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专利号: 202210930853X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结合宏观与微观憎水性能评估硅橡胶绝缘子老化状态方法,其特征在于,包含:步骤1:基于在线检测,评估出憎水性的劣化程度,其子步骤如下:

1)根据所检测的腕臂绝缘子的类型,测出全新绝缘子的静态接触角A0;

2)在线检测出绝缘子目前的静态接触角A;

3)该绝缘子的憎水性劣化程度为:

步骤2:记录检测时的实际温度T2、电场强度E2、湿度H2;

步骤3:根据记录的温度、电场强度、湿度在微观仿真数据库中找到最佳匹配度的案例,并得到硬度的变化情况,其子步骤如下:

1)建立微观仿真数据库,其步骤如下:

(1)在Materials Studio平台上搭建硅橡胶的模型,确定初始的Si‑CH3的数量以及Si‑C与Si‑O‑Si的数量比值,记为N0Si‑CH3、N0Si‑C/Si‑O‑Si,并将模型导入Lammps软件中;

(2)将温度T1设置在区间[273K,1000K]内,最小间隔为10K;电场强度E1设置在区间[0,

30kV/cm],最小间隔为0.1kV/cm;湿度H1设置在区间[1%,90%]内,最小间隔为1%;

(3)将上述各条件参数在区间内按照最小间隔取不同的值并随机组合在一起,每种组合模拟100次,模拟时间均为30ps,统计Si‑CH3的数量随时间变化情况,其中Si‑CH3的数量是对100组仿真数据取平均值的结果;

2)在微观数据库中找到与检测时条件最匹配的案例,其方法如下:按如下公式计算,K越接近0匹配度越高:

(2)式中,x1i、x2i分别是向量X1、X2中第i个元素;X1是数据库中的条件向量,X2为检测时T T的条件向量;定义X1=[T1,E1,H1],X2=[T2,E2,H2];

3)求得硬度的劣化程度,设为IB,按照下式计算:

(3)、(4)式中,NSi‑C/Si‑O‑Si表示的是t时刻仿真模型中Si‑C与Si‑O‑Si数量的比值,同理NSi‑O‑Si/Si‑C表示的是t时刻仿真模型中Si‑O‑Si与Si‑C数量的比值;(3)式中α、β、γ分别是温度、电场强度、湿度的权重,α=0.632,β=0.214,γ=0.154;T、E、H表征归一化处理后的温度、电场强度、湿度:(5)、(6)、(7)式中,T0为298K,E0为0.2kV/cm,H0为20%;(3)式中t为仿真模拟的时间,获取方式如下:根据步骤1的子步骤3)求得的憎水性劣化程度,以及下式可求得t时刻绝缘子微观模型中的Si‑CH3的数量:(8)、(9)式中,N0Si‑CH3为Si‑CH3的初始数量,NSi‑CH3是t时刻的Si‑CH3的数量;根据Si‑CH3的数量以及在步骤3的子步骤1)中的(3)统计的Si‑CH3与时间的变化情况,可求得t;

步骤4:根据绝缘子憎水性和硬度的劣化程度,综合评估绝缘子的老化情况,方法如下:当IA、IB均大于等于50%时,则绝缘子处于良性可用阶段;当有且只有一个的值小于

50%,则绝缘子处于老化严重应及时更换或维修;当两者均小于35%时,则应立即更换绝缘子。