基于综合健康指数的热缩材料寿命评估模型
发布时间：2021-10-12 07:20
中低压电缆和开关柜作为数量最多的配电设备,其主要绝缘——热缩材料的运行可靠性逐渐引起了运维人员的关注,对热缩材料进行寿命评估的重要性日益凸显。本研究利用天津电力公司配网变电站所使用的不同运行年限的10 kV等级热缩件,通过大量试验测试,选取运行过程中热缩材料的断裂伸长率、断裂强度、介电常数、介质损耗因数和电气强度5个参量作为寿命评估参数,建立了热缩材料状态参数与健康指数评估模型,并结合特征参量的关联度与敏感度,采用层次分析法以削弱单一参量引起的评估误差,提高热缩材料寿命预测模型的准确性。应用该模型评估天津电力公司配网变电站所使用的10 kV等级热缩件的健康水平指数和寿命,得到其健康指数降至0.6时的运行年限为17年。结果表明该方法可行有效,能够为同地区热缩材料检修周期的优化、使用寿命的延长提供参考依据。
【文章来源】：绝缘材料. 2020,53(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
热缩材料力学性能随运行年限的变化规律及指数拟合
式（4)～(5）中：εcrit、tanδcrit为关键的介电常数和介质损耗因数（故障到达不可接受时）；εt、tanδt为运行年限为t年时试样的介电常数和介质损耗因数；ε0、tanδ0为新试样的介电常数和介质损耗因数。根据热缩材料介电性能参数随着运行年限的变化规律，如图2所示，应用曲线拟合方法得到热缩材料健康指数的分布函数。利用Origin软件绘制热缩材料介电特性的变化规律及式（4)～(5）参数设置得到曲线拟合结果，设定关键的介电常数εcrit和介质损耗因数tanδcrit分别为5.0和0.1，则健康指数HI3和HI4随变量时间t的函数方程分别如式（6）、式（7）所示。
式（9）中，E为击穿电压折算后的电场强度。定义健康指数HI5=Et/E0,Et为运行年限为t年时试样的电气强度，E0为新试样的电气强度。电气强度测试是通过一个特殊设计的试验平台完成。为了保证发生击穿时减少局部放电，试验过程中保持试样处于油浸条件下。圆柱形电极边缘的半径为1 mm，直径为25 mm。试验采用短时快速升压，升压速度保持500 V/s直至击穿发生，记录击穿电压并计算电气强度。根据热缩材料电气强度随着运行年限的变化规律，如图3所示，利用Origin软件进行曲线拟合，经过整理，得到热缩材料健康指数的分布函数。健康指数HI5随变量时间t的函数方程如式(10)所示。1.3 基于多层分析的综合健康指数寿命评估
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压直流电缆附件界面电荷输运模型与调控方法研究进展（英文）[J]. 李进,韩晨磊,李志坚,杜伯学,高田逹雄. 广东电力. 2019(12)
[2]基于层次分析结构的变压器健康状态与综合寿命评估模型[J]. 王有元,陈璧君. 电网技术. 2014(10)
[3]高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 周远翔,赵健康,刘睿,陈铮铮,张云霄. 高电压技术. 2014(09)
[4]交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析[J]. 朱军,吴广宁,石超群,曹晓斌. 高电压技术. 2014(09)
[5]基于层次分析法和专家经验的重要电力用户典型供电模式评估[J]. 李蕊,李跃,徐浩,刘海涛,苗世洪,陈健,蔡杰. 电网技术. 2014(09)
[6]低气压下复合绝缘子表面干燥带放电时频特征[J]. 刘勇,杜伯学,王荣亮,张黎明. 高电压技术. 2014(08)
[7]方波脉冲电压下聚酰亚胺材料的老化特性[J]. 吴广宁,彭佳,刘继午,罗杨,朱光亚,张依强. 高电压技术. 2014(07)
[8]同走廊高压交、直流输电线路混合电场分析[J]. 赵永生,张文亮. 高电压技术. 2014(03)
[9]基于随机模糊理论的变压器经济寿命评估[J]. 栗然,韩彪,卢云,刘会兰,赵碧凝. 电力系统保护与控制. 2014(01)
