一种酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法与流程

本发明涉及复合绝缘子硅橡胶性能表征，尤其涉及一种酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法。

背景技术：

1、复合绝缘子是电力系统中的重要组成部分，其性能直接影响到电力系统的安全和稳定运行。然而，在实际运行中，复合绝缘子会受到各种环境因素的影响，其中酸性腐蚀环境是一个重要的影响因素。酸性腐蚀环境会对复合绝缘子的物理特性、化学特性和电气特性产生影响，从而影响其性能和寿命。因此，对复合绝缘子在酸性腐蚀环境下的腐蚀程度进行准确的表征，对于保证电力系统的安全和稳定运行具有重要的意义。

2、传统的复合绝缘子腐蚀程度表征方法主要是通过对复合绝缘子的物理特性、化学特性和电气特性进行测量和分析，然后根据测量和分析的结果来判断复合绝缘子的腐蚀程度。然而，这种方法存在一些问题。首先，这种方法需要对复合绝缘子进行大量的测量和分析，工作量大，耗时长。其次，这种方法只能对复合绝缘子的腐蚀程度进行定性的判断，不能进行定量的评估。最后，这种方法不能对复合绝缘子的腐蚀程度进行动态的跟踪和预测，不能提供复合绝缘子的腐蚀趋势信息。

3、以硅橡胶复合材料为原料的复合绝缘子因其良好的憎水性及憎水迁移性而具有优异的耐污闪性能，从而在我国电网中得到了大规模的应用。然而在恶劣的户外环境中，长期运行的硅橡胶表面会发生性能的劣化，严重的甚至会绝缘失效，导致电网发生运行故障，因此需要对复合绝缘子硅橡胶的性能进行监测与评估。目前虽然有诸如红外光谱、原子能谱等理化手段对硅橡胶进行性能表征，但是实际运行中硅橡胶的性能仍应聚焦于其憎水性能。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明解决的技术问题是：传统的复合绝缘子腐蚀程度表征方法只能对复合绝缘子的腐蚀程度进行定性的判断，不能进行定量的评估；不能对复合绝缘子的腐蚀程度进行动态的跟踪和预测，不能提供复合绝缘子的腐蚀趋势信息。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法，包括：

5、获取酸性腐蚀环境和普通环境下不同运行年限的复合绝缘子物理特性、化学特性和电气特性；

6、对两种复合绝缘子硅橡胶材料的物理、化学及电气特性进行综合分析，并总结出表征复合绝缘子腐蚀程度的特征量；

7、对复合绝缘子腐蚀的特征量与腐蚀年限之间的关系进行分析；

8、利用与复合绝缘子腐蚀年限相关的腐蚀特征量基于回归分析法得出复合绝缘子腐蚀年限的经验公式。

9、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：

10、所述物理特性包括，憎水性，硬度，吸水性，微观形貌；

11、所述化学特性包括，傅里叶红外光谱，x射线能谱分析，介电特性；

12、电气特性包括，工频干闪络和盐雾闪络；

13、所述憎水性的分析方法包括，hc喷水分级法和静态接触角法。

14、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：所述复合绝缘子的腐蚀等级需要基于sem扫描电镜进行划分，划分方法包括，

15、当表面保持平整，无裂纹、孔洞时，则划分为等级0；

16、当表面保持平整，出现裂纹及孔洞，但未交联，则划分为等级1；

17、当表面出现粗糙的突起，裂纹及孔洞大量交联，则划分为等级2；

18、当表面材料乘疏松状态，表面存在大量粗糙的突起，则划分为等级3。

19、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：所述表征复合绝缘子腐蚀程度的特征量包括，物理腐蚀特性和化学服饰特性，

20、表征复合绝缘子物理腐蚀特性随腐蚀年限变化的参量为憎水性、硅橡胶材料表面平均硬度a、复合绝缘子饱和吸水比m，其中选取样品表面伞裙边缘值和伞裙根部表面6个点的平均值作为该年限样品的硬度值；

