技术特征：
1.一种通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法,其特征在于，采用屏蔽良好的直流倍压回路产生直流高压，获得直流电压下油纸绝缘局部放电特性，具体步骤为，首先对试品及实验模型进行选择和处理，然后搭建电导测量平台并对介质场强进行计算，再搭建直流局放实验平台，对局放脉冲次数、局放放电量、局放波形信息进行记录，最后根据所记录的信息实现试品绝缘劣化的表征。2.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，先对试品及实验模型进行选择和处理步骤中，实验前需使用真空加热装置及过滤装置对油进行滤油处理，再进行脱水处理，之后对处理后的变压器油进行检测；绝缘纸板厚度0.5mm，实验前首先将纸板剪裁，随后利用真空加热装置对纸板进行干燥处理，以尽量除去纸板内部水分，干燥完成后将纸板置于真空实验腔内进行真空注油；选取djr-250型真空干燥装置对变压器油的温度进行控制,干燥器的侧面带有气孔，实验时高压电极由干燥器顶部引出，试品和地电极则置于石英烧杯中进行加热；采用相同初始水分含量的绝缘纸板与不同初始水分含量的变压器油相组合的方法，得到不同含水量的油纸绝缘组合，并用油中含水量对整体含水情况进行表征，采用控制干燥时长的真空干燥法，在干燥过程中定时抽取油样进行含水量检测，干燥时间-微水含量关系式为：w＝6.01+20.46e-0.28t
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(2-1)在后续实验中，仅需控制变压器油干燥时间即可得到确定含水量的油样；电极布置采用平面电极结构，其结构特点是将两个金属电极平放在试品的表面上并相隔一定距离，然后分别被固定。模型的具体尺寸为条状电极厚宽10mm，长80mm，厚5mm，电极边缘倒角，且经过打磨抛光处理。3.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，所述电导测量平台中。采用平行板板结构测量电极利用该电极可测量高场强下变压器油的电导率，电导测量平台包括第一电极(9)、第二电极(10)、第三电极(11)，三电极均采用不锈钢材质，所述第一电极(9)、第二电极(10)位于试样(12)的上方，第三电极(11)位于试样(12)的下方，采用该三电极结构测量绝缘纸板电导率时，取第一电极(9)为高压电极，第二电极(10)为测量电极，试样(12)为保护电极，测得的结果为表面电导率；取第一电极(9)为高压电极，第二电极(10)为保护电极，试样(12)为测量电极，测得的结果为体积电导率。4.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，质场强的计算步骤中，在实际操作时，利用高压探头对直流电源的输出电压u0及标准电阻上的电压u
s
分别进行测量，再通过简单的电路计算即可得到试品的电阻值r
x
：r
s
为可调换的标准电阻；r
x
为试品电阻，对变压器油及绝缘纸板的体积电导率而言，电阻值r
x
与电导率γ
v
的关系为：
式中a——电极有效面积，单位为cm2；d——极间距离单位为，cm。对绝缘纸板表面电导率γ
s
而言，其计算公式为：式中b——介质上的电极宽度，单位为cm；l——极间沿面距离，单位为cm。将式(2-3)、(2-4)与式(2-2)联立进行求解，可分别得到变压器油、绝缘纸板体积γ
v
及绝缘纸板表面电导率γ
s
的表达式：的表达式：采用短路接地法实现。在测量体电导率时，施加特定幅值的直流电压同时开始计时,在每个电化时间下作一次测量：1min、2min、5min、10min、50min和100min。如果两次测量得出同样的结果,则实验结束。在测量表面电导率时，电化时间规定为1min，此时间后即使泄漏电流尚未达到稳定状态，实验也应结束。5.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，质场强的计算步骤中，对复合介质场强的计算中，在直流电压下，对于多层电介质，介质中各点电流密度的方向相同，大小相等，且介质中的电场分布取决于介质的电导率，设电极两端的直流电压为u，油浸绝缘纸板承受的电压为u1，变压器油承受的电压为u2；油浸绝缘纸板的体积电导率为γ1，变压器油电导率为γ2；介质总厚度为d，绝缘纸板厚度为d1，绝缘油厚度为d2，则上述各个参量满足如下关系：求解式(2-7)中的电场参数，可得绝缘纸板中电场强度：
