T，通过比较参考温度T₁与环境温度T的大小，将温度调整至参考温度T₁，测试参考温度T₁下套管模型1Hz~1kHz的介电谱，测试完成后，计算补偿温度T₂，接通升温系统将温度升高至补偿温度T₂，测试补偿温度T₂下套管模型1Hz~1kHz的介电谱，测试完成后，计算参考温度T₁频域谱内补偿频率点，通过补偿温度T₂下的测试结果补偿参考温度T₁下低频段的介电谱，最后将参考温度T₁下的测试介电谱和补偿介电谱合成完整的介电谱。本发明能够实现不均匀受潮状态下对油浸式套管进行频域介电谱测试，得到高压套管内绝缘不均匀受潮时的频域介电谱。

主权项

1.一种高压套管内绝缘不均匀受潮实验的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：搭建试验平台搭建一种高压套管内绝缘不均匀受潮时的介电响应试验平台，主要由套管芯子(1)、电机(8)、传动装置(7)、温控系统(14)、加热装置(5)、搅拌器(4)、压缩机(15)、冷凝管(16)、第一温度传感器(3a)、第二温度传感器(3b)、湿度控制系统(17)、加湿器(18)、气体循环系统(19)、第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(6b)、第三湿度传感器(6c)、第四湿度传感器(6d)、水分传感器(9)、介电谱测试仪(12)以及终端机(13)构成，套管芯子(1)通过传动装置(7)与电机(8)连接，实现套管芯子(1)的转动；压缩机(15)与冷凝管(16)相连，加热装置(5)、搅拌器(4)、第一温度传感器(3a)、第二温度传感器(3b)、压缩机(15)分别与温控系统(14)相连，温控系统(14)与终端机(13)相连，实现对油箱(11)的温度控制；加湿器(18)、气体循环系统(19)通过通气管道(20)与油箱(11)相连，加湿器(18)、气体循环系统(19)、第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(6b)、第三湿度传感器(6c)、第四湿度传感器(6d)分别与湿度控制系统(17)相连，湿度控制系统(17)与终端机(13)相连，实现对油箱(11)的湿度控制；水分传感器(9)与终端机(13)相连，实现对套管芯子(1)水分分布的监测；套管芯子(1)的中心导管与介电谱测试仪(12)的输出端相连，套管芯子(1)的末屏与介电谱测试仪(12)的输入端相连，介电谱测试仪(12)与终端机(13)相连，实现套管芯子的频域介电谱测试；套管芯子(1)通过第一支架(2a)和第二支架(2b)置于油箱(11)内1/2高度处，油箱(11)中装有1/2的绝缘油(10)，套管芯子(1)的一半浸在绝缘油(10)中，加热装置(5)置于油箱(11)底部中心处，搅拌器(4)置于加热装置(5)上方，第一温度传感器(3a)置于油箱(11)前侧的左下角，第二温度传感器(3b)置于油箱(11)左侧1/2高度处，第二温度传感器(3b)浸在绝缘油(10)中，冷凝管(16)铺设在油箱(11)底部，第一湿度传感器(6a)置于油箱(11)的前侧的左上角，第二湿度传感器(6b)置于油箱(11)的后侧的左上角，第三湿度传感器(6c)置于油箱(11)的后侧的右上角，第四湿度传感器(6d)置于油箱(11)的前侧的右上角，水分传感器(9)置于套管芯子(1)的绝缘层中；第二步：接通湿度控制系统，对套管进行受潮处理终端机(13)控制湿度控制系统(17)，开启加湿器(18)增加油箱(11)中的湿度，开启气体循环系统(19)对油箱(11)中气体进行循环，第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(6b)、第三湿度传感器(6c)、第四湿度传感器(6d)监测气体水分含量并将监测值传回终端机(13)，同时终端机(13)控制电机(8)转动，电机(8)通过传动装置(7)带动套管芯子(1)转动，对套管芯子(1)进行不均匀受潮处理，水分传感器(9)监测套管芯子(1)的受潮情况并将监测值传回终端机(13)，套管芯子(1)受潮情况达到预期后，湿度控制系统(17)关闭加湿器(18)；第三步：设置参考温度T1设置参考温度T1，并测试环境温度T；第四步：测试参考温度T1下1Hz～1kHz的介电谱比较参考温度T1与环境温度T，若环境温度T小于参考温度T1，终端机(13)控制开启温控系统(14)对绝缘油(10)加热，开启搅拌器(4)，第一温度传感器(3a)、第二温度传感器(3b)监测油温，返回至终端机(13)，终端机(13)监测到绝缘油(10)温度达到T1后，开启介电谱测试仪(12)测试套管芯子(1)在T1温度下1Hz～1kHz内多个频率点的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″；若环境温度T大于等于参考温度T1，终端机(13)控制温控系统(14)，开启压缩机(15)，通过冷凝管(16)对绝缘油(10)降温，第一温度传感器(3a)、第二温度传感器(3b)监测油温，返回至终端机(13)，终端机(13)监测绝缘油(10)温度达到T1后，开启介电谱测试仪(12)，测试套管芯子(1)在T1温度下1Hz～1kHz内各频率点的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″；第五步：计算补偿温度T2根据设置的参考温度T1、测试过程起始频率为1Hz以及补偿过程起始频率为1mHz，采用下式计算测试过程的补偿温度T2：第六步：测试补偿温度T2下1Hz～1kHz的介电谱终端机(13)控制开启温控系统(14)对绝缘油(10)加热，开启搅拌器(4)，第一温度传感器(3a)、第二温度传感器(3b)监测油温，返回至终端机(13)，终端机(13)监测到绝缘油(10)温度达到T2后，开启介电谱测试仪(12)测试套管芯子(1)在T2温度下1Hz～1kHz内各频率点的相对复介电常数实部ε′(T2_n)与相对复介电常数虚部ε″(T2_n)；第七步：计算参考温度T1下对应的补偿频率点采用式(2)计算补偿温度T₂下各测试频率点在参考温度T₁下对应的频率值依次为f₁，f₂，f₃，f₄，……，f₉，f₁₀，f₁₁，式(2)中n＝1，2，3，4，……，11；第八步：补偿T1下的频域谱曲线根据补偿温度T2的1Hz至1000Hz内各频率点测试得到相对复介电常数实部ε′(T2_n)，采用式(3)对参考温度T1下低频的相对复介电常数实部进行补偿，得到参考温度T1低频补偿结果实部ε′(T1_n)，根据补偿温度T2的1Hz至1000Hz内各频率点测试得到相对复介电常数虚部ε″(T2_n)，采用式(4)对参考温度T1下低频的相对复介电常数虚部进行补偿，得到参考温度T1低频补偿结果虚部ε″(T1_n)，式(3)与式(4)中n＝1，2，3，4，……，11；第九步：合成T1下完整的频域介电谱根据第四步测试所得的温度T1下1Hz至1kHz的频域谱和第八步补偿的温度T1下1mHz至1Hz频域谱，组成参考温度T1下1mHz至1kHz范围内的频域介电谱。