一種在高壓直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在高壓直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，屬于電網(wǎng) 輸變電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國電力工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入大電網(wǎng)、特高壓電網(wǎng)的發(fā)展時(shí)期，相繼建成了 ±500kV高壓直流及±660kV和±800kV特高壓直流輸電工程。換流變壓器是直流輸電工程 中極其重要的輸變電設(shè)備，其行業(yè)發(fā)展與特高壓直流電網(wǎng)工業(yè)的整體發(fā)展密切相關(guān)。國內(nèi) 換流變壓器隨著高壓直流輸電工程電壓等級(jí)的提升，其電壓和容量都有了大幅度提高。換 流變壓器內(nèi)部絕緣問題變得越來越突出，換流變壓器內(nèi)絕緣大多采用油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)。 運(yùn)行的換流變壓器中變壓器油除承受交流電壓、雷電沖擊和操作過電壓外，還要承受直流 及直流極性反轉(zhuǎn)電壓的作用，因此作為換流變壓器中主要絕緣材料的變壓器油除應(yīng)具備較 好的交流電場絕緣性能，還是需要具備較好的直流電場下的絕緣性能。
[0003] 目前，國內(nèi)外用于換流變壓器絕緣用油的擊穿電壓評定方法仍然停留在交流電力 設(shè)備用油擊穿電壓的測試方法上，現(xiàn)行的變壓器油擊穿電壓評定方法主要有GB/T507、DL/ T42L9、IEC156、ASTM D877、ASTMD1816等方法?，F(xiàn)行的變壓器油擊穿電壓評定方法，都是 采用相類似的原理，即在規(guī)定的交流電場下，采用球?qū)ΨQ電極或平板對稱電極，以一定的升 壓速率升壓，當(dāng)油品發(fā)生擊穿時(shí)，停止升壓并記錄此時(shí)電壓值，作為油品的擊穿電壓。以上 方法在用于換流變壓器用變壓器油絕緣性能評價(jià)時(shí)，最大的缺陷是試驗(yàn)電場是交流，不是 直流電場，與換流變壓器的運(yùn)行工況相差較大，沒有考慮電場類型對擊穿電壓的影響，其評 定的結(jié)果很難反應(yīng)出換流變壓器用油在直流電壓下的絕緣特性。另外，試驗(yàn)過程中采用電 極都是對稱類型，且主要形成均勻或類均勻電場，這類電極類型在直流電場下不能反應(yīng)出 電場的極性效應(yīng)特點(diǎn)。因此，也不能檢測出變壓器油組成成分與其極性效應(yīng)水平。
[0004] 針對現(xiàn)行的換流變壓器用油擊穿電壓評定方法的不足。急需開發(fā)一套適合目前換 流變壓器用油的發(fā)展?fàn)顩r，在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，為評估換流 變壓器用油的絕緣性能提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種在高壓直流電場下評定變壓器油擊 穿電壓的試驗(yàn)方法。
[0006] -種在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)過程中采用能夠形成 不均勻電場的電極類型，這類電極結(jié)構(gòu)在直流電場下能夠反應(yīng)出電場的極性效應(yīng)特點(diǎn)，也 能檢測出變壓器油組成成分與其極性效應(yīng)相關(guān)性。
[0007] -種在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，在高壓直流電場下，采用 針對球型電極杯或針對平板型電極杯，在針型電極端接入高壓，球型電極或平板型端接入 地線，分別采用正負(fù)極性直流電壓，按照固定的速率升壓，當(dāng)變壓器油發(fā)生擊穿時(shí)，停止升 壓并記錄此時(shí)電壓值，多次重復(fù)測試，多次測試結(jié)果的平均值作為變壓器油的擊穿電壓。
