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专利号: 2017107390952
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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。