【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于老化狀態評估，尤其涉及一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法。
技術介紹
1、高壓干式套管在運行過程中，長期承受熱應力，導致內部絕緣材料老化，這是其絕緣性能劣化的首要因素。環氧樹脂和絕緣紙作為關鍵絕緣材料，其老化機理及影響已引起廣泛關注。針對環氧樹脂，學者們開展了加速老化實驗，研究發現熱老化會顯著增大其電阻率和介電譜低頻段的介損值，降低絕緣性能，且老化過程伴隨分子鏈的氧化、斷裂和重新交聯，導致玻璃化轉變溫度下降，擊穿電壓降低。同時，熱老化產生的熱電子加劇局部放電，進一步促進老化。對于絕緣紙，其主要成分α-纖維素在高溫下會發生糖苷鍵斷裂，導致聚合度下降，生成水分、呋喃等極性產物，影響絕緣性能。
2、現有研究多集中于油紙絕緣，而對于環氧浸漬紙絕緣的老化機理及其介電特性影響尚不明晰，缺乏有效的評估方法。因此，亟需一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估新方法，以準確評估環氧浸漬紙絕緣的老化狀態，為干式套管的維護和安全運行提供科學依據。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有高壓干式套管絕緣老化狀態評估技術中存在的問題，提出了一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法。該方法通過深入分析絕緣介質在寬頻率范圍內的介電響應特性，實現了對絕緣材料老化狀態的精準評估。
2、本專利技術的具體實現步驟如下：
3、響應特性獲?。涸趯掝l率范圍內測量絕緣介質的介電常數和介電損耗，以獲取絕緣材料在不同頻率下的響應特性。這一步驟為后續的老
4、老化狀態評估：利用介質復電容、復介電常數及介質損耗因數在低壓正弦交變電場下隨頻率的變化特性，對絕緣材料的老化狀態進行評估。通過對比不同頻率下的介電響應特性，可以準確判斷絕緣材料的老化程度。
5、進一步地，本專利技術定義了介質復電容c(ω)，如式(1)～(3)所示，其中z(ω)代表介質的輸入阻抗，c’(ω)和c”(ω)分別代表復電容的實部和虛部。通過測量試品上施加的電壓和電流，可以計算出z(ω)，進而得到c(ω)。此外，本專利技術還引入了頻域介電響應函數f(ω)，即復極化率χ*(ω)，如式(4)所示，它是試品的固有屬性，與試品的老化狀態緊密相關。
6、
7、ε*(ω)＝ε′(ω)-iε″(ω)(3)
8、
9、同時，本專利技術考慮了介質電導的影響，對介質損耗的定義進行了修正，如式(5)和(6)所示。這使得本專利技術在評估絕緣材料老化狀態時更加準確可靠。
10、
11、本專利技術的另一目的在于提供一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估系統，該系統主要包括以下兩個核心模塊：
12、響應特性獲取模塊：此模塊的主要功能是在寬頻率范圍內對絕緣介質的介電常數和介電損耗進行精確測量，從而獲取絕緣材料在不同頻率下的詳細響應特性。這一步驟為后續的絕緣老化狀態評估提供了全面且準確的數據支持。
13、評估模塊：此模塊則利用介質復電容、復介電常數及介質損耗因數在低壓正弦交變電場下隨頻率的變化特性，對絕緣材料的老化狀態進行深入的分析和評估。通過對比和分析不同頻率下的介電響應特性，該模塊能夠準確判斷絕緣材料的老化程度，為電力設備的維護和檢修提供科學依據。
14、此外，本專利技術的另一重要目的是提供一種計算機設備，該設備包括先進的存儲器和處理器。其中，存儲器中存儲有專門的計算機程序，當該程序被處理器執行時，能夠使得處理器按照所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法的步驟進行精確計算和分析。
15、同時，本專利技術還涉及一種計算機可讀存儲介質，該介質中同樣存儲有上述的計算機程序。當該程序被任何兼容的處理器執行時，都能夠使得處理器執行所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法的所有步驟，從而實現絕緣老化狀態的自動化評估。
16、最后，本專利技術的另一目的在于提供一種信息數據處理終端，該終端專門用于實現所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估系統的所有功能。通過該終端，用戶可以方便地獲取絕緣材料的響應特性數據，并進行深入的老化狀態評估和分析。
17、結合上述的技術方案和解決的技術問題，本專利技術所要保護的技術方案所具備的優點及積極效果為：
18、第一，針對上述現有技術存在的技術問題，解決問題之后帶來的一些具備創造性的技術效果。具體描述如下：
19、(1)寬頻率范圍測量：通過fds方法在寬頻率范圍內測量絕緣介質的介電常數和介電損耗，獲取了絕緣材料在不同頻率下的詳細響應特性。這使得本專利技術在識別不同類型的絕緣缺陷和老化現象方面更加靈敏和準確。
20、(2)頻域特征識別：fds方法能夠捕捉到絕緣材料微觀結構的變化，并通過頻域特征精確識別和定位絕緣缺陷。不同缺陷類型對頻率的響應特性不同，這使得fds方法在評估絕緣材料老化狀態時具有更高的分辨率和準確性。
21、(3)全面反映電氣特性：通過測量介電常數和介電損耗因子等參數，fds方法可以詳細反映絕緣材料的電氣特性。介電譜能夠揭示絕緣材料的極化過程、導電特性及其對頻率的依賴關系，這些信息是其他方法所無法提供的。
22、(4)提高評估準確性：本專利技術考慮了介質電導的影響，對介質損耗的定義進行了修正。這使得在評估絕緣材料老化狀態時更加準確可靠，避免了因介質電導而引起的評估誤差。