[10]热缩母排套管自然老化后的电气和力学性能研究[J]. 唐庆华,陈荣,郭浩,李进,刘宝成,李武兴,杜伯学. 绝缘材料. 2013(04)
硕士论文
[1]基于集对分析综合健康指数的特高压变压器状态评估及检修[D]. 吴迪.山东大学 2019
[2]配网设备状态评估[D]. 徐龙.华北电力大学 2013
本文编号：3432125
【文章来源】：绝缘材料. 2020,53(11)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
热缩材料力学性能随运行年限的变化规律及指数拟合
式（4)～(5）中：εcrit、tanδcrit为关键的介电常数和介质损耗因数（故障到达不可接受时）；εt、tanδt为运行年限为t年时试样的介电常数和介质损耗因数；ε0、tanδ0为新试样的介电常数和介质损耗因数。根据热缩材料介电性能参数随着运行年限的变化规律，如图2所示，应用曲线拟合方法得到热缩材料健康指数的分布函数。利用Origin软件绘制热缩材料介电特性的变化规律及式（4)～(5）参数设置得到曲线拟合结果，设定关键的介电常数εcrit和介质损耗因数tanδcrit分别为5.0和0.1，则健康指数HI3和HI4随变量时间t的函数方程分别如式（6）、式（7）所示。
式（9）中，E为击穿电压折算后的电场强度。定义健康指数HI5=Et/E0,Et为运行年限为t年时试样的电气强度，E0为新试样的电气强度。电气强度测试是通过一个特殊设计的试验平台完成。为了保证发生击穿时减少局部放电，试验过程中保持试样处于油浸条件下。圆柱形电极边缘的半径为1 mm，直径为25 mm。试验采用短时快速升压，升压速度保持500 V/s直至击穿发生，记录击穿电压并计算电气强度。根据热缩材料电气强度随着运行年限的变化规律，如图3所示，利用Origin软件进行曲线拟合，经过整理，得到热缩材料健康指数的分布函数。健康指数HI5随变量时间t的函数方程如式(10)所示。1.3 基于多层分析的综合健康指数寿命评估
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压直流电缆附件界面电荷输运模型与调控方法研究进展（英文）[J]. 李进,韩晨磊,李志坚,杜伯学,高田逹雄. 广东电力. 2019(12)
[2]基于层次分析结构的变压器健康状态与综合寿命评估模型[J]. 王有元,陈璧君. 电网技术. 2014(10)
[3]高压/超高压电力电缆关键技术分析及展望[J]. 周远翔,赵健康,刘睿,陈铮铮,张云霄. 高电压技术. 2014(09)
[4]交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析[J]. 朱军,吴广宁,石超群,曹晓斌. 高电压技术. 2014(09)
[5]基于层次分析法和专家经验的重要电力用户典型供电模式评估[J]. 李蕊,李跃,徐浩,刘海涛,苗世洪,陈健,蔡杰. 电网技术. 2014(09)
[6]低气压下复合绝缘子表面干燥带放电时频特征[J]. 刘勇,杜伯学,王荣亮,张黎明. 高电压技术. 2014(08)
[7]方波脉冲电压下聚酰亚胺材料的老化特性[J]. 吴广宁,彭佳,刘继午,罗杨,朱光亚,张依强. 高电压技术. 2014(07)
[8]同走廊高压交、直流输电线路混合电场分析[J]. 赵永生,张文亮. 高电压技术. 2014(03)
[9]基于随机模糊理论的变压器经济寿命评估[J]. 栗然,韩彪,卢云,刘会兰,赵碧凝. 电力系统保护与控制. 2014(01)
[10]热缩母排套管自然老化后的电气和力学性能研究[J]. 唐庆华,陈荣,郭浩,李进,刘宝成,李武兴,杜伯学. 绝缘材料. 2013(04)
硕士论文
[1]基于集对分析综合健康指数的特高压变压器状态评估及检修[D]. 吴迪.山东大学 2019
[2]配网设备状态评估[D]. 徐龙.华北电力大学 2013
本文编号：3432125
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