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母线槽使用寿命预测方法

时间:2020-04-06 17:55来源:未知 作者:admin 点击:
  1母线槽绝缘寿命预测理论基础与方法密集型母线槽的绝缘材料聚酯薄膜是高分子材料,它的老化是一种氧化反应,试验反映这种氧化反应遵循Arrhenius 模型。
 
  1.1Arrhenius热老化方程对于符合Amhenius定律的高分子材料的热化学特性,其化学反应速率与温度密切相关(+]:
 
  nL=2c(1)式中L为绝缘寿命(h),T为老化开氏温度(K)。
 
  1.2母线槽绝缘寿命估算方案
 
  对母线槽的绝缘材料做加速热老化试验,利用老化数据拟合出式(1)中的常数B、C。针对式(1)中的温度T,提出一种详细的温度试验方案,最后,将B、C、T带入式(1)估算出绝缘寿命。
 
  1.2.1加速热老化试验评定方法聚酯薄膜绝缘材料主要有断裂率和抗张强度两个重要参数,试验表明,在加速热老化试验中,选择断裂伸长率作为试验参数更为合理。目前常用烘箱加热作为热老化试验的方法问,在烘箱的高温下快速模拟母线槽的老化情况,根据文献的研究与标准GB/T13542.2-2009,选取聚酯薄膜材料50%为寿命终点。本文采用的聚酯薄膜的原始断裂伸长率为98.32%,因此其终了寿命点应为49.16%。
 
  1.2.2加速热试验步骤
 
  根据GB/T 7141-2008制定的加速热老化实验步骤:
 
  选取密集型母线槽的聚酯薄膜绝缘原材料,制作足够量的哑铃状样本,分为四组,每组样本为20个。将这4组样本放置在热老化试验箱中,温度点间隔不要太近,根据标准温度选择为180℃、160℃、140℃,在对应条件下进行加速热老化,取24h为一个取样周期间隔,将取出的试验样品冷却1h后用电子拉力试验机进行拉伸测量,记录下每组样品对应的断裂伸长率及时间。持续热老化试验直到所测样品达断裂伸长率为49.16%附近,则可终止试验,并且记录下每组样品对应的老化时间。
 
  1.2.3加速热老化试验数据及其处理对密集型母线槽的材料进行试验,使用该母线槽的直通段单元进行实验,额定电流1000A。
 
  母线槽绝缘材料聚酯薄膜加速热老化试验数据如表1所示。
 
母线槽使用寿命预测方法
  根据回归分析方法,精确确定出不同温度下断裂伸长率与老化时间t的关系式,得到140℃、160℃、180℃下的断裂伸长率与老化时间的回归方程。
 
  计算可得,开氏温度分别为:T,=413K、T2=433K、T=
 
  453K对应的老化终止时间分别为:L1=166.80天、L2=71.10天、L4=12.26。
 
  在环境温度为30.3摄氏度时对母线槽通以100%负荷的电流(即1000A),试验温度为79.9℃。
 
  2聚酯薄膜密集型母线槽热寿命方程的计算根据1.2.3节中母线槽的加速热老化试验可以得到(T,La,T2,L2,T3,Ls)3组数据,它们分布在直角坐标系中,其曲线近似符合式(1)。用最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳拟合曲线,拟合得到B、C两个参数,分别为:B=5.2705×10°,C=-9.0884。
 
  通过以上可以得到该母线槽的绝缘老化的Arhenius方程为:
 
  Lnl=5270.59.0884(2)将T=352.9K代入式(2)中计算,得到绝缘材料寿命80.3年。
 
  3结论
 
  本文首次提出对密集型母线槽进行绝缘寿命估算,得到其绝缘寿命为80.3年。同时,该方法也适用于其它型号的密集型母线槽,最终为母线槽的及时更换提供理论依据。
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