專利名稱：一種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置與實驗方法
技術領域：
本發(fā)明屬于變壓器老化狀態(tài)檢測技術領域，具體涉及一種變壓器油紙絕緣熱老化
的實驗裝置與其實驗方法。
背景技術：
變壓器尤其是大型油浸式電力變壓器的運行可靠性直接關系電力系統(tǒng)的安全穩(wěn) 定，據(jù)統(tǒng)計資料顯示，變壓器的運行事故主要由其絕緣系統(tǒng)故障造成，因此變壓器的運行壽 命很大程度上取決于油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)。在變壓器運行過程中，絕緣油紙長期承受 熱、電、機械、化學等多種外部應力作用，導致自身絕緣和機械性能逐漸下降并可能造成變 壓器故障。因此，準確診斷油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)，對預測變壓器的壽命至關重要，也是 實現(xiàn)變壓器狀態(tài)維護的前提和基礎。 傳統(tǒng)診斷變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)的試驗方法主要有油中溶解氣體分析(DGA)、 局部放電檢測(PD)、油中糠醛含量分析以及絕緣紙聚合度(DP)分析等。近十年來，基于介 電響應原理的介電響應法作為評估變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)的新型試驗方法，如回復電壓 (RV)、極化去極化電流(PDC)和頻域譜(FDS)等，由于其可以在不用吊芯，不破壞絕緣材料， 不用取樣的前提下測量絕緣紙中微水含量，分析油紙絕緣老化狀態(tài)，為準確評估變壓器絕 緣性能和預測剩余壽命提供可靠依據(jù)，引起人們越來越多的關注，并逐漸應用于電力系統(tǒng)。 這些方法不但可作為目前絕緣診斷方法的有益補充，而且將來很有可能成為變壓器狀態(tài)診 斷領域的重要試驗手段。 由于變壓器油紙絕緣老化是一個長期的過程，正常運行狀態(tài)下，可穩(wěn)定運行幾 十年，因此如果要進行變壓器油紙絕緣老化規(guī)律研究，則按照蒙辛格規(guī)則推出的加速熱
老化6t:法則在實驗室模擬真實變壓器中油紙絕緣老化過程，蒙辛格規(guī)則認為，油紙絕緣 的老化率隨溫度變化的系數(shù)可以近似取為常數(shù)，即溫度每增加6t:，老化率增加l倍，在
IEC60076-7 :2005中將98°C的老化率定為"1 "，那么104。C時的老化率應為2，其它溫度以 此類推，在烤箱內不同的加速老化時間所對應的正常溫度下的"實際"老化時間，在不同老 化階段測量油紙絕緣的各種老化表征參數(shù)。國內外學者基本上都是按照這種方法研究電力 變壓器油紙絕緣材料熱老化規(guī)律。但是在這些模擬老化過程試驗中普遍存在著不能在線實 時測量油紙絕緣試品介電參數(shù)、定期取樣較為困難、取樣會改變原有試品試驗環(huán)境等問題。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中在模擬老化過程試驗中普遍存在著不能在線實時測量油紙絕緣 試品介電參數(shù)、定期取樣困難、取樣改變試驗環(huán)境的難題，本發(fā)明提出一種變壓器油紙絕緣 熱老化實驗裝置與方法。 —種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，包括外腔與設置在外腔內部的內腔及測 量與顯示系統(tǒng)組成，內腔由筒狀結構的主腔體、設置于筒狀結構的主腔體上的油枕，設置于 筒狀結構的主腔體內部的電極-試樣試驗架與主腔體的周邊的至少一個副腔體構成，副腔體連接有副腔體閥門與對應的主腔體閥門通過拆卸結頭連接，外部電壓源通過外腔體上的 高壓套管與高壓引線與內腔的主腔體上的高壓電極接線端連接，再連接到電極-試樣試驗 架的高壓電極接線柱上，電極-試樣試驗架上的測量電極和保護電極通過高溫同軸電纜與 介電參數(shù)測量與顯示系統(tǒng)相連接，在主腔體上設置抽氣口與注油口 。 設置于筒狀結構的主腔體上的油枕，其下端與主腔體的上蓋連接，其油枕的上口 部設置有起密封作用的硅膠密封囊。 所述設置于筒狀結構的主腔體內部的電極-試樣試驗架由上絕緣板、下絕緣板及
其連接上下絕緣板的固定桿與絕緣支座、高壓電極、保護電極與保護電極同軸設置并與其
隔離開的測量電極構成，高壓引線通過高壓電極接線柱連接的高壓電極。 所述的高壓套管由接線柱、防暈罩、導電桿、穿墻套管及法蘭組成，導電桿通過兩
個呈半球形的防暈罩的中心孔，導電桿的兩端為與輸入輸出高壓線的連接機構，穿墻套管
通過法蘭與外腔的上壁連接。 所述的高壓電極及測量電極的導桿上均設置有壓緊彈簧。 所述的外腔是高溫烘箱，其溫度可調范圍為室溫+10 30(TC、精度為±0. 5°C，內 部空間尺寸為600X800X900mm。 所述主腔體、副腔體的蓋板與腔體之間均設置有密封膠墊。所述的副腔體一共有
4個，呈中心對稱狀設置于筒狀結構的主腔體的周邊。
—種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗方法，包括如下步驟 1)絕緣紙板真空干燥試樣處理，首先將絕緣紙板放在真空烘箱中，抽至50士5Pa
的粗真空，并將溫度升高并保持在iio士o. 5t:，在真空度明顯下降時應再次抽真空，將絕緣 紙板試品保持在50士5Pa的粗真空中進行干燥48h，待降至室溫后將干燥的紙板試樣取出， 在空氣中吸潮，同時通過精密天平觀察試樣重量的變化，是否達到設定的微水含量；
2)進行放置試樣和注油操作，根據(jù)試驗設定的油紙比例將所需的絕緣紙板試品均 勻放入主腔體和四個副腔體中，并將進行介電參數(shù)測量的絕緣紙板試品放入高壓電極與測 量和保護電極之間并通過壓緊彈簧壓緊，將各電極接線連好后，把副腔體和主腔體密封；
3)安裝副腔體，把四個副腔體通過拆卸結頭安裝到主腔體四周，然后把主腔體閥 門和副腔體閥門全部打開，使副腔體和主腔體連通，連接真空泵和抽氣口接嘴，打開抽氣口 閥門將整個內腔壓力抽到50士5Pa的真空； 4)注入變壓器油，通過注油口將變壓器油注入，直至變壓器油開始進入油枕為 止； 5)加速熱老化部分，將注好變壓器油的內腔置入外腔中，并接好高壓引線及測 量和保護同軸電纜，根據(jù)實驗設定的熱老化溫度設置高溫烘箱的加熱溫度，進行熱老化實 驗； 6)在線介電參數(shù)測量可以在熱老化過程中隨時測量油浸絕緣紙板試品的介電常 數(shù)、介質損失因數(shù)、體積電導率、復電容等參數(shù)并得到相關實驗數(shù)據(jù)； 7)離線試樣理化參數(shù)分析主要是通過在試驗過程中根據(jù)需要暫停熱老化，將試樣 冷卻至室溫，關閉一個副腔體上的所有主腔體閥門和副腔體閥門，擰開拆卸結頭，將副腔體 取出并打開提取變壓器油試樣和絕緣紙板試品進行油中氣體檢測、糠醛濃度檢測、紙板聚 合度檢測等相關試驗及其得到具體實驗數(shù)據(jù)。
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通過本實驗裝置與實驗方法，能在線實時測量試樣介電參數(shù)，又能在不改變試樣 原有試驗環(huán)境的前提下定期取樣，可以研究大型電力變壓器油紙絕緣材料熱老化規(guī)律，包
