一种动车组大A端子内绝缘老化无损检测及判定方法与流程

一种动车组大a端子内绝缘老化无损检测及判定方法
技术领域
1.本发明涉及无损检测领域，具体为一种动车组大a端子内绝缘老化无损检测及判定方法。


背景技术：

2.高速列车的电气系统是高速列车的重要组成部分，它的供电可靠性和安全性对车辆的安全稳定运行具有非常重要的意义，牵引变压器是动车组中重量和体积相对较大的单台电气设备之一，并且承担着电压转换和电能分配的重要任务，大a端子作为牵引变压器的高压套管，将接触网25kv的高压电通过大a端子传送至牵引变压器，其不断的承受较高的网压波动，且由于动车组运行范围广阔，使得大a端子长期工作在高低温交替、震动等恶劣的环境中，受此影响，大a端子的内部绝缘状态、机械形态等会出现问题，容易导致故障的发生，如果出现故障却没有及时发现，就会在电气、机械、化学等作用下进一步恶化，造成列车停止运行甚至更为严重的事故，这对整个铁路运营系统的正常运行及人员的生命安全是非常不利的，因此，亟需开展动车组牵引变压器大a端子绝缘的状态监测及评估，目前动车组牵引变压器大a端子检修时主要采用传统的外观检测方法进行检测，即基于外观观察、温升试验、大电流试验等数据，判定牵引变压器大a端子内绝缘的运行状态，检测方法和检测数据单一，可提取信息量较少，不能对牵引变压器大a端子的健康状态进行全面、准确的评估，且未综合考虑牵引变压器大a端子的运行时间和运行里程等信息，不能对其进行全寿命周期的状态的检测及评估，lcr介电频谱法因其无损可靠、包含绝缘信息丰富、便于现场检测等优点，在国内外多个领域已得到广泛应用，而在车载牵引变压器大a端子内绝缘检测方面鲜有研究，且lcr频谱是介电参数在多个频率下的特性变化，此法相比单一频率下的介电参数测试法包含更多信息，根据lcr频谱特性分析，能够完善牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的数据评估体系，更好地为动车组检修服务，优化动车组牵引变压器检修规程，最终达到状态修的目的。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种动车组大a端子内绝缘老化无损检测及判定方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：测试样品选取：以不同运行里程crh5/crh380b型动车组所述牵引变压器大a端子作为试验对象，选取运行0万公里(新车)、240万公里(四级修车)和480万公里(五级修车)的所述牵引变压器大a端子的样机，进行频域介电谱测试工作，在此基础之上，增加了lcr测试设备接地线，消除了部分外界干扰对牵引变压器大a端子内绝缘阻抗谱的影响。获取不同运行里程所述牵引变压器大a端子的阻抗谱曲线；测试样品的所述lcr测试仪参数测定：利用所述lcr测试仪和所述连接线及夹具测定并计算不同频率下的lcr阻抗参数。
测试样品老化程度判定：根据不同频率下的lcr频谱曲线，提取最能反映所述牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的特征参量；确定所述牵引变压器大a端子内绝缘的老化程度判定公式；将运行240万公里(四级修车)和480万公里(五级修车)的大a端子特征频谱曲线与运行0万公里的大a端子特征频谱曲线进行对照；将最能反映所述牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的特征参量带入所述老化程度判定公式；判定所述牵引变压器大a端子内绝缘的老化程度，为了避免外界干扰对牵引变压器大a端子内主绝缘阻抗谱的影响，增加了lcr测试设备接地线，消除外界干扰带来的影响。
4.作为本发明的一种优选技术方案，所述大a端子是牵引变压器的高压套管，获取的牵引变压器大a端子内绝缘lcr频域阻抗谱数据也仅适合crh5/crh380b型牵引变压器大a端子。
5.作为本发明的一种优选技术方案，所述的lcr外壳接地线和牵引变压器大a端子外壳接地线，可避免外部干扰对牵引变压器大a端子内绝缘lcr阻抗谱的影响。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述lcr测量仪自带显示面板，可提供的频率范围为20hz～5mhz，检测牵引变压器大a端子的lcr阻抗参数。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述的lcr频域谱数据仅限于阻抗z，据此可获取牵引变压器大a端子的频域阻抗谱数据。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述的合适测试频段是20hz～5mhz，在该频段下进行lcr测试，根据测试结果，判定牵引变压器内绝缘的老化程度。
9.本发明的有益效果：本发明通过弥补了动车组牵引变压器大a端子内绝缘检测方法及判定方法的空缺，相对于传统测试手段，本发明可以实现对动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的无损测量；此法相比单一频率下的介电参数测试法包含更多信息，根据lcr频谱特性分析，能够完善牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的数据评估体系，更好地为列车检修服务，对动车组高级修检修修程的优化有一定参考价值，最终达到状态修的目的。
附图说明
10.图1为本发明动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的无损检测及判定方法的流程图；
11.图2为本发明动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的检测原理图；
12.图3为动车组牵引变压器大a端子内绝缘现场测试简易示意图；
13.图4为动车组运行0万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
14.图5为动车组运行0万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