[0008] 包括如下步驟：
[0009] 步驟一、量取適量的變壓器油樣品，采用孔徑為2~5μπι纖維膜，進(jìn)行過濾處理， 處理后的變壓器油在真空度為〇. 1333~I. 333KPa下進(jìn)行脫水處理，處理后變壓器油樣品 的水分含量小于l〇mg/kg，5 μ m的顆粒污染度小于1000個(gè)/IOOmL ;
[0010] 步驟二、將電極杯的高壓連接端，標(biāo)尺，轉(zhuǎn)盤，刻度盤，支撐滑桿，支撐板，內(nèi)筒外 蓋，內(nèi)筒內(nèi)蓋，滑道，加長外筒，螺柱，針型電極頭，內(nèi)筒，球型電極頭，外筒，低壓電極柱，低 壓電極柱固定旋片和底座，用60~90°C石油醚進(jìn)行清洗，晾干備用；
[0011] 步驟C、將電極杯的各個(gè)部件進(jìn)行組裝，利用注射器將處理后的變壓器油樣品注入 內(nèi)筒，注入樣品量要保證針型電極頭和球型電極頭全部浸沒在樣品中，依據(jù)試驗(yàn)方案調(diào)節(jié) 針型電極頭和球型電極頭之間的間隙；
[0012] 步驟D、對控制系統(tǒng)、直流電源本體，電極杯進(jìn)行組裝連接，電極杯的高壓連接端與 直流電源本體的輸出端相連，電極杯的低壓電極柱與地線相連；
[0013] 步驟F、在控制系統(tǒng)中設(shè)置電壓極性，停升電壓值，升壓速率，試驗(yàn)次數(shù)，每次試驗(yàn) 間隔時(shí)間；
[0014] 步驟G、試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)機(jī)，給直流電源本體放電，拆下電極杯，進(jìn)行清洗換油，準(zhǔn)備 進(jìn)行下次試驗(yàn)，η次擊穿電壓平均值用按照如下公式計(jì)算(單位：kV);
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，其特征在于：在高壓直流電 場下，采用針對球型電極杯或針對平板型電極杯，在針型電極端接入高壓，球型電極或平板 型端接入地線，分別采用正負(fù)極性直流電壓，按照固定的速率升壓，當(dāng)變壓器油發(fā)生擊穿 時(shí)，停止升壓并記錄此時(shí)電壓值，多次重復(fù)測試，多次測試結(jié)果的平均值作為變壓器油的擊 穿電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，其特征 在于包括如下步驟： 步驟一、量取適量的變壓器油樣品，采用孔徑為2~5 μ m纖維膜，進(jìn)行過濾處理，處理 后的變壓器油在真空度為〇. 1333~I. 333KPa下進(jìn)行脫水處理，處理后變壓器油樣品的水 分含量小于10mg/kg，5 μ m的顆粒污染度小于1000個(gè)/IOOmL ; 步驟二、將電極杯的高壓連接端，標(biāo)尺，轉(zhuǎn)盤，刻度盤，支撐滑桿，支撐板，內(nèi)筒外蓋，內(nèi) 筒內(nèi)蓋，滑道，加長外筒，螺柱，針型電極頭，內(nèi)筒，球型電極頭，外筒，低壓電極柱，低壓電極 柱固定旋片和底座，用60~90°C石油醚進(jìn)行清洗，晾干備用； 步驟C、將電極杯的各個(gè)部件進(jìn)行組裝，利用注射器將處理后的變壓器油樣品注入內(nèi) 筒，注入樣品量要保證針型電極頭和球型電極頭全部浸沒在樣品中，依據(jù)試驗(yàn)方案調(diào)節(jié)針 型電極頭和球型電極頭之間的間隙； 步驟D、對控制系統(tǒng)、直流電源本體，電極杯進(jìn)行組裝連接，電極杯的高壓連接端與直流 電源本體的輸出端相連，電極杯的低壓電極柱與地線相連； 步驟F、在控制系統(tǒng)中設(shè)置電壓極性，停升電壓值，升壓速率，試驗(yàn)次數(shù)，每次試驗(yàn)間隔 時(shí)間； 步驟G、試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)機(jī)，給直流電源本體放電，拆下電極杯，進(jìn)行清洗換油，準(zhǔn)備進(jìn)行 下次試驗(yàn)，η次擊穿電壓平均值用按照如下公式計(jì)算(單位：kV); Γ =n l^jXi ?=[ 其中： Γ=η個(gè)測量值的平均值， Xi=第i測試樣品的擊穿電壓值， n=5 或 10。
