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图1综合影响下的健康指数曲线
2设备寿命与健康指数研究
2.1电气设备的设计寿命
文献[6]以变压器的设计标准为例,定义使用寿命是在某温度范围内正常工作条件下变压器连续运行时间。传统的标准(及目前还在使用的标准)中变压器的最大额定功率(界定容量)指的是,因变压器损耗产生的热量导致其绝缘强度下降到原有强度的50%之前,变压器在恒定负荷水平下连续运行7.42年期间的可承载功率水平。这个计算出的“寿命”并不是字面意义上的寿命,更贴切地说,它是“绝缘半衰期”。
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。
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