母線槽使用壽命預(yù)測(cè)方法？

1母線槽絕緣壽命預(yù)測(cè)理論基礎(chǔ)與方法密集型母線槽的絕緣材料聚酯薄膜是高分子材料，它的老化是一種氧化反應(yīng)，試驗(yàn)反映這種氧化反應(yīng)遵循Arrhenius模型。

1.1Arrhenius熱老化方程對(duì)于符合Amhenius定律的高分子材料的熱化學(xué)特性，其化學(xué)反應(yīng)速率與溫度密切相關(guān)（+]：

nL=2c（1）式中L為絕緣壽命（h），T為老化開氏溫度（K）。

1.2母線槽絕緣壽命估算方案

對(duì)母線槽的絕緣材料做加速熱老化試驗(yàn)，利用老化數(shù)據(jù)擬合出式（1）中的常數(shù)B、C。針對(duì)式（1）中的溫度T，提出一種詳細(xì)的溫度試驗(yàn)方案，最后，將B、C、T帶入式（1）估算出絕緣壽命。

1.2.1加速熱老化試驗(yàn)評(píng)定方法聚酯薄膜絕緣材料主要有斷裂率和抗張強(qiáng)度兩個(gè)重要參數(shù)，試驗(yàn)表明，在加速熱老化試驗(yàn)中，選擇斷裂伸長(zhǎng)率作為試驗(yàn)參數(shù)更為合理。目前常用烘箱加熱作為熱老化試驗(yàn)的方法問，在烘箱的高溫下快速模擬母線槽的老化情況，根據(jù)文獻(xiàn)的研究與標(biāo)準(zhǔn)GB/T13542.2-2009，選取聚酯薄膜材料50%為壽命終點(diǎn)。本文采用的聚酯薄膜的原始斷裂伸長(zhǎng)率為98.32%，因此其終了壽命點(diǎn)應(yīng)為49.16%。

1.2.2加速熱試驗(yàn)步驟

根據(jù)GB/T7141-2008制定的加速熱老化實(shí)驗(yàn)步驟：

選取密集型母線槽的聚酯薄膜絕緣原材料，制作足夠量的啞鈴狀樣本，分為四組，每組樣本為20個(gè)。將這4組樣本放置在熱老化試驗(yàn)箱中，溫度點(diǎn)間隔不要太近，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度選擇為180℃、160℃、140℃，在對(duì)應(yīng)條件下進(jìn)行加速熱老化，取24h為一個(gè)取樣周期間隔，將取出的試驗(yàn)樣品冷卻1h后用電子拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸測(cè)量，記錄下每組樣品對(duì)應(yīng)的斷裂伸長(zhǎng)率及時(shí)間。持續(xù)熱老化試驗(yàn)直到所測(cè)樣品達(dá)斷裂伸長(zhǎng)率為49.16%附近，則可終止試驗(yàn)，并且記錄下每組樣品對(duì)應(yīng)的老化時(shí)間。

1.2.3加速熱老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理對(duì)密集型母線槽的材料進(jìn)行試驗(yàn)，使用該母線槽的直通段單元進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，額定電流1000A。

根據(jù)回歸分析方法，確定出不同溫度下斷裂伸長(zhǎng)率與老化時(shí)間t的關(guān)系式，得到140℃、160℃、180℃下的斷裂伸長(zhǎng)率與老化時(shí)間的回歸方程。

計(jì)算可得，開氏溫度分別為：T，=413K、T2=433K、T=

453K對(duì)應(yīng)的老化終止時(shí)間分別為：L1=166.80天、L2=71.10天、L4=12.26。

在環(huán)境溫度為30.3攝氏度時(shí)對(duì)母線槽通以100%負(fù)荷的電流（即1000A），試驗(yàn)溫度為79.9℃。

2聚酯薄膜密集型母線槽熱壽命方程的計(jì)算根據(jù)1.2.3節(jié)中母線槽的加速熱老化試驗(yàn)可以得到（T，La，T2，L2，T3，Ls）3組數(shù)據(jù)，它們分布在直角坐標(biāo)系中，其曲線近似符合式（1）。用最小二乘法通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的好的擬合曲線，擬合得到B、C兩個(gè)參數(shù)，分別為：B=5.2705×10°，C=-9.0884。

通過以上可以得到該母線槽的絕緣老化的Arhenius方程為：

Lnl=5270.59.0884（2）將T=352.9K代入式（2）中計(jì)算，得到絕緣材料壽命80.3年。

3結(jié)論

本文首次提出對(duì)密集型母線槽進(jìn)行絕緣壽命估算，得到其絕緣壽命為80.3年。同時(shí)，該方法也適用于其它型號(hào)的密集型母線槽，最終為母線槽的及時(shí)更換提供理論依據(jù)。