3. 如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的一種在直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn) 方法所用的試驗(yàn)裝置，主要包括控制系統(tǒng)、直流電源本體，電極杯；控制系統(tǒng)由綜合控制臺(tái) 和直流電源控制箱組成，綜合控制臺(tái)通過無線系統(tǒng)與直流電源控制箱系統(tǒng)進(jìn)行通訊；綜合 控制臺(tái)具有設(shè)定直流高壓的極性、升壓速率、試驗(yàn)次數(shù)、直流高壓停止值、間隔時(shí)間以及擊 穿電壓的采集和記錄的功能；直流電源本體由極性自動(dòng)反轉(zhuǎn)高壓直流發(fā)生器，保護(hù)電阻和 自動(dòng)接地絕緣支撐及若干個(gè)均壓環(huán)組成。
4. 如權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)裝置，其特征為電極杯由高壓連接端，標(biāo)尺，轉(zhuǎn)盤，刻度盤， 支撐滑桿，支撐板，內(nèi)筒外蓋，內(nèi)筒內(nèi)蓋，滑道，加長外筒，螺柱，針型電極頭，內(nèi)筒，球型電極 頭，外筒，低壓電極柱，低壓電極柱固定旋片和底座構(gòu)成；將針型電極頭裝在螺柱的一端，螺 柱的另一端旋上標(biāo)尺，螺柱旋入滑道內(nèi)，滑道通過刻度盤固定在支撐板上；轉(zhuǎn)盤旋入標(biāo)尺裝 在刻度盤上，刻度盤穿入標(biāo)尺固定在支撐板上；低壓電極桿旋入球型電極頭，并套上O型 圈，從底座的下部向上插入，低壓電極柱固定旋片旋入底座內(nèi)部，緊緊壓住低壓電極桿，使 低壓電極桿上O型圈緊緊壓在底座上；在底座上部絲扣底部套上O型圈，內(nèi)筒旋入底座的上 部，在內(nèi)筒上依次旋入內(nèi)筒內(nèi)蓋和內(nèi)筒外蓋，在內(nèi)筒外蓋上旋入支撐滑桿，組裝好的支撐板 穿入支撐滑桿，同時(shí)，保證滑道依次垂直插入內(nèi)筒外蓋和內(nèi)筒內(nèi)蓋；在底座上旋上外筒，在 外筒上部旋上加長外筒。
【專利摘要】一種在高壓直流電場下評定變壓器油擊穿電壓的試驗(yàn)方法，屬于電網(wǎng)輸變電技術(shù)領(lǐng)域。在高壓直流電場下，采用針對球型電極杯或針對平板型電極杯，在針型電極端接入高壓，球型電極或平板型端接入地線，分別采用正負(fù)極性直流電壓，按照固定的速率升壓，當(dāng)變壓器油發(fā)生擊穿時(shí)，停止升壓并記錄此時(shí)電壓值，多次重復(fù)測試，多次測試結(jié)果的平均值作為變壓器油的擊穿電壓。本發(fā)明試驗(yàn)過程中采用針對球型電極杯或針對平板型電極杯，能夠形成不均勻電場的電極類型，這類電極結(jié)構(gòu)在直流電場下能夠反應(yīng)出電場的極性效應(yīng)特點(diǎn)，也能檢測出換流變壓器油組成成分與其極性效應(yīng)相關(guān)性。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號(hào)】CN104635117
【申請?zhí)枴緾N201310552178
【發(fā)明人】于會(huì)民, 馬書杰, 張培恒, 張綺, 王會(huì)娟, 郭春梅, 王鵬
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月8日