23、綜上所述，本專利技術通過引入頻域介電譜法fds，結合寬頻率范圍測量、頻域特征識別以及全面反映電氣特性等優點，實現了對高壓干式套管絕緣老化狀態的精準評估。這將有助于提高電力系統的安全性和穩定性，減少因絕緣老化而引發的故障和事故。
24、第二，作為本專利技術的權利要求的創造性輔助證據，還體現在以下幾個重要方面：
25、(1)本專利技術的技術方案轉化后的預期收益和商業價值顯著。通過實施本專利技術，能夠實現對高壓干式套管絕緣老化狀態的精準評估，提高電力設備的運行安全性和可靠性。預期將大幅降低因絕緣老化導致的設備故障和維修成本，延長設備使用壽命，為電力行業帶來顯著的經濟效益。同時，本專利技術的推廣應用有望形成新的技術標準和市場機遇。
26、(2)本專利技術的技術方案填補了國內外在高壓干式套管絕緣老化狀態評估領域的技術空白。傳統方法主要依賴經驗判斷和定期檢測，缺乏有效的量化評估手段。本專利技術通過引入頻域特性分析，實現了對絕緣老化狀態的精確量化評估，為電力行業提供了一種全新的、科學的評估方法，填補了該領域的技術空缺。
27、(3)本專利技術的技術方案成功解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的技術難題。長期以來，高壓干式套管絕緣老化狀態的準確評估一直是電力行業面臨的重大挑戰。本專利技術通過深入研究絕緣材料的頻域特性與老化狀態之間的關聯關系，提出了一種創新的評估方法，有效解決了這一技術難題，為電力設備的維護和管理提供了新的科學依據。
28、(4)本專利技術的技術方案克服了技術偏見，實現了技術創本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：
3.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：通過施加低壓正弦交變電場于絕緣材料上，并在寬頻率范圍內測量其響應特性；隨后，利用獲得的測量數據，計算出介質的復電容C(ω)，其中實部C’(ω)代表介質的實際電容量，而虛部C”(ω)則與介質的損耗有關；同時，復介電常數ε(ω)的實部ε’(ω)和虛部ε”(ω)也能提供關于材料老化狀態的重要信息。
4.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述介質復電容C*(ω)定義如式(1)～(3)所示，其中Z(ω)代表介質的輸入阻抗；C’(ω)和C”(ω)分別代表復電容的實部和虛部，C’(ω)反映介質的實際電容量，C”(ω)則和介質的損耗有關；ε’(ω)和ε”(ω)分別代表復介電常數ε*(ω)的實部和虛部；A和w代表試驗電極的面積和距離；一般通
5.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述介質損耗的定義如下式所示，即復電容或復介電常數的虛部和實部的比值
6.一種實施如權利要求1-5任意一項所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法的基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估系統，其特征在于，所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估系統包括：
7.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-5任意一項所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法的步驟。
8.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-5任意一項所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法的步驟。
9.一種信息數據處理終端，其特征在于，所述信息數據處理終端用于實現如權利要求6所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估系統。
...【技術特征摘要】
1.一種基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：
3.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：通過施加低壓正弦交變電場于絕緣材料上，并在寬頻率范圍內測量其響應特性；隨后，利用獲得的測量數據，計算出介質的復電容c(ω)，其中實部c’(ω)代表介質的實際電容量，而虛部c”(ω)則與介質的損耗有關；同時，復介電常數ε(ω)的實部ε’(ω)和虛部ε”(ω)也能提供關于材料老化狀態的重要信息。
4.如權利要求1所述基于頻域特性的高壓干式套管絕緣老化狀態評估方法，其特征在于，所述介質復電容c*(ω)定義如式(1)～(3)所示，其中z(ω)代表介質的輸入阻抗；c’(ω)和c”(ω)分別代表復電容的實部和虛部，c’(ω)反映介質的實際電容量，c”(ω)則和介質的損耗有關；ε’(ω)和ε”(ω)分別代表復介電常數ε*(ω)的實部和虛部；a和w代表試驗電極的面積和距離；一般通過測量試品上施加的電壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉蕓，喬亞軍，叢培杰，周福升，潘雄，上官海洋，許孜博，王杰，潘歡，關世龍，朱春常，
申請(專利權)人：廣東電網有限責任公司廣州供電局，
類型：發明
國別省市：
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