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油浸式电力设备绝缘纸中水含量变化的时间常数

作者:365滚球 发布时间:2020-12-03 04:12 点击数:

  本发明涉及油浸式电力设备绝缘纸中水含量的检测技术,尤其涉及到油浸式电 力设备绝缘纸中水含量变化的时间常数的测试技术,属电力设备电气绝缘领域。

  绝缘纸受潮将严重降低其机械强度和电气强度,从而缩短绝缘寿命。研究表 明绝缘纸中水含量加倍,绝缘纸的机械寿命减半,绝缘纸的热老化也将成倍加速;另 外各部分绝缘纸和绝缘油中的水含量不平衡,受热后绝缘纸和绝缘油中水转化气态从而 形成气隙等现象都将促使并加速局部放电的产生;绝缘纸和绝缘油中水的转移也加速油 纸绝缘分界面处的油流带电,从而破坏绝缘,尤其是绝缘纸。因此检测绝缘纸中水含量 非常重要。对于已经投运的油浸式电力设备,由于很难直接得到绝缘纸试样,在测试绝缘 纸中水含量时,一般先采用卡尔费休法即KFT (Karl Fischer Titration)法测量绝缘油中的水 含量,再通过油纸绝缘水含量稳态分布曲线获得绝缘纸中水含量的信息。但由于电力设 备油温是变化的,所以采用该方法测试时存在很大的误差,尤其对于电气化铁路的牵引 变压器来说,其负荷的突变性及负荷密度变化的频繁性都将导致油温频繁变化,因此用 上述方法的误差将更大。西班牙卡洛斯三世大学的研究学者Βε η Garcia和Javier Sanz等发现水在绝缘纸

  中扩散和渗出时,其水含量变化的过程服从指数函数变化过程,并证明了把该指数函数 用于油浸式电力设备绝缘纸中水含量测试时,其精度远远高于用稳态分布曲线时的测试 精度。但Βε η Garcia和Javier Sanz所提出的时间常数测试方法(用数值拟合的手段获 取绝缘纸中水含量变化的时间常数)实现过程长,且非常困难。另外用该方法测试时, 针对一个设备只能得到一个时间常数,而实验证明该时间常数是一个动态变化量,它与 温度、绝缘纸厚度、油中水含量等均有很大关系,因此用该方法测试不够准确。

  针对现有技术的状况,本发明提供一种油浸式电力设备绝缘纸中水含量变化的 时间常数的测试方法,该方法能快捷、有效地、能很好反应实际工况地获得油浸式电力 设备绝缘纸中水含量变化的时间常数。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是,先测试油浸式电力设备绝缘油 的温度T (单位为。C ),当该温度在0°C 100°C之间时,包括如下步骤步骤一测试和确定实际工况下的相关参数,即测试油浸式电力设备绝缘油中 的水含量C。u(单位为yg/g),确定油浸式电力设备绝缘油和绝缘纸的类型,以及绝缘 纸厚度d(单位为mm);通过较常用的油纸绝缘水含量稳态分布曲线——Oomrnen曲线 (Oommen ‘ s curves for moisture equilibrium for a paper-oilsystem)获得实际工况下上述油纸绝缘中水平衡时(即指水含量不随时间变化时)绝缘纸中的水含量Css (T,C011)。Oommen曲线是美国西屋电气公司Oommen T.V.于1984年通过实验提出的油 纸绝缘系统中绝缘纸和绝缘油中水含量达到平衡(即不随时间变化)时两种绝缘中水 含量的若干关系曲线°c的倍数时均给出了一条曲线条曲线),其横坐标为绝缘油中的水含量,纵坐标为绝缘纸中的水含量,当测得的绝 缘油温度为10°c的倍数时,选取该温度所对应的曲线,查横坐标为所测得的绝缘油中 的水含量时所对应的纵坐标值,即为水平衡时绝缘纸中的水含量,当测得的绝缘油温 度不是10°c的倍数时,分别选取与该温度(T)最接近的两条曲线),分别查横坐标为所测得的绝缘油中的水含量时所对应的纵坐标值,记为CssCT1, CJ和Css(T2,C011),温度为T平衡时绝缘纸中的水含量Css(T,Coil为T2-T*Css(T1, C0il)/10+T-T1*Css(T2, C0il/10。步骤二 设计如下测试取与上述同型号的绝缘油5000mL,通过干燥处理或 加入水处理使油中水含量为145 μ g/g 155 μ g/g,并精确测试其水含量;准备厚度为 1mm、含水量在O 0.2% (质量之比)的与上述同类型的干燥绝缘纸4.5mg 5.5mg ; 把已处理过的上述绝缘油倒入容量为5000mL的密封器皿中,再把该器皿放入恒温箱, 在60°C下恒温处理使其绝缘油的温度稳定为60°C,然后把准备好的绝缘纸浸泡到该密闭 器皿的绝缘油中,并在60°C恒温下保持1.41小时后取出,测定绝缘纸中的水含量,记录 C(1.41);通过Oommen曲线,获得本步骤条件下上述油纸绝缘中的水含量达到平衡时绝 缘纸中的水含量(C(⑴)),其获得方法已在步骤一中叙述。步骤三采用算式

  1. 一种油浸式电力设备绝缘纸中水含量变化的时间常数的测试方法,其特征在于先 测试油浸式电力设备绝缘油的温度(T),当该温度在0°C 100°C之间时,包括如下步 骤步骤一测试油浸式电力设备绝缘油中的水含量(Cral),确定油浸式电力设备绝缘油 和绝缘纸的类型,以及绝缘纸厚度d;利用Oommen曲线,获得实际工况下上述油纸绝缘 中水平衡时绝缘纸中的水含量(Css(T,C011));步骤二 取与上述同型号的绝缘油5000mL,通过干燥处理或加入水处理使油中水含 量在145yg/g 155yg/g之间;准备厚度为1mm、含水量在O 0.2%的上述同类型的 干燥绝缘纸4.5mg 5.5mg ;把已处理过的与上述绝缘油倒入容量为5000mL的密封器皿 中,再把该器皿放入恒温箱,在60°C下恒温处理使其绝缘油的温度稳定为60°C,然后把 准备好的绝缘纸浸泡到该密闭器皿的绝缘油中,并在60°C恒温下保持1.41小时后取出, 测定绝缘纸中的水含量,记录C(1.41);通过Oommen曲线,获得本步骤条件下上述油纸 绝缘中水平衡时绝缘纸中的水含量(C(⑴)); 步骤三采用算式

  本发明公开了一种油浸式电力设备绝缘纸中水含量变化的时间常数的测试方法。该方法先测试绝缘油的温度,当温度在0℃~100℃之间时,测试绝缘油中的水含量,同时确定绝缘油和绝缘纸的类型,以及绝缘纸的厚度;然后,通过配置一定量同型号绝缘油和同类型干燥绝缘纸(厚度为1mm),把绝缘纸放入已密封且温度已稳定为60℃的绝缘油中,保持1.41小时后取出绝缘纸测定其水含量,同时通过油纸绝缘水含量稳态分布曲线——Oommen曲线获得实际工况和实验条件下平衡时绝缘纸中的水含量,代入平衡时间常数计算式,求得平衡时间常数。该方法所需测试时间短、准确度高,且容易实现。

  发明者刘君, 吕玮, 吴广宁, 周利军, 曹保江, 曹晓斌, 李瑞芳, 王鹏, 闵英杰, 高国强, 高波 申请人:西南交通大学


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