一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法与流程

本发明属于油浸式套管绝缘状态实验领域，具体涉及一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法。

背景技术：

油浸式套管是电力系统中重要的附属安全装置，对大型油浸式变压器起到引线、绝缘等作用。工程实际显示，套管受潮占套管故障的极大比例，对油浸式套管受潮状态的绝缘特征进行研究对保证电力系统安全可靠运行具有重要意义。

目前对于受潮套管的研究往往是通过制备不同受潮状态下的套管，测试其绝缘参数，研究水分含量对绝缘参数影响。对于制备的受潮套管，通常采用化学滴定法直接测试，该方法不仅取样困难，而且在测试时由于实验人员与设备的不同会产生较大误差，在受潮套管试样制备过程中会产生较大误差。

频域介电谱法是一种抗干扰性强、携带绝缘信息丰富的电气测试方法，在套管受潮状态评估领域具有广泛的应用。为了能开展油浸式套管多层绝缘准确可控的不均匀受潮，急需一种实验的方法，结合频域介电谱，对受潮套管试样的绝缘状态进行测试与监控。

技术实现要素：

为了实现油浸式套管多层绝缘准确可控的不均匀受潮，本发明提出了一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法。

一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法，包括如下步骤：

第一步：搭建油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台；

油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台主要由油浸式套管(1)、温度控制箱(2)、湿度传感器(3)、湿度控制系统(4)、加湿器(5)、循环泵(6)、软管(7)、温控系统(8)、温度传感器(9)、电热丝(10)、频域谱测试仪(11)、终端机(12)构成；油浸式套管(1)置于特制尺寸温度控制箱(2)内，温度传感器(9)测试箱体内温度并传至温控系统(8)，进而通过内部继电装置控制电热丝(10)通断，保证试样进行频域谱测试时处于参考温度15℃，加湿器(5)、循环泵(6)通过软管(7)相连，与温度控制箱(2)形成闭合气体回路，对处于温度控制箱(2)中的油浸式套管(1)进行受潮处理，终端机(12)定时开启频域谱测试仪(11)，并采集测试数据，评估油浸式套管(1)的受潮状态，当达到实验预设值时控制关断湿度控制系统(4)，停止对油浸式套管(1)受潮处理，达到对套管受潮状态进行控制的目的，得到一定受潮状态的试样；

第二步：获取油浸式套管的频域特征参量；

在实验室中，得到含水量为m.cmax的油浸式套管试样，将其置于温度控制箱(2)参考温度15℃下，频域谱测试仪(11)开启，测试含水量为m.cmax的油浸式套管试样在1hz，0.46hz，0.22hz下的介质损耗值，1hz下介质损耗值记为tanδ1max，0.46hz下介质损耗值记为tanδ0.46max，0.22hz下介质损耗值记为tanδ0.22max；

开启加湿器(5)、循环泵(6)，开始对置于温度控制箱(2)的油浸式套管(1)进行受潮处理，使用温控系统(8)将温度控制在参考温度15℃下，受潮一定时间后，频域谱测试仪(11)开启，进行1hz、0.46hz、0.22hz的介质损耗测试，1hz下测试结果记为tanδ1，0.46hz下介质损耗值记为tanδ0.46，0.22hz下介质损耗值记为tanδ0.22；

第三步：获取特征频率点处的权重因子βi；

将tanδ1max、tanδ0.46max、tanδ0.22max分别代入如下公式中，估算含水量为m.cmax的油浸式套管试样的权重因子β1max、β0.46max、β0.22max；

β1max＝0.2545*tanδ1max+0.1093

β0.46max＝0.2545*tanδ0.46max+0.2272

β0.22max＝0.2541*tanδ0.22max+0.4019

将tanδ1、tanδ0.46、tanδ0.22分别代入如下公式中，估算进行受潮处理的油浸式套管(1)的权重因子β1、β0.46、β0.22；

β1＝0.2545*tanδ1+0.1093

β0.46＝0.2545*tanδ0.46+0.2272

β0.22＝0.2541*tanδ0.22+0.4019

第四步：确定受潮状态评估的权重指数αi；

将β1max、β0.46max、β0.22max代入如下公式中，估算含水量为m.cmax的油浸式套管试样在特征频率处的权重指数α1max、α0.46max、α0.22max；

