CN104076258A - 变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置 - Google Patents

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麻守孝
曾福平
刘知远
张明君
张晓星
刘雷
刘宏波
王家伟
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Abstract

本发明公开了一种变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，它包括模拟油道和电极，模拟油道为长方形有机玻璃管，模拟油道内有流动的变压器油，模拟油道的两端装有法兰接头，在模拟油道上方开有换极孔，油道盖板与换极孔装配密封，高压接线柱穿过油道盖板，并由高压电极固定套管固定在油道盖板上，高压电极螺纹连接在油道盖板下方的高压接线柱一端；接地接线柱穿过模拟油道底部的有机玻璃板，且由低压电极固定套管固定在有机玻璃板上，低压电极螺纹连接在接地接线柱上端，低压电极正对的高压电极。本发明的优点是：将高压电极与低压电极置于模拟油道内，能够能真实模拟油中微粒的局部放电和击穿放电情况，提高测量适用范围。

Description

变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置
技术领域
本发明涉及一种变压器油中微粒放电模拟实验系统。
背景技术
中国专利文献CN101793939A公开了一种变压器油中悬移金属微粒放电模拟实验装置，它包括感应调压器（T1）、无晕试验变压器（T2）、无局放保护电阻（R）、标准电容分压器（C1、C2）、放电发生装置、超高频天线、无感检测电阻、同轴电缆、宽频高速超大容量数字存储示波器；放电发生装置由油道模型、两圆板电极、油泵、流量控制阀门、温控仪、流量计组成，油道模型和圆板电极装设在油道支撑箱体内，流量计和温控仪装设在不锈钢管上，油道模型中的模拟油道方管的圆形接头、流量控制阀门和油泵之间通过皮管连接；油道模型中的模拟油道方管为有机玻璃管，两圆板电极分别装设在模拟油道方管的上下表面处，以便对油道模型施加交流高压。模拟油道方管的两侧壁分别装有圆管接头，由皮管装连接油泵和流量计，模拟油道方管内充满变压器用的绝缘油，金属微粒随油流进入油道模型并呈悬浮、移动状态，从而模拟变压器油中悬移金属微粒缺陷；超高频天线装设放电发生装置的外下壁上(放电发生装置和超高频天线均装设在金属屏蔽室内)，并通过同轴电缆与宽频高速超大容量数字存储示波器连接。
该放电模拟实验装置能模拟变压器油中悬浮移动金属微粒在不同场强、油流速度、温度下交流电场作用产生放电，超高频天线采集局部放电超高频电磁波信号，无感检测电阻测量局部放电脉冲电流信号，并分别通过同轴电缆传输至宽频高速超大容量数字存储示波器进行分析处理。
但是，该模拟系统的放电发生装置存在以下缺点：1、试验电极置于模拟油道方管外表面，电极加电压后，所形成的电场分布在有机玻璃方管外壁和中间的变压器油上，当电压升到起始放电电压时，引起变压器油中微粒的局部放电，但由于变压器油是在方形管道中流动，电极中间有两层有机玻璃外壁，有机玻璃的介电常数与变压器油的介电常数不一样，有机玻璃的存在影响了变压器油上的电场分布，进而影响了起始放电电压及其局部放电信号。而且固体有机玻璃的击穿放电理论、方式与液体变压器油的击穿放电理论和方式完全不一样，有机玻璃的绝缘强度较高，所以此装置无法进行变压器油中微粒击穿放电实验，只能做变压器油的局部放电信号测试。2、两圆板电极与油道支撑箱体固定，无法更换电极或者调节电极高度改变电场，圆板电极只能提供均匀电场，实验内容单一，不能完成多种形式放电模拟实验。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，它既能测试模拟油中悬浮物的局部放电，又能测试击穿放电情况，提高测量的适用范围，还能提供不同的电场（均匀电场和极不均匀电场等）进行多种放电形式的测试，以便于观察带缺陷的油中局部放电和击穿放电的特征及其影响因素。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案来实现的，它包括模拟油道和电极，模拟油道为长方形有机玻璃管，模拟油道内有流动的变压器油，模拟油道的两端装有法兰接头，在模拟油道上方开有换极孔，油道盖板与换极孔装配密封，高压接线柱穿过油道盖板，并由高压电极固定套管固定在油道盖板上，高压电极螺纹连接在油道盖板下方的高压接线柱一端；接地接线柱穿过模拟油道底部的有机玻璃板，且由低压电极固定套管固定在有机玻璃板上，低压电极螺纹连接在接地接线柱上端，低压电极正对的高压电极。
上述高压电极与低压电极为板板电极、针板电极或针针电极。
由于高压接线柱穿过油道盖板，同时接地接线柱穿过模拟油道底部的有机玻璃板，高压电极与低压电极都装在模拟油道内，油道内充满变压器油，电极浸在变压器油中，在两电极之间施加交流高压，此时电极间只有变压器油这一种绝缘介质，电极间的电场分布不受有机玻璃壁的影响，能够真实模拟油中悬浮物的局部放电情况，也正是因为电极间除变压器油外无其他固体绝缘介质，其击穿放电的形式不受绝缘强度较高的固体绝缘介质的影响，装置击穿放电时即为变压器油的击穿放电，其理论就为经典的“小桥击穿理论”。故本装置能真实地模拟变压器油中微粒的击穿放电，提高了测量的适用范围。由于高压电极螺纹连接高压接线柱下端、低压电极螺纹连接在接地接线柱上端，两个电极都能拆卸更换，这样能提供不同的电场进行多种放电形式的测试。
所以本发明具有如下的优点：将高压电极与低压电极置于模拟油道内，能够能真实模拟油中悬浮物的局部放电和击穿放电情况，提高测量适用范围。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的高压电极固定套管结构示意图；
图4为图3的俯视图。
图中：1.模拟油道；2.高压接线柱；3.高压电极固定套管；4.油道盖板；5.换极孔；6.高压电极；7.低压电极；8.法兰接头；9.低压电极固定套管；10.接地接线柱；11.有机玻璃板；12.导流板；13.绝缘螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明包括模拟油道1和电极，模拟油道1为长方形有机玻璃管，模拟油道1内有流动的变压器油，模拟油道的两端装有法兰接头8，在模拟油道1上方开有换极孔5，油道盖板4与换极孔5装配密封，高压接线柱2穿过油道盖板4，并由高压电极固定套管3固定在油道盖板4上，高压电极6螺纹连接在油道盖板4下方的高压接线柱2一端；接地接线柱10穿过模拟油道1底部的有机玻璃板11，且由低压电极固定套管9固定在有机玻璃板11上，低压电极7螺纹连接在接地接线柱10上端，低压电极7正对的高压电极6。
在模拟油道1的油道出油口处设置有两块斜置张开的导流板12，以减小油流冲击同时避免油流通的路径出现死角，造成杂质微粒的堆积。
如图3和图4所示，在高压电极固定套管3的侧壁上装有绝缘螺钉13，绝缘螺钉13顶端与高压接线柱2的柱体接触，旋紧绝缘螺钉，高压接线柱被卡紧固定，松开绝缘螺钉，高压接线柱3能上下移动，带动高压电极6的上下移动，由此实现电极的间隙调节。
同样，低压电极固定套管9的结构跟高压电极固定套管3一样，实现低压电极7上下移动。
使用本发明测试变压器油击穿电压的实例：
表1为电极极距设定为2.5mm，变压器油中Fe粉含量为1g/L、粉粒大小为200目，不同流速的击穿电压值。
表1
由表可知，随着油流速的增大放电装置的击穿电压值有所降低。
另外，还测得纯净的变压器油的击穿电压为60kV/2.5mm，从表1可得当变压器油中含有Fe粉，其含量为1g/L，大小为200目，油流速为0.027m/s时，其击穿电压下降至31.48kV/2.5mm。