括老化過程中絕緣油介電參數(shù)、微水含量、ra值、酸值等參數(shù)變化和絕緣紙板聚合度、介電 參數(shù)、表觀形貌等的變化，獲得具體的實驗數(shù)據(jù)，為研究變壓器油紙絕緣熱老化規(guī)律，評估 老化狀態(tài)提供了試驗平臺。
圖1本發(fā)明實驗裝置和測量系統(tǒng)總體結構示意圖 圖2本發(fā)明內腔結構主視示意圖(不包括電極-試樣試驗架) 圖3本發(fā)明內腔俯視剖視示意圖(不包括電極_試樣試驗架) 圖4本發(fā)明電極_試樣試驗架結構示意圖 圖5是本發(fā)明的高壓套管結構示意圖 圖6本發(fā)明高壓電極引出接線端結構示意圖 圖7本發(fā)明熱老化實驗流程示意圖 圖8本發(fā)明不同老化階段油紙絕緣試品介損的頻域譜曲線 圖9本發(fā)明兩臺實際變壓器絕緣系統(tǒng)介損的頻域譜曲線 圖10本發(fā)明不同老化階段試品極化電流曲線 圖11本發(fā)明不同老化階段試品去極化電流曲線
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明 圖1為本發(fā)明實驗裝置總體結構圖，圖中可以看出，油紙絕緣熱老化的實驗裝置， 包括外腔1與設置在外腔1內部的內腔2及測量與顯示系統(tǒng)11組成，內腔2由筒狀結構 的主腔體5、設置于筒狀結構的主腔體5上的油枕4，設置于筒狀結構的主腔體5內部的電 極_試樣試驗架7與呈中心對稱狀設置于筒狀結構的主腔體5的周邊的至少一個副腔體8 構成，副腔體8的閥門20通過拆卸結頭21與主腔體上的閥門14連接，外部電壓源通過外 腔體1上的高壓套管3再經(jīng)過高壓引線9與內腔2主腔體5上的高壓電極接線端19連接， 最后連接到電極_試樣試驗架7的高壓電極接線柱31上，電極-試樣試驗架7上的測量電 極接線柱29和保護電極接線柱30通過高溫同軸電纜10與介電參數(shù)測量與顯示系統(tǒng)11相 連接，在主腔體5上設置抽氣口 18與注油口 32。 圖2、3是本實驗裝置的內腔結構主視示意圖與俯視剖視示意圖，圖中不包括電 極_試樣試驗架，圖2中可以明顯看出，油枕4與主腔體5通過焊接成一體，在主腔體的上 蓋上還設置有高壓電極的接線端19，抽氣口接嘴18與抽氣口接嘴與主腔體5之間連接有抽 氣口閥門17，在主腔體5與副腔體8的下部為了試驗中移動的方便而設置的底板38與腳輪 15。圖3顯示的是與主腔體5呈中心對稱分布的4個副腔體8之間的連接關系，在4個副 腔體與主腔體5之間的連接管道上各設置有主腔體閥門14與副腔體閥門20，主要是為了在 實驗中獲取變壓器油或者提取熱老化實驗的絕緣紙板試品。 四個副腔體均勻分布在主腔體周圍，副腔體通過金屬管道、副腔體閥門20、拆卸結 頭21和主腔體閥門14安裝在主腔體四周。在熱老化過程中和主腔體5連通，可以實現(xiàn)定期取樣的目的，既可以取絕緣紙板試品，也可以取變壓器油6試樣，而且保證與試驗環(huán)境一 致。需要取下副腔體時，首先關閉該副腔體閥門20和主腔體閥門14，然后通過擰開拆卸結 頭21將副腔體8從主腔體5內取下，同時保證主腔體5和其他副腔體8的密封，并可以繼 續(xù)進行加速熱老化試驗。 圖4是電極-試樣試驗架結構示意圖，圖中顯示，電極-試樣試驗架是由上絕緣板 28與下絕緣板37、絕緣支座27、及其固定桿26連接組成骨架，在上絕緣板28上設置有高壓 電極22，高壓電極22通過彈簧與高壓電極接線柱31與上絕緣板28連接在一起；在下絕緣 板37上設置有測量電極25、保護電極24，保護電極的縱剖視圖呈"T"形結構，具有一個內 腔，測量電極25位于保護電極24的內腔內與其同軸設置并與其隔離開，測量電極25通過 彈簧，測量電極接線柱29與下絕緣板37連接在一起，其位置與高壓電極22相向而對，其中 間位置是絕緣紙板試品23，保護電極的接線柱30。 為了更準確地測量試品的介電參數(shù)，本裝置的三電極結構，高壓電極22直徑 120mm，厚度10mm，測量電極25直徑100mm，厚度10mm，保護電極24外徑120mm，內徑110mm， 保護電極24可避免試品表面電流流入測量電極25，使測量電極25中只流過體積電流，而且 保護電極24的存在可以降低邊緣效應，使測量更精確。 電極-試樣的三電極結構所需的絕緣支架采用耐高溫的聚四氟乙烯材料，在高溫 下既保證其絕緣要求又有較好的機械性能。為了使整個電極試樣和主腔體金屬底板絕緣， 設計四個絕緣支座，用于支撐電極試樣。 圖5是本發(fā)明的高壓套管結構示意圖。為了將外部高壓引入外腔1內部，以備試 品介電參數(shù)測量試驗所需，外腔1上部設置高壓套管3，該套管由接線柱39、防暈罩40、導電 桿41、穿墻套管42及法蘭43組成，導電桿41通過兩個呈半球形的防暈罩40的中心孔，導 電桿41的兩端為與輸入輸出高壓線的連接機構39，套管42通過法蘭43與外腔上壁連接， 可以將0 30kV的工頻交流高壓、0 士50kV的直流高壓或0 士80kV沖擊電壓通過導 電桿41引入外腔l的內部。 圖6是本發(fā)明的高壓電極引出接線端結構示意圖。
圖7是利用本發(fā)明進行熱老化實驗的流程示意圖。 為實現(xiàn)加速熱老化需要的高溫，外腔1為高溫烘箱，溫度可調范圍為室溫+10 30(TC、精度為±0. 5°C，內部空間尺寸為600X800X900mm，進行加速熱老化試驗時可將整 個內腔5置入外腔1中，使變壓器油6和絕緣紙板試品23在試驗設定的高溫下進行加速熱 老化，縮短試驗周期。 為了達到密封和耐高溫要求，內腔主腔體5、副腔體8、油枕4的金屬部分全部采用 不銹鋼，主腔體5內徑210mm，高210mm，主腔體5上蓋板通過管道和油枕焊接在一起。主腔 體5和副腔體8上蓋密封時加裝耐高溫的硅膠密封墊13，油枕4上設計2mm厚的硅膠密封 囊12，為了解決加熱過程中變壓器油膨脹的問題，使試驗在密封的前提下通過油枕釋放變 壓器油膨脹壓力，為使熱老化過程中試品壓力恒定，油枕4密封采用軟質耐高溫的硅橡膠 囊12，厚度為2mm，形狀隨著變壓器油體積的膨脹而變化。上絕緣板28、下絕緣板37和絕 緣支座27采用耐高溫的聚四氟乙烯材料，主腔體5上蓋板的高壓接線端19由聚四氟乙烯 套管34、導電桿33和六方螺母35組成，聚四氟乙烯套管34實現(xiàn)導電桿33與主腔體上蓋 板36之間的絕緣。測量電極25與保護電極24通過高溫同軸電纜10引出主腔體，并在引
7出口部位使用高溫絕緣膠密封，在實現(xiàn)密封和絕緣要求。 本實驗裝置中所有引線包括高壓導線9、連接測量和保護電極的同軸電纜10都使
用耐高溫導線，保證在整個高溫熱老化試驗中其絕緣性能良好。由于測量電極所測信號十
分微弱，所以保護電極和測量電極通過一根高溫同軸電纜10引出，保護電極24接到高溫同
軸電纜10的屏蔽層，測量電極25接軸心導線，實現(xiàn)微弱信號的抗干擾。 絕緣紙板試品23壓緊程度的不同對介電參數(shù)測量有明顯影響，為使絕緣紙板試
品壓緊程度一致，本實驗裝置在高壓電極22和測量電極25的導桿上設計壓緊彈簧，保證絕
緣紙板試品在實驗中每次壓緊程度一致，壓力均勻，所得到的結果一致。 絕緣紙板試品浸油需要在真空條件進行，這樣才能排除紙板內部氣泡的影B向，使
紙板浸油充分，具有較好的電氣絕緣性能。本實驗裝置可通過抽氣口閥門17和抽氣口接嘴 18與真空泵連接，將整個內腔抽到50±5Pa的粗真空，并在此真空條件下通過主腔體底部 的注油口 32注入變壓器油6，實現(xiàn)絕緣紙板試品真空浸油的目的。 要實現(xiàn)真空條件下注入變壓器油，密封材料耐高溫性能要好，本實驗裝置所有密 封環(huán)節(jié)都采用耐高溫的硅膠墊或聚四氟乙烯墊片，既保證密封，又滿足高溫熱老化使用環(huán)境。 由于整個內腔2內的主腔體5，副腔體8與油枕4充油后重量較大，移動不變，本裝 置在主腔體5底部設置四個腳輪，在拆卸副腔體或者移動內腔時方便實用。