将进行受潮处理的油浸式套管(1)的权重因子β1、β0.46、β0.22代入如下公式中，估算得到权重指数α1、α0.46、α0.22；

第五步：基于所述频域特征参量计算套管受潮状态参数；

根据含水量为m.cmax的油浸式套管试样的频域特征参量tanδ1max、tanδ0.46max、tanδ0.22max和权重指数α1max、α0.46max、α0.22max，代入如下公式中，估算得到含水量为m.cmax的油浸式套管受潮状态参数gm；

根据受潮处理的油浸式套管(1)的频域特征参量tanδ1、tanδ0.46、tanδ0.22和权重指数α1、α0.46、α0.22，代入如下公式中，估算得到受潮处理的油浸式套管(1)受潮状态参数g；

第六步：评估油浸式套管受潮状态；

将含水量为m.cmax的油浸式套管受潮状态参数gm和受潮处理的油浸式套管(1)受潮状态参数g分别代入如下公式中，得到用于表征油浸式套管受潮状态的受潮系数w；

第七步：控制油浸式套管受潮过程；

根据评估得到的油浸式套管(1)受潮系数w，将其与实验预设值对比，若未达到预设，湿度控制系统(4)继续控制加湿器(5)对油浸式套管(1)进行受潮处理，若达到预设，则终端机(12)控制关断湿度控制系统(4)，停止受潮过程，得到符合预设要求的受潮套管。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供了一种油浸式套管绝缘受潮的实验方法，与现有套管受潮实验方法中，套管受潮过程中存在较大的误差，降低试样套管受潮程度的准确度相比。本申请提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法，通过油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台，获取了油浸式套管频域特征参量后，计算得到特征频率点处的权重因子，从而确定了受潮状态评估权重指数，基于频域特征量估算套管受潮状态参数，进而评估试样的受潮状态，以达到控制试样的受潮状态的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法流程图；

图2为本实施例提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台的结构示意图。

附图标记说明：1、油浸式套管，2、温度控制箱，3、湿度传感器，4、湿度控制系统，5、加湿器，6、循环泵、7、软管，8、温控系统，9、温度传感器，10、电热丝，11、频域谱测试仪，12、终端机。

具体实施方式

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法流程图，参见图1，该方法包括如下步骤：

s101：搭建油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台。

油浸式套管的受潮过程及控制通过搭建的油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台实现。

请参考附图2，该图示出了本实施例提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台的结构示意图。

油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台主要由油浸式套管1、温度控制箱2、湿度传感器3、湿度控制系统4、加湿器5、循环泵6、软管7、温控系统8、温度传感器9、电热丝10、频域谱测试仪11、终端机12构成。油浸式套管1置于特制尺寸温度控制箱2内，温度传感器9测试箱体内温度并传至温控系统8，进而通过内部继电装置控制电热丝10通断，保证试样进行频域谱测试时处于参考温度15℃。加湿器5、循环泵6通过软管7相连，与温度控制箱2形成闭合气体回路，对处于温度控制箱2中的油浸式套管1进行受潮处理。

终端机12定时开启频域谱测试仪11，并采集测试数据，评估油浸式套管1的受潮状态，当达到实验预设值时控制关断湿度控制系统4，停止对油浸式套管1受潮处理，达到对套管受潮状态进行控制的目的，得到一定受潮状态的试样。有效降低受潮过程中人为及环境因素带来的误差，制备的套管试样的受潮状态更符合实验预设，受潮度更加的精准，有利于受潮套管在评估运行套管绝缘受潮状态中的使用。

s102：获取油浸式套管的频域特征参量。

在实验室中，得到含水量为m.cmax的油浸式套管试样，将其置于温度控制箱2参考温度15℃下，频域谱测试仪11开启，测试含水量为m.cmax的油浸式套管试样在1hz、0.46hz、0.22hz下的介质损耗值，1hz下介质损耗值记为tanδ1max，0.46hz下介质损耗值记为tanδ0.46max，0.22hz下介质损耗值记为tanδ0.22max。

开启加湿器5、循环泵6，开始对置于温度控制箱2的油浸式套管1进行受潮处理，使用温控系统8将温度控制在参考温度15℃下，受潮一定时间后，频域谱测试仪11开启，进行1hz、0.46hz、0.22hz的介质损耗测试，1hz下测试结果记为tanδ1，0.46hz下介质损耗值记为tanδ0.46，0.22hz下介质损耗值记为tanδ0.22。

s103：获取特征频率点处的权重因子βi。

将tanδ1max、tanδ0.46max、tanδ0.22max分别代入如下公式中，估算含水量为m.cmax的油浸式套管试样的权重因子β1max、β0.46max、β0.22max。