15.图6为动车组运行240万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
16.图7为动车组运行240万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
17.图8为动车组运行240万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
18.图9为动车组运行240万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图
19.图10为动车组运行480万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
20.图11为动车组运行480万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
21.图12为动车组运行480万公里牵引变压器大a端子的频域介电谱图；
22.图13为动车组不同运行里程牵引变压器大a端子频域最大阻抗值演变规律。
23.图中：1、lcr测试仪；2、连接线及夹具；3、牵引变压器大a端子。
具体实施方式
24.实施例1
25.图1动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的无损检测及判定方法的流程图；
26.由图1可以看出，动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度无损检测方法包括如下步骤：
27.第一步：测试样品选取
28.本发明的试验对象选为不同运行里程的crh5/crh380b型动车组牵引变压器大a端子3，选取运行0万公里(新车)、运行240万公里(四级修车)和480万公里(五级修车)的牵引变压器大a端子；测试开始之前，将样机分为9组，分别按牵引变压器大a端子型号命名为—、423101700856、011500067、011500225、091300128、051400150、425100600421、071500086、111500142，具体的样机类别及编号见表1。表1 crh380b动车组大a端子样机第二步：牵引变压器大a端子测试样品lcr参数确定首先，测试前在20hz～5mhz、1v工作条件下对lcr测试仪进行校准；其次，根据现场情况，利用lcr测量仪1配合连接线及夹具2对动车组牵引变压器大a端子进行频域介电谱测试工作，分别测试牵引变压器大a端子的电感l、电容c、电阻r、相角phase、损耗d、和阻抗z参数；最后，通过现场分析发现阻抗谱中隐含电阻、电感、电容、相角、损耗参数信息，且相角、损耗参数在测试过程中易受到现场其他运行设备的干扰，因此，选择最能反映牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的特征参数——阻抗谱，作为牵引变压器大a端子内绝缘老化的有效表征参量。
试验所需仪器如下：lcr测试仪1：测试频率20hz～5mhz，测量驱动电平10mv～2v，基本测量精确度0.1％，型号：th-2826，常州同惠电子股份有限公司，且lcr测试仪外壳接地，避免其他干扰因素的干扰。连接线及夹具2：用于连接lcr测量仪1和测试样品牵引变压器大a端子3，使得lcr测量仪1和测试样品牵引变压器大a端子可靠连接。第三步：样品内绝缘老化程度判定获取9组crh380b牵引变压器大a端子在不同频率下的lcr频域阻抗谱曲线。将不同运行里程的牵引变压器大a端子的lcr频域阻抗谱特性曲线进行对比，获得牵引变压器大a端子内绝缘的老化程度；图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12分别给出了不同运行里程牵引变压器大a端子的阻抗谱图，从图4和图5可以看出，运行0万公里的牵引变压器大a端子的频域阻抗谱曲线接近，相差不大，在低频段，易受到实验室周围环境的干扰，抗干扰能力差；在高频段，运行0万公里的牵引变压器大a端子试样的阻抗谱值变化明显，且高频段，试样的抗干扰能力较好，因此，选择10
6-107特征频段，可有效表征大a端子内绝缘的老化程度，从图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12可以看出，运行240万、480万公里的牵引变压器大a端子的频域阻抗谱值低于运行0万公里的阻抗谱值。为了研究不同运行里程牵引变压器大a端子内绝缘的劣化特性，选取5*106频段的最大阻抗值，获得不同运行里程牵引变压器大a端子的频域阻抗谱的演变规律图13所示，由图可知，随着运行里程的增加，牵引变压器大a端子的最大阻抗谱值呈下降趋势，下降至原值的0.73倍，因此，阻抗谱的最大值可有效表征牵引变压器大a端子的内绝缘老化程度。据此，确定的牵引变压器大a端子的老化程度dd为公式1所示。式中，z
i-max
是不同运行里程牵引变压器大a端子在特征频段5*106的最大阻抗值，z
0-max
是运行0万公里牵引变压器大a端子在特征频段5*106的最大峰值。
29.本发明的工作原理：选取crh5/crh380b型动车组不同运行里程牵引变压器大a端子作为测试样品，利用lcr测量仪测定动车组牵引变压器大a端子在合适频率和电压下的lcr测试参数，获取牵引变压器大a端子在不同频率的阻抗谱曲线，提取最能反映牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的特征参量，据此，将所得的lcr频谱响应数据对照运行0万公里的大a端子特性曲线，对动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度进行判定，该检测方法能够完善现场动车组牵引变压器大a端子内绝缘老化程度的数据评估体系，更好地为动车组检修服务，对动车组高级修修程的优化有一定参考价值，最终达到状态修的目的。
30.本发明涉及的机械及电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于公知常识。
31.本文中未详细说明的部件为现有技术。
32.上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。