Claims (4)

1.变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，包括模拟油道（1）和电极，模拟油道（1）为长方形有机玻璃管，模拟油道（1）内有流动的变压器油，模拟油道的两端装有法兰接头（8），其特征是：在模拟油道（1）上方开有换极孔（5），油道盖板（4）与换极孔（5）装配密封，高压接线柱（2）穿过油道盖板（4），并由高压电极固定套管（3）固定在油道盖板（4）上，高压电极（6）螺纹连接在油道盖板（4）下方的高压接线柱（2）一端；接地接线柱（10）穿过模拟油道（1）底部的有机玻璃板（11），且由低压电极固定套管（9）固定在有机玻璃板（11）上，低压电极（7）螺纹连接在接地接线柱（10）上端，低压电极（7）正对的高压电极（6）。
2.根据权利要求1所述的变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，其特征是：所述的高压电极（6）与低压电极（7）为板板电极、针板电极或针针电极。
3.根据权利要求1或2所述的变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，其特征是：在模拟油道（1）的油道出油口处设置有两块斜置张开的导流板（12）。
4.根据权利要求1或2所述的变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置，其特征是：在高压电极固定套管（3）的侧壁上装有绝缘螺钉（13），绝缘螺钉（13）顶端与高压接线柱（2）的柱体接触。
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