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专利号: 201711149367X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.大型卷铁心牵引变压器绕组工艺效果的检验方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:检验抽样

对同一生产线生产的大型卷铁心牵引变压器进行抽样,样本总数记为N,同时对抽取的待检验大型卷铁心牵引变压器进行编号,编号记为1,2,3,……,N号;

第二步:检验测试

对抽取的大型卷铁心牵引变压器(1,2,3,……,N号)逐台进行检验测试,具体测试步骤如下:

2.1检验准备及测试接线

将卷铁心牵引变压器的高压绕组进线端与高压绕组出线端短接,然后与频域介电谱测试仪电压输出端连接,将卷铁心牵引变压器的低压绕组进线端与低压绕组出线端短接,然后与频域介电谱测试仪电压输入端连接,测试环境温度并记为T(摄氏度);

2.2频域介电谱测试

设置输出电压为1400伏特,设置测试频率范围为1kHz至1mHz,开启频域介电谱测试仪对卷铁心牵引变压器进行频域介电谱测试,得到环境温度T(摄氏度)下的相对复介电常数实部(ε′)与相对复介电常数虚部(ε″)的频域介电谱;

2.3频域介电谱测试结果归算

将步骤2.2中测得的环境温度T下牵引变压器内绝缘的相对复介电常数实部(ε′)频域介电谱依据式(1)归算至参考温度15℃,将步骤2.2中测得的环境温度T下卷铁心变压器内绝缘的相对复介电常数虚部(ε″)频域介电谱依据式(2)归算至参考温度15℃式中,fT为环境温度T下频域介电谱的测试频率,所述测试频率:包括1mHz,2.15mHz,

4.64mHz,0.01Hz,0.02154Hz,0.04642Hz,0.1Hz,0.21544Hz,0.46416Hz,1Hz,2.1544Hz,

4.6416Hz,10Hz,20Hz,42Hz,60Hz,90Hz,220Hz,470Hz,1000Hz;f15℃为fT在参考温度15℃下对应的频率点,式(1)与式(2)中的fT/f15℃有如下的表达式:通过对归算至参考温度15℃后的测试结果进行多项式拟合得到参考温度15℃下1kHz至1mHz的对复介电常数实部(ε′)与相对复介电常数虚部(ε″)的频域介电谱曲线;

第三步:特征参数提取

针对抽取的大型卷铁心牵引变压器(1,2,3,……,N号)的测试结果,逐台进行特征参数提取:采用式(4)、(5)所示ε′和ε″表达式,基于第二步中得到参考温度15℃下卷铁心牵引变压器内绝缘的ε′与ε″的频域介电谱,使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行拟合,进而得到特征参数(σdc,Δε1,Δε2,τ1,τ2)的值,在进行拟合时为保证模型参数拟合结果的唯一性和准确性,以(6)为目标函数,当误差平方和θ的值最小时,认为拟合有效,抽取的大型卷铁心牵引变压器(1,2,3,……,N号)的特征参数值依次记为(σdc_1,Δε1_1,Δε2_1,τ1_1,τ2_1),(σdc_2,Δε1_2,Δε2_2,τ1_2,τ2_2),(σdc_3,Δε1_3,Δε2_3,τ1_3,τ2_3),……,(σdc_N,Δε1_N,Δε2_N,τ1_N,τ2_N);

式中,σdc为直流电导率,Δε1为界面极化的弛豫强度,Δε2为偶极子转向极化的弛豫强度,τ1为界面极化的弛豫时间,τ2为偶极子转向极化的弛豫时间,α1界面极化的分布参数,α2为偶极子转向极化的分布参数,ω为角频率,ε′fit(ω)为拟合值,ε″fit(ω)为测试值,参数提取过程的使用MATLAB通过非线性最小二乘法进行参数拟合时,边界限制条件如下:高频介电常数0<ε∞<10,直流电导10-11<σdc<10-4界面极化弛豫强度0.1<Δε1<400,界面极化弛豫时间10<τ1<10000,偶极子转向极化弛豫强度0.1<Δε2<20,偶极子转向极化弛豫时间10-12<τ2<10-6,分布参数0<α1、α2<1;

第四步:卷铁心牵引变压器大型绕组绝缘工艺效果检验通过式(7)计算检验系数H,若检验系数H大于标准值k,则卷铁心牵引变压器大型绕组绝缘工艺不合格,若检验系数H小于或等于标准值k,则卷铁心牵引变压器大型绕组绝缘工艺合格,k值根据生产需要设定;

式(7)中H1为特征参数σdc的检验系数,H2为特征参数Δε1的检验系数,H3为特征参数Δε2的检验系数,H4为特征参数τ1的检验系数,H5为特征参数τ2的检验系数,H1至H5的具体计算方法如下: