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摘要:本发明公开了一种复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法,属于油纸绝缘水分含量评估技术领域,包括建立油‑纸水分扩散模拟实验装置;对绝缘纸板施加复合电场,建立绝缘纸板内部的场强E与绝缘纸板含水率的关系,根据水分子通量与电场强度关系的表达式以及费克第二定律和迭代公式,获得绝缘纸板的水分迁移暂态分布曲线;从而获得设定温度复合电场下绝缘纸板含水率随时间的变化曲线,将仿真计算的绝缘纸板含水率和实测的绝缘纸板含水率进行比对,以验证复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法的准确性。考虑电场对油纸绝缘的水分分布产生的影响从而准确评估油纸绝缘水分暂态分布。
主权项:1.一种复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤一、建立油-纸水分扩散模拟实验装置;所述油-纸水分扩散模拟实验装置包括平板电极1、绝缘纸板2、支撑板3、恒温箱4、矿物绝缘油5、直流施压单元6和交流施压单元7;所述绝缘纸板2与平板电极1的一个电极板紧密接触,绝缘纸板2与平板电极1的另一个电极板通过支撑板3撑开一定距离;所述平板电极1与直流施压单元6和交流施压单元7电学连接;平板电极1浸于矿物绝缘油5中;步骤二、测量绝缘纸板2的厚度和支撑板3的厚度;步骤三、调整恒温箱4的温度到设定温度;启动直流施压单元6和交流施压单元7,获得绝缘纸板2分得的电压值U;电压值U通过如下公式获得: 其中,ρ1、ρ2分别为绝缘纸板及矿物绝缘油的电阻率,单位:欧姆·毫米,d1为绝缘纸板的厚度,单位:毫米,d2为绝缘纸板与平板电极的另一个电极板之间矿物绝缘油的厚度即支撑板的厚度,单位:毫米,ε1、ε2分别为绝缘纸板及矿物绝缘油的相对介电常数,Udc为直流分量平均值,单位:伏特,Um为交流分量峰值,单位:伏特,欧姆为交流电压的角频率,单位:弧度秒,t为施压时间,单位:秒;步骤四、根据步骤三中绝缘纸板2分得的电压值U获得绝缘纸板2内部的场强分布,场强E与绝缘纸板2内部厚度方向的位置x和施压时间t的函数表达式为: 其中:L为绝缘纸板厚度,单位:毫米;U为绝缘纸板分得的电压,单位:伏特,Δx为在油浸纸板内部的单位厚度,单位:毫米,ρ为绝缘纸板的电阻率,单位:欧姆·毫米,E绝缘纸板内部的场强,单位:伏特毫米;步骤五、根据绝缘纸板2的电阻率与含水率的关系: 建立绝缘纸板2内部的场强E与绝缘纸板2含水率的关系,其中:AT、BT、αT是与温度相关的常数,θ为绝缘纸板的含水率,ρ为绝缘纸板电阻率,单位:欧姆·毫米;步骤六、根据水分子通量与电场强度关系的表达式:JE=CEV=CEμEρθ4以及费克第二定律和迭代公式,获得绝缘纸板2的水分迁移暂态分布曲线;其中:JE为电场影响下的水分子通量,单位:克平方毫米·秒,θ为绝缘纸板的含水率,V为水分子的迁移速率,单位:毫米秒,μ为水分子的迁移率,单位:平方毫米伏特·秒,Eρθ为绝缘纸板内部与绝缘纸板含水率相关的场强,单位:伏特毫米,CE为在厚度方向上单位体积绝缘纸板中水分的浓度,单位:克立方毫米,ρ为绝缘纸板电阻率,单位:欧姆·毫米;步骤七、根据步骤六的绝缘纸板2的水分迁移暂态分布曲线获得仅电场影响下绝缘纸板2含水率随时间的变化曲线,再根据卡尔费休法获得设定温度下无电场情况绝缘纸板2含水率随时间的变化曲线,经过叠加修正获得设定温度复合电场下绝缘纸板2含水率随时间的变化曲线,将仿真计算的绝缘纸板2的含水率和实测的绝缘纸板2的含水率进行比对,以验证复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法的准确性。
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