β1max＝0.2545*tanδ1max+0.1093

β0.46max＝0.2545*tanδ0.46max+0.2272

β0.22max＝0.2541*tanδ0.22max+0.4019

将tanδ1、tanδ0.46、tanδ0.22分别代入如下公式中，估算进行受潮处理的油浸式套管1的权重因子β1、β0.46、β0.22。

β1＝0.2545*tanδ1+0.1093

β0.46＝0.2545*tanδ0.46+0.2272

β0.22＝0.2541*tanδ0.22+0.4019

s104：确定受潮状态评估的权重指数αi。

将β1max、β0.46max、β0.22max代入如下公式中，估算含水量为m.cmax的油浸式套管试样在特征频率处的权重指数α1max、α0.46max、α0.22max。

将进行受潮处理的油浸式套管1的权重因子β1、β0.46、β0.22代入如下公式中，估算得到权重指数α1、α0.46、α0.22。

s105：基于所述频域特征参量计算套管受潮状态参数。

根据含水量为m.cmax的油浸式套管试样的频域特征参量tanδ1max、tanδ0.46max、tanδ0.22max和权重指数α1max、α0.46max、α0.22max，代入如下公式中，估算得到含水量为m.cmax的油浸式套管受潮状态参数gm。

根据受潮处理的油浸式套管1的频域特征参量tanδ1、tanδ0.46、tanδ0.22和权重指数α1、α0.46、α0.22，代入如下公式中，估算得到受潮处理的油浸式套管1受潮状态参数g。

s106：评估油浸式套管受潮状态。

油浸式套管1的受潮状态采用套管受潮状态的受潮系数进行表征。将含水量为m.cmax的油浸式套管受潮状态参数gm和受潮处理的油浸式套管1受潮状态参数g分别代入如下公式中，得到用于表征油浸式套管受潮状态的受潮系数w。

s107：控制油浸式套管受潮过程。

根据评估得到的油浸式套管1受潮系数w，将其与实验预设值对比，若未达到预设，湿度控制系统4继续控制加湿器5对油浸式套管1进行受潮处理，若达到预设，则终端机12控制关断湿度控制系统4，停止受潮过程，得到符合预设要求的受潮套管。与现有技术中通过套管绝缘在大气中吸湿受潮相比，有效的降低了环境及人为等因素带来的误差，提高了油浸式套管受潮状态的准确度，有利于受潮套管在评估运行套管绝缘受潮状态中的使用。

可能的一种情况下，当评估的受潮状态与实验预设值相差较大时，可通过对湿度、温度等的控制，加大对受潮套管湿度的处理程度，对受潮处理的过程进行调节，缩短制备受潮套管所需要的时间，降低制备成本。

通过油浸式套管绝缘受潮实验平台，对油浸式套管进行受潮处理。获取实验提供的固定含水量套管以及受潮处理的受潮套管试样在1hz、0.46hz和0.22hz下的介质损耗值，根据获取的介质损耗值，采用公式计算固定含水量套管和受潮套管试样的权重因子。根据权重因子值，计算固定含水量套管和受潮套管在1hz、0.46hz和0.22hz处的受潮状态权重指数，进而采用公式计算两种套管的受潮状态参数。根据该受潮状态参数，对受潮套管试样的受潮状态进行评估，基于评估得到的受潮状态，对套管的受潮处理过程进行调控。

可能的一种情况下，根据受潮状态对受潮过程进行调控的过程中，可获取受潮套管试样受潮状态与实验预设值的对比差值，对比差值的大小可直接反应套管试样受潮状态与预设值间的差距。根据受潮系数的对比差值，结合湿度控制系统的参数，设置下次测量估算受潮套管试样受潮状态的时间，避免需要对套管的受潮状态进行多次测量，节约使用能源的同时，可增加实验平台中测量仪器的使用寿命。

本申请提供了一种油浸式套管绝缘受潮的实验方法，与现有套管受潮实验方法中，套管受潮过程中存在较大的误差，降低试样套管受潮程度的准确度相比。本申请提供的一种油浸式套管多层绝缘不均匀受潮的实验方法，通过油浸式套管多层绝缘不均匀受潮实验平台，获取了油浸式套管频域特征参量后，计算得到特征频率点处的权重因子，从而确定了受潮状态评估权重指数，基于频域特征量估算套管受潮状态参数，进而评估试样的受潮状态，以达到控制试样的受潮状态的目的。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。