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(0-7)变压器油中电场强度：
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(0-8)结合式(2-8)、(2-9)及各条件下变压器油、绝缘纸板的电导率，在对电极施加不同的直流电压u时，可以计算出两种绝缘材料中的电场强度值，从而确定直流电压下强法向电场分量油纸绝缘模型的局部放电起始场强，对具有强切向电场分量的油纸绝缘结构而言，油纸交界面的局部放电起始场强则可直接由均匀电极结构下电压电场关系计算得到。6.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征
在于，直流局放实验平台包括电源(1)，所述电源(1)的一端与回路保护电阻(2)的一端连接，所述回路保护电阻(2)的另一端与电阻分压器(3)的一端、机玻璃实验腔体(4)的一端连接，所述机玻璃实验腔体(4)的另一端与示波器(6)的输入端连接，所述机玻璃实验腔体(4)上安装有高频电流互感器(5)，所述示波器(6)的输出端与局部放电测量设备(7)的输入端、techimp局放检测仪(8)的输入端连接，techimp局放检测仪(8)的输出端与计算机(9)连接，局部放电测量设备(7)的输出端、示波器(6)的接地端、电源(1)的另一端、电阻分压器(3)的另一端接参考地。7.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，直流局放实验平的实验操作中，试品两端电压即为局放起始电压，对应该定义采用阶梯升压法确定试品局放起始电压，实验过程中升压起始电压为15kv，每级电压间隔δv＝1kv，保持时间10min，相隔各级电压升压时间δt≤30s，当电压升高到一定值后，在10min内至少出现10次大于5pc的局部放电，该电压即为局放起始电压。待试品局放起始电压确定后，再采用均匀升压法，将电压升至某一定值保持不变，长时间测量试品局部放电发展过程中的脉冲信号，并对局放脉冲次数、局放放电量、局放波形等信息进行记录。根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，所述绝缘劣化表征中，采用激光束作光源，激光束经照明针孔，经由分光镜反射至物镜，并聚焦于试品上，对试品焦平面上每一点进行扫描，试品中可被激发的荧光物质受到激发后发出的荧光，经原来入射光路直接反向回到分光镜，通过探测针孔时聚焦，聚焦后的光被光电倍增管(pmt)探测收集，并将信号输送到计算机，处理后在计算机显示器上显示图像。8.根据权利要求1中所述的通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法，其特征在于，所述绝缘劣化表征中，对于固体材料表面，难以用直接观测的手段判断其平整程度，因而常采用粗糙度的概念来表征表面的形貌。为此，引入三维轮廓均方根偏差s
q
及三维轮廓十点高度s
z
的概念。其中：s
q
反映纸板被测区域轮廓偏离测量焦平面的程度，s
z
反映了纸板被测区域内五个最高峰标高和五个最低谷标高绝对值之和的平均值，s
q
与s
z
的计算公式如下：的计算公式如下：式中：l＝l(x,y,z)为平面上任一点到测量焦平面的偏距；s为纸板被测区域在测量焦平面的正投影。采用这两个参数表征纸板表面状态，既可以反映纸板表面的平均粗糙程度，又可以判断纸板表面是否出现严重的劣化痕迹。
技术总结
一种通过局放特性实验平台实现绝缘劣化表征的方法,其特征在于，采用屏蔽良好的直流倍压回路产生直流高压，获得直流电压下油纸绝缘局部放电特性，具体步骤为，首先对试品及实验模型进行选择和处理，然后搭建电导测量平台并对介质场强进行计算，再搭建直流局放实验平台，对局放脉冲次数、局放放电量、局放波形信息进行记录，最后根据所记录的信息实现试品绝缘劣化的表征。其有益效果是：既可以反映纸板表面的平均粗糙程度，又可以判断纸板表面是否出现严重的劣化痕迹。现严重的劣化痕迹。现严重的劣化痕迹。
技术研发人员：李原 周凯 杨森鸿 袁豪 龚薇 孟鹏飞
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/2/10