熱老化實驗可分為絕緣紙板試品真空干燥式樣處理、放置試樣和注油操作、安裝 副腔體、注入變壓器油、加速熱老化、在線介電參數(shù)測量或者離線試樣理化參數(shù)分析這些步 驟。絕緣紙板真空干燥試樣處理指絕緣紙板的真空干燥處理，首先將絕緣紙板放在真空烘 箱中，抽至50士5Pa的粗真空，并將溫度升高并保持在110士0.5t:。由于干燥過程中蒸發(fā)的 水蒸汽造成真空度下降，若觀察到真空度明顯下降時應再次抽真空，將試品保持在50士5Pa 的粗真空中進行干燥48h。降至室溫后將干燥的紙板試樣取出，在空氣中吸潮，同時通過精 密天平觀察試樣重量的變化，達到設定的微水含量后，進行放置試樣和注油操作。放置試樣 和注油部分，首先根據(jù)試驗設定的油紙比例將一定重量的絕緣紙板均勻放入主腔體和四個 副腔體中，并將進行介電參數(shù)測量的絕緣紙板試品23放入高壓電極22與測量和保護電極 之間并通過壓緊彈簧壓緊，將各電極接線連好后，把副腔體8和主腔體5密封，并把四個副 腔體8通過拆卸結頭21安裝到主腔體5四周，然后把主腔體閥門14和副腔體閥門20全部 打開，使副腔體8和主腔體5連通。連接真空泵和抽氣口接嘴18，打開抽氣口閥門17將整 個內腔2抽到50士5Pa的真空，然后通過注油口 32將變壓器油6注入，直至變壓器油6開 始進入油枕4，使油枕中變壓器油的高度為5-20mm即可。熱老化部分首先將注好變壓器油 6的內腔2置入外腔1中，并接好高壓導線9及測量和保護同軸電纜IO，然后就可以根據(jù)實 驗設定的熱老化溫度設置高溫烘箱加熱溫度，進行熱老化實驗。試樣檢測分為在線介電參 數(shù)測量和離線試樣理化參數(shù)分析，在線介電參數(shù)測量可以在熱老化過程中隨時測量油浸紙 板的介電常數(shù)、介質損失因數(shù)、體積電導率、復電容等參數(shù)。離線試樣理化參數(shù)分析主要是 通過在試驗過程中可以根據(jù)需要暫停熱老化，將試樣冷卻至室溫，關閉一個副腔體8上的 所有主腔體閥門14和副腔體閥門20，擰開拆卸結頭21，將副腔體8取出并打開提取變壓器 油6試樣和絕緣紙板試樣23進行油中氣體檢測、糠醛濃度檢測、紙板聚合度檢測等相關試 驗。
在本發(fā)明試驗過程中，所有電極都通過耐高溫帶屏蔽層導線引到外腔以外，連接 介電參數(shù)測量儀器，實現(xiàn)不需要暫停試驗，不需要關閉高溫烘箱而連續(xù)監(jiān)測油紙絕緣試品 的介電參數(shù)變化。 本發(fā)明可以實現(xiàn)油紙絕緣試樣密封條件下的加速熱老化；可以實現(xiàn)在線實時監(jiān)測 實驗過程中介電參數(shù)的變化；可以實現(xiàn)在不改變試品原有試驗環(huán)境的前提下定期提取試 樣，進行變壓器油和絕緣紙板試樣的理化參數(shù)分析；三電極結構和耐高溫信號引出線具有 較好的屏蔽泄漏電流和電磁干擾的優(yōu)點。 附圖8為以該實驗裝置為平臺測量油浸絕緣紙板試品23加速熱老化過程中測介 質損耗因數(shù)tanS隨老化時間變化的頻域譜曲線。由圖可見，熱老化對tanS在100-lOOOHz
