CN105717424A - 温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置，主要用于电力企业、科研机构、高校等环境下开展油纸绝缘结构直流击穿特性的研究，主要针对不同温度梯度下油纸绝缘结构的直流电压击穿特性研究。温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置包括高压电源系统、温度梯度循环保持装置和自动检测记录装置，可实现对油纸绝缘结构不同温度梯度下不同交直流复合电压下的击穿特性的研究，产生交直流复合电压的电源更为精准，温度梯度控制更为标准，且通过计算机自动记录击穿电压和时间，使得试验结果更为准确。

Description

温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置
技术领域
本发明涉及一种温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验研究装置，主要用于电力企业、科研机构、高校等环境下开展油纸绝缘结构直流击穿特性的研究，主要针对不同温度梯度下油纸绝缘结构的直流电压击穿特性研究。
背景技术
目前，特高压直流输电技术飞速发展，其中一些重要设备如换流变压器、直流套管等均需承受交直流复合电压的作用，同时这些设备的主绝缘结构均采用油纸绝缘结构。拿换流变压器举例来说，当其负荷运行时，油纸绝缘结构中的电场为交、直流复合电场，且由于换流变压器负荷运行时的杂散损耗、焦耳热等因素使得油温不断升高,油温升高与散热过程的不平衡导致油纸绝缘温度的梯度分布。而油纸绝缘的介电系数、电导系数受温度、湿度、杂质和作用场强等因素影响变化很大,因此温度梯度场的存在导致了油纸绝缘电导系数、介电系数的不均匀梯度分布,使得换流变压器中油纸绝缘结构的击穿特性不同于传统交流电力变压器中的油纸绝缘结构的击穿特性，这对换流变压器的设计制造都带来了很大的影响。
发明内容
本发明所要解决的问题和难点如下：
(1)温度梯度控制不精准且无法保持；
(2)击穿电压、击穿时间等参量测量不准确。
本发明的技术方案：
一种温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置包括高压电源系统、温度梯度循环保持装置和自动检测记录装置；
试验装置置于低温恒温循环浴装置上，低温恒温循环浴中设有温度传感器上，整个试验装置内部充填变压器油；在试验装置，其内底部设有下电极，待测试样置于下电极上；槽型上电极置于待测试样上，高温恒温循环浴装置置于槽内，高温恒温循环浴装置中设有温度传感器；上电极接高压电源，下电极接地，接电线穿过空心电流互感器，当待测试样发生击穿瞬间，接地导线流过一瞬时大电流，电流互感器感应出的小电流经转换输入计算机，控制计算机自动记录下此刻的击穿电压值和击穿时间。
高压电源系统为自身泄漏小、输出电压精度高的大容量交、直流高压电源系统，包括隔离电源、电源控制箱和高压发生器；电源控制箱输入端与隔离电源相连，电源控制箱输出端与高压发生器连接。高压电源系统通过限流电阻与试验装置内的上电极相连，产生电压可调的电压激励。
温度梯度循环保持装置包括高温恒温循环浴和低温恒温循环浴，利用高温恒温循环浴和低温恒温循环浴分别改变上电极和下电极温度，实现待测试样上下表面的温度差,从而产生沿待测试样厚度方向的温度梯度。
自动检测记录装置包括电流互感器、AC/DC转换模块和计算机，接地导线一端与下电极相连，另一端穿过电流互感器与大地相连，当试品发生击穿时，接地导线流过一较大的电流，电流互感器感应出的小电流经AC/DC转换作为输入信号进入计算机，控制计算机自动记录下此刻的击穿电压值和击穿时间。
本发明的有益效果：本发明的试验装置可实现对油纸绝缘结构不同温度梯度下不同交直流复合电压下的击穿特性的研究，产生交直流复合电压的电源更为精准，温度梯度控制更为标准，且通过计算机自动记录击穿电压和时间，使得试验结果更为准确。
附图说明
图1为温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验研究装置。
图2为击穿电压和击穿时间测量记录系统。
图中：1高压电源；2限流电阻；3电流互感器；4计算机；5高温恒温循环水浴；6变压器油；7上电极；8待测试样；9下电极；10低温恒温循环水浴；11温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。
图1为温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验研究装置示意图，高压电源经限流电阻与上电极相连，上电极为凹槽形，高温恒温循环水浴装置嵌入电极凹槽内。下电极至于低温恒温循环水浴装置之上，低温恒温循环浴装置为一带有空心腔体的长方体结构。两个循环水浴装置内部都设有温度传感器，可测量内部温度值。下电极通过接地线与大地相连，接电线穿过电流互感器，电流互感器与AC/DC转换模块相连，经转换得到的直流信号作为计算机的输入控制信号，控制计算机自动记录油纸绝缘结构的击穿时间和击穿电压。图2为击穿电压和击穿时间测量记录系统。下电极通过接地线与大地相连，接电线穿过电流互感器，电流互感器与一AC/DC转换模块相连，转换模块与计算机通讯连接，经转换得到的直流信号作为计算机的输入控制信号，计算机测量界面可实时显示电压、温度、试验时间的参数信息。当系统收到控制信号后，控制计算机自动记录油纸绝缘结构的击穿时间和击穿电压。

Claims (1)

1.一种温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置，其特征在于，该温度梯度下油纸绝缘结构复合电压击穿特性试验装置包括高压电源系统、温度梯度循环保持装置和自动检测记录装置；
试验装置置于低温恒温循环浴上，低温恒温循环浴中设有温度传感器，整个试验装置内部充填变压器油；试验装置内底部设有下电极，待测试样置于下电极上；槽型上电极置于待测试样上，高温恒温循环浴置于槽型上电极的槽内，高温恒温循环浴中设有温度传感器；上电极接高压电源，下电极接地，接电线穿过空心电流互感器，当待测试样发生击穿瞬间，接地导线流过一瞬时大电流，电流互感器感应出的小电流经AC/DC转换输入计算机，控制计算机自动记录下此刻的击穿电压值和击穿时间；
高压电源系统为自身泄漏小、输出电压精度高的大容量交、直流高压电源系统，包括隔离电源、电源控制箱和高压发生器；电源控制箱输入端与隔离电源相连，电源控制箱输出端与高压发生器连接；高压电源系统通过限流电阻与试验装置内的上电极相连，产生电压可调的电压激励；
温度梯度循环保持装置包括高温恒温循环浴和低温恒温循环浴，利用高温恒温循环浴和低温恒温循环浴分别改变上电极和下电极温度，实现待测试样上下表面的温度差,产生沿待测试样厚度方向的温度梯度；
自动检测记录装置包括电流互感器、AC/DC转换模块和计算机，接地导线一端与下电极相连，另一端穿过电流互感器与大地相连，当待测试样发生击穿时，接地导线流过一瞬时大电流，电流互感器感应出的小电流经AC/DC转换作为输入信号进入计算机，控制计算机自动记录下此刻的击穿电压值和击穿时间。
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