以50MVA的变压器为例,根据电离(Arrhenius)理论,它的预期“绝缘半衰期”的表达式为:
(1)
式中:L为设备寿命,h;T为绕组热点温度;k1和k2为系数,其值可由相关统计表获取,见表1(数据均基于实验室的试验结果)。
根据式(1),假设热点温度为110℃(环境温度30℃+铁芯温升65℃+热点温升15℃),系数按表(1)中取值,可得预期绝缘半衰期为7.42年。然而,变压器每天的负荷都在不断变动,只在峰荷时达到50MW,而不是全天都在恒定的50MW,这种情况下的绝缘强度降至50%时的预期工作时间为39.3年,而不是7.42年。
当设备绝缘强度降至50%时,它未必会发生失效,但是作为低压设备可以获得的一个重要数据,在一定程度上,使用寿命可以代表设备的健康状况。以往经验表
明,配电设备不论什么种类其性能都是与役龄密切相关的。设备的出厂额定寿命也是在此基础上设定的,因而可以作为设备运行状态的参考。
此外,设备所在线路的负荷水平、环境温度(大体上,随着温度的升高,工作寿命将随之降低,或者设备处理的负荷必须相应降低)、环境质量、空气湿度等因
素也会对设备的健康性能造成一定的影响。
2.2设备健康指数研究
对电力设备大量的故障数据研究表明,设备的故障率呈浴盆曲线[2]形状,见图2。
图2浴盆曲线
图2中,区域I为调试期,元件故障率随时间逐渐下降;区域II为有效寿命期,元件故障率接近常数,此时认为设备健康程度较高,大部分故障为外界因素干扰下的偶然故障;区域III为衰耗期,元件故障率呈上升趋势。元件的老化失效即发生在衰耗期,是与历史(即元件服役时间)有关的条件失效事件。