的較高頻率范圍影響很小，而在lmHz到100Hz較低頻率范圍影響非常明顯。在較低頻率范 圍，隨著老化時間延長，介質損耗因數(shù)tanS明顯增大。 圖9為兩臺實際變壓器油紙絕緣系統(tǒng)介損的頻域譜曲線，兩者曲線形狀一致性較 好。 圖10為該實驗裝置進行油紙絕緣試品加速熱老化過程中測量的試品極化電流隨 老化時間變化的曲線，圖中曲線1為未老化試品極化電流曲線；曲線2為12(TC下老化100h 后試品極化電流曲線；曲線3為12(TC下老化300h后試品極化電流曲線；曲線4為12(TC下 老化400h后試品極化電流曲線。由圖IO可見隨著老化時間的延長，極化電流曲線上移，穩(wěn) 態(tài)電流變大，試品電導率變大。 圖11為該實驗裝置進行油紙絕緣試品加速熱老化過程中測量的試品極化電流和 去極化電流隨老化時間變化的曲線。圖中曲線1為未老化試品去極化電流曲線；曲線2為 120。C下老化100h后試品去極化電流曲線；曲線3為120。C下老化300h后試品去極化電流 曲線；曲線4為12(TC下老化400h后試品去極化電流曲線。由圖ll可見，隨著老化時間的 延長，去極化電流曲線也逐漸上移，而且在100-1200s之間隨老化時間變化較明顯。
權利要求
一種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，包括外腔(1)與設置在外腔(1)內部的內腔(2)、及介電參數(shù)測量與顯示系統(tǒng)(11)組成，其特征在于內腔(2)由筒狀結構的主腔體(5)、設置于筒狀結構的主腔體(5)上的油枕(4)、設置于筒狀結構的主腔體(5)內部的電極-試樣試驗架(7)與主腔體(5)的周邊的至少一個副腔體(8)構成，副腔體(8)連接有副腔體閥門(20)與對應的主腔體閥門(14)通過拆卸結頭(21)連接，外部電壓源通過外腔體(1)上的高壓套管(3)與高壓引線(9)與內腔(2)的主腔體(5)上的高壓電極接線端(19)連接，再連接到電極-試樣試驗架(7)的高壓電極接線柱(31)上，電極-試樣試驗架(7)上的測量電極(25)和保護電極(24)通過高溫同軸電纜(10)與介電參數(shù)測量儀器與顯示系統(tǒng)(11)相連接，在主腔體(5)上設置抽氣口(18)與注油口(32)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于設置于筒 狀結構的主腔體(5)上的油枕(4)，其下端與主腔體(5)的上蓋連接，其油枕(4)的上口部 設置有起密封作用的硅膠密封囊(12)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述設置 于筒狀結構的主腔體(5)內部的電極-試樣試驗架(7)由上絕緣板(28)、下絕緣板(37)及 其連接上下絕緣板的固定桿(26)與絕緣支座(27)、高壓電極(22)、保護電極(24)與保護 電極(24)同軸設置并與其隔離開的測量電極(25)構成，高壓引線(9)通過高壓電極接線 柱(31)連接的高壓電極(22)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述的高 壓電極(22)及測量電極(25)的導桿上均設置有壓緊彈簧。
5. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述的外 腔(1)是高溫烘箱，溫度可調范圍為室溫+10 30(TC、精度為士0.5t:，內部空間尺寸為 600X800X900mm。
6. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述主腔體(5)、副腔體(8)的蓋板與腔體之間均設置有密封膠墊(13)。
7. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述的副腔體(8)有4個，呈中心對稱狀設置于筒狀結構的主腔體(5)的周邊。
8. 根據(jù)權利要求1所述的變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，其特征在于所述的高 壓套管(3)由接線柱(39)、防暈罩(40)、導電桿(41)、穿墻套管(42)及法蘭(43)組成，導 電桿(41)通過兩個呈半球形的防暈罩(40)的中心孔，導電桿(41)的兩端為與輸入輸出高 壓線的連接機構(39)，穿墻套管(42)通過法蘭(43)與外腔(1)的上壁連接。
