[发明专利]一种油浸式套管频域介电响应实验的加速测试方法

摘要

本发明公开了一种油浸式套管频域介电响应实验的加速测试方法，按照本方法各步骤使用实验装置获取测试温度和补偿温度下的高频频域谱，根据测试温度高频频域谱计算得到补偿温度下的低频频域谱，从而得到完整频域介电谱曲线。本发明能够缩短实验室内油浸式套管频域介电谱的测试时间，提高实验的测试效率与测试结果的有效性。

主权项

1.一种油浸式套管频域介电响应实验的加速测试方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：搭建油浸式套管频域介电谱加速测试平台搭建油浸式套管频域介电谱加速测试平台，电容芯子(1)两端由支架(2)固定在绝缘油箱(13)底部，绝缘油箱(13)内填充绝缘油(5)，液面高度高于电容芯子(1)底部1cm，绝缘油箱(13)内壁布置温度传感器(4)，绝缘油箱(13)底部安装加热片(7)和搅拌器(6)，加热片(7)和搅拌器(6)均与带有交流电源和继电装置的温控系统(10)相连；温度传感器(4)测试的油温数据返回至温控系统(10)再发送至终端机(9)，并接受终端机(9)通讯接口发送的指令，介电谱测试仪(8)高压端子和测试端子分别接至中心铜管(3)和最外层电容屏；第二步：设置补偿温度T₁，测试环境温度T设置补偿温度T₁，测试环境温度T，补偿温度T₁和环境温度T均为热力学温度，单位为K，若T小于T₁则执行第三步，若T大于或等于T₁则执行第四步；第三步：接通并控制升温系统，测试T₁温度下1Hz至1kHz的测试结果终端机(9)控制开启带有交流电源和继电装置的温控系统(10)对绝缘油(5)加热，开启搅拌器(6)，温度传感器(4)监测油温，返回至终端机(9)，终端机(9)监测到温度达到T₁后，开启介电谱测试仪(8)测试T₁温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″，其中测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，得到T₁温度下的测试频域谱，测试完成后执行第五步；第四步：接通并控制降温系统，测试T₁温度下1Hz至1kHz的测试结果终端机(9)控制带有交流电源和继电装置的温控系统(10)，开启压缩机(11)，通过冷凝管(12)对绝缘油(5)降温，温度传感器(4)监测油温，返回至终端机(9)，终端机(9)监测绝缘油温度达到T₁后，开启介电谱测试仪(8)，测试T₁温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″，其中测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，测试完成后执行第五步；第五步：计算测试温度T₂根据设置的补偿温度T₁、测试过程起始频率1Hz以及补偿过程起始频率1mHz，采用公式(1)计算测试过程的温度T₂，单位为K；第六步：测试T₂温度下1Hz至1kHz范围内的结果温控系统(10)开启，对绝缘油(5)继续进行加热，油温达到测试温度T₂，后，开启介电谱测试仪(8)，测试T₂温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部与相对复介电常数虚部，其中测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz；第七步：计算补偿温度T₁频域谱内补偿频率点采用式(2)计算测试温度T₂下各测试频率点f_{T2_n}在补偿温度T₁下对应的频率值依次f₁，f₂，f₃，f₄，…….，f₉，f₁₀，f₁₁，其中f_{T2_n}分别为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，式(2)中n＝1，2，3，4，……，11；第八步：补偿T₁下的频域谱曲线根据测试温度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)对补偿温度T₁下低频的相对复介电常数实部进行补偿，得到补偿温度T₁下低频实部补偿结果ε′(T₁_n)，根据测试温度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)对补偿温度T₁下低频的相对复介电常数虚部进行补偿，得到补偿温度T₁低频虚部补偿结果ε″(T₁_n)，其中测试温度T₂的1Hz至1000Hz内各测试频率点分别为：1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，式(3)与式(4)中n＝1，2，3，4，……，11；第九步：T₁温度下的补偿频域谱和测试频域谱共同组成完整的频域介电谱根据测试所得的温度T₁下1Hz至1kHz的测试结果和第八步补偿的温度T₁下1mHz至1Hz频域谱补偿结果，组成补偿温度T₁下1mHz至1kHz范围内的频域介电谱。