[发明专利]一种固体绝缘电老化寿命的求解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体绝缘电老化寿命的求解方法。

背景技术

在固体绝缘电老化寿命试验过程中所测得的数据多是离散数据，以往的研究已经证明，固体绝缘的电老化寿命服从反幂规律，即：

L＝AE^-N (1)；

式中，E为施加在绝缘上的电场强度或电压；L为在E下的绝缘寿命；N为常数，称为绝缘材料的电场强度(电压)耐受指数；A为常数；N、A值取决于材料特性和电场(电压)在材料中的具体分布。

由上式可得

E^NL＝A(2)；

也就是说，A的值等于施加在绝缘上的电场强度(电压)的N次方与该电场强度(电压)下绝缘寿命L的乘积；从某种意义上看，A值是对绝缘达到其寿命终点时所承受的全部老化过程的一个度量。

由于固体绝缘具有累计效应，满足Nelson模型，即：在绝缘电老化过程中，绝缘材料的剩余寿命只取决于绝缘材料当前的状态、当前施加在绝缘材料上的电压以及在当前状态下在该电压作用下的绝缘击穿概率，而与绝缘材料到达当前状态的历史过程无关；且在恒定电压下的电老化试验需要的时间很长，所以可以采用逐级升压法来进行线圈匝间绝缘的加速电老化试验；

逐级升压法的试验过程，如图1所示；

根据(2)式、固体绝缘电老化的累计特性以及Nelson模型，对于不同的电压U_k和电压保持时间T_k，下式的值应该保持不变，亦即：

实际上，如果不考虑击穿的随机性，根据(2)式，(3)式的右侧就应该等于(1)式中的A；

实际利用逐级升压法进行材料的加速寿命试验时，在(3)式中T_k都是相同的，假设为T₀，则式(3)式成为：

试验时，选取数个不同的T₀进行试验，在每个T₀下进行多个试样的试验。

试验完成后将得到多组已知的T₀、T_m、U_k、U_m，可采用极大似然法对实验数据进行处理，求得材料的电场强度(电压)耐受指数N和常数A。

极大似然估计法是指通过设定最大似然函数，然后通过求取极大似然函数导数获得一个求解极大似然函数最小值点的方程组，再通过求解这个方程组求得极大似然函数的最小值点，进而求得未知参数值。

对于(4)式中的未知常数N、A，直接用传统的极大似然法处理数据，就显得非常麻烦，且方法的物理、数学意义不够直观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提出一种固体绝缘电老化寿命的求解方法，该方法基于极大似然思想，借助于计算机求解，简单方便快捷。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种固体绝缘电老化寿命的求解方法，其特征是包括以下步骤：

S1，固体绝缘的电老化寿命服从反幂规律，即：

L＝AE^-N(1)；

式中，E为施加在绝缘上的电场强度或电压；L为在E下的绝缘寿命；N为常数，称为绝缘材料的电场强度(电压)耐受指数；A为常数。N、A值取决于材料特性和电场(电压)在材料中的具体分布。

由上式可得

E^NL＝A(2)；

S2，采用逐级升压法来进行固体绝缘的加速电老化试验

对于不同的电压U_k和电压保持时间T_k，下式的值保持不变，亦即：

利用逐级升压法进行材料的加速寿命试验时，使(3)式中T_k都相同，假设为T₀，则式(3)式成为：

试验时，选取数个不同的T₀进行试验，在每个T₀下进行多个试样的试验；

试验完成后得到多组已知的T₀、T_m、U_k、U_m；

S3，采用极大似然法对实验数据进行处理，包括以下子步骤：