9. 一種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗方法，包括如下步驟，其特征在于1) 絕緣紙板真空干燥試樣處理，首先將絕緣紙板放在真空烘箱中，抽至50士5Pa的粗 真空，并將溫度升高并保持在110±0. 5t:，在真空度明顯下降時應再次抽真空，將絕緣紙板 試品保持在50士5Pa的粗真空中進行干燥48h，待降至室溫后將干燥的紙板試樣取出，在空 氣中吸潮，同時通過精密天平觀察試樣重量的變化，是否達到設定的微水含量；2) 進行放置試品和注油操作，根據(jù)試驗設定的油紙比例將所需的絕緣紙板試品均勻放 入主腔體和四個副腔體中，并將進行介電參數(shù)測量的絕緣紙板試品放入高壓電極(22)與 測量和保護電極(24)之間并通過壓緊彈簧壓緊，將各電極接線連好后，把副腔體和主腔體 密封；3) 安裝副腔體，把四個副腔體(8)通過拆卸結頭(21)安裝到主腔體(5)四周，然后把 主腔體閥門(14)和副腔體閥門(20)全部打開，使副腔體(8)和主腔體(5)連通，連接真空 泵和抽氣口接嘴(18)，打開抽氣口閥門(17)將整個內腔壓力抽到50士5Pa的真空；4) 注入變壓器油，通過注油口 (32)將變壓器油注入，直至變壓器油進入油枕(4)的高 度為5-20mm為止；5) 加速熱老化，將注好變壓器油的內腔(2)置入外腔(1)中，并接好高壓引線(9)及與 測量和保護電極連接的高溫同軸電纜(10)，根據(jù)實驗設定的熱老化溫度設置高溫烘箱的加 熱溫度，進行熱老化實驗；6) 在線介電參數(shù)測量可以在熱老化過程中隨時測量油浸絕緣紙板的介電常數(shù)、介質損 失因數(shù)、體積電導率、復電容等參數(shù)并得到相關實驗數(shù)據(jù)；7) 離線試樣理化參數(shù)分析主要是通過在試驗過程中根據(jù)需要暫停熱老化，將試樣冷 卻至室溫，關閉一個副腔體上的所有主腔體閥門(14)和副腔體閥門(20)，擰開拆卸結頭 (21)，將副腔體(8)從主腔體(5)內取出并打開提取變壓器油(6)試樣和絕緣紙板試品 (23)，進行油中氣體檢測、糠醛濃度檢測、紙板聚合度檢測等相關試驗并得到具體實驗數(shù) 據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于變壓器老化檢測技術領域，一種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗裝置，由外腔、內腔及測量與顯示系統(tǒng)組成，內腔由主腔體及其上的油枕，主腔體內部的電極-試樣試驗架與副腔體構成，副腔體與主腔體由管道連接，管道上設置有閥，在主腔體上設置抽氣口與注油口。一種變壓器油紙絕緣熱老化的實驗方法，步驟如下1)絕緣紙板真空干燥式樣處理；2)進行放置試樣和注油操作；3)安裝副腔體；4)注入變壓器油；5)加速熱老化實驗；6)在線介電參數(shù)測量得到相關實驗數(shù)據(jù)；7)離線試樣理化參數(shù)分析得到實驗數(shù)據(jù)。本發(fā)明能在線實時測量試樣介電參數(shù)，不改變試樣原有試驗環(huán)境的前提下定期取樣，可以研究大型電力變壓器油紙絕緣材料熱老化規(guī)律。
文檔編號G01R27/26GK101713721SQ200910254418
公開日2010年5月26日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者張冠軍, 楊雙鎖, 王世強, 董明, 魏建林 申請人:西安交通大學