[发明专利]基于线性升压和等温松弛电流的绝缘材料老化状态评估方法

说明书

一种基于线性升压和等温松弛电流的绝缘材料老化状态评估方法，在不同升压速率的线性升压下测量电流，计算测试样品在测试系统中的等效电阻和等效电容，从而确定反映测试样品体极化状态的第一时间常数τ₁；对测试样品进行等温松弛电流测量，在第一时间常数τ₁为已知量的基础上采用三阶指数衰减函数拟合等温松弛电流；根据拟合结果计算老化因子，评估测试试样的老化状态；再通过绘制I(t)*t～lg(t)曲线分析测试样品的陷阱能态密度。本发明通过不同速率线性升压下的电流测量准确地获取了第一时间常数，得出的老化因子更准确。

技术领域

本发明涉及的是一种绝缘测试领域的技术，具体是一种基于线性升压和等温松弛电流的绝缘材料老化状态评估方法。

背景技术

等温松弛电流法(IRC)是一种非破坏性绝缘材料老化性能评估方法，常用于电机线棒、电缆以及绝缘子等绝缘设备的老化状态评估。评估方法常采用软件对等温松弛电流曲线进行三阶指数衰减函数拟合，老化因子由拟合结果计算获取。第一时间常数与测试样品以及测量系统有关，反映测试样品在测量系统中的体极化状态，该参数受测试系统及测试环境的影响较大。由于第一时间常数相比于第二时间常数和第三时间常数小很多，且第一时间常数对应的第一系数具有较高幅值，因此在第一时间常数存在小偏差时将极大影响第二时间常数、第三时间常数以及老化因子的计算。

现有技术在进行绝缘材料老化状态评估时，一般以最优拟合效果为目标对等温松弛电流进行三指数衰减函数拟合，三个时间常数均由软件在经验范围内自动获取，但其获取的第一时间常数不能准确反映测试样品在测试系统中的体极化状态，比真实结果偏低。老化因子计算结果和老化状态的评估存在偏差。

发明内容

本发明针对现有等温松弛电流在三阶指数衰减函数拟合时存在第一时间常数未能准确反映测试样品真实体极化状态的不足，提出一种基于线性升压和等温松弛电流的绝缘材料老化状态评估方法，通过不同速率线性升压下的电流测量准确地获取了第一时间常数，得出的老化因子更准确。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于线性升压和等温松弛电流的绝缘材料老化状态评估方法，在不同升压速率的线性升压下测量电流，计算测试样品在测试系统中的等效电阻和等效电容，从而确定反映测试样品体极化状态的第一时间常数τ₁；对测试样品进行等温松弛电流测量，在第一时间常数τ₁为已知量的基础上采用三阶指数衰减函数拟合等温松弛电流；根据拟合结果计算老化因子，评估测试试样的老化状态；再通过绘制I(t)*t～lg(t)曲线分析测试样品的陷阱能态密度。

所述的不同升压速率的线性升压，具体是指：施加电压U_k＝Kt，其中升压速率K分别设为0.25,0.5,1,2,4,8,16,32,64kV/min，施加电压升至5kV后停止升压，以防止测试过程发生局部放电影响电流测量结果，单次升压结束后将测试样品短路20min。

所述的线性升压下的电流I_k，包含容性电流分量I_C和阻性电流分量I_R，其中容性电流分量I_C为常量，对应于起始电流值I_k0，阻性电流分量I_R线性升高。

所述的等效电容C，由起始电流值I_k0和升压速率K关系曲线的斜率确定，在所有物理量均采用标准单位的情况下，等效电容

所述的等效电阻R，由施加电压U_k与阻性电流分量I_R关系曲线的斜率确定，由可得单一升压速率下的电阻取不同升压速率下电阻R_k的平均值作为等效电阻R。

所述的第一时间常数τ₁＝RC，反映测试样品在测试系统中的体极化状态。