21、表征复合绝缘子化学腐蚀特性随腐蚀年限变化的参量为复合绝缘子表面si-(ch3)2吸收峰与主链si-o-si吸收峰的比值，h、si元素相对含量xsi，c元素相对含量xc，o元素相对含量xo，相对介电常数jeps和体积电阻率jr；

22、对腐蚀不同年限的复合绝缘子的化学腐蚀特性进行测试，确定化学腐蚀特性，通过检测结果确定复合绝缘子的h值与不同腐蚀年限的相关性。

23、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：所述复合绝缘子腐蚀的特征量与腐蚀年限之间的关系的分析步骤包括，

24、对复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限的相关性进行分析；

25、对复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限相关系数进行显著性检验；

26、对复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限相关系数进行独立性检验；

27、对于腐蚀时间显著相关的参数进行偏相关计算，剔除其中的非独立变量。

28、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：所述复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限的相关性采用pearson相关系数进行分析；

29、所述复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限相关系数显著性检验，采用t检验法进行检验，检验统计量为：

30、

31、其中，t为t检验的统计量，r为pearson相关系数，n为样本数量，t为t分布的值，根据t值在文献查表确定显著性水平α，当其显著性α值小于0.05时，认为两变量之间存在一定的相关性，α值小于0.01时，认为两变量显著相关；

32、所述复合绝缘子腐蚀特征量与腐蚀年限相关系数独立性检验，采用偏相关分析方法，对于腐蚀时间显著相关的参数进行偏相关计算，剔除其中的非独立变量；设置控制变量为因变量y，若显著性α小于0.05，说明两参数之间存在线性关系，则两参数为非相互独立变量；反之，则为相互独立变量。

33、作为本发明所述的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法的一种优选方案，其中：所述复合绝缘子腐蚀年限的经验公式的分析步骤包括，

34、用腐蚀参量变化百分比w作为表征复合绝缘子腐蚀程度的统一标准，得出表征复合绝缘子腐蚀程度的各参量随着腐蚀年限增加的变化范围，所述腐蚀参量变化百分比的计算公式为：

35、

36、式中，xt为老化t年的老化表征参量值；x1为老化1年的老化表征参量值；

37、取不同年限腐蚀表征参量w的中位数w1表征该年限下复合绝缘子相对初始年限腐蚀参量的变化情况；

38、利用spss软件对m、xsi及xo变化百分比w的三次方与老化年限的关系进行拟合计算，得出：

39、

40、

41、

42、式中，x1为饱和吸水比m的变化百分比；x2为si元素相对含量的变化百分比；x3为о元素相对含量的变化百分比；

43、将复合绝缘子老化表征参量变化百分比w值代入上述拟合计算式，并定义理论计算值与试验值的误差为σ1，σ1计算公式为：

44、

45、式中，y为老化年限的实际值；y1为老化年限的理论计算值。

46、为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征系统，包括：

47、特性分析模块，用于收集和分析复合绝缘子的物理特性、化学特性、电气特性；

48、数据处理模块，用于对收集的数据进行分析，包括pearson相关系数分析，t检验法显著性检验和偏相关分析，以评估特征量与腐蚀年限之间的相关性；

49、特征量提取模块，用于提取与腐蚀年限显著相关且相互独立的腐蚀特征量；

50、回归分析模块，用于根据已获取的特征量进行回归分析，得出描述复合绝缘子腐蚀年限的经验公式；

51、误差分析模块，用于对理论计算值与试验值的误差进行分析，以评估系统的性能；

52、输出模块，用于生成关于复合绝缘子腐蚀程度的报告，并提供给用户。

53、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。

54、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中所述的方法的步骤。

55、本发明的有益效果：本发明提供的酸性腐蚀环境中复合绝缘子腐蚀程度表征方法，结合了硅橡胶的电气绝缘性能与憎水性能，可以得到酸性腐蚀环境下硅橡胶材料理化及机电特性随腐蚀时间等的变化情况，能够指导对运行复合绝缘子的老化状态进行评估和预测，从而确保电网的安全稳定运行。