CN106644557B - 一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，包括圆柱形容器、容器盖、气压表、开关阀以及温湿度传感器，所述容器盖可自由旋转地安装在圆柱形容器的顶部，所述圆柱形容器和容器盖之间密封连接，形成用于放置绝缘材料的样品腔，所述容器盖上设有一个开孔和两个螺纹接口，所述气压表安装在通孔上，所述开关阀和温湿度传感器分别安装在螺纹接口上，所述样品腔内还设有沿径向将其等分成多个腔体的分隔板，所述圆柱形容器的侧壁设有开口和用于开闭所述开口的开关装置。本发明的变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，通过将容器内部空间分为多个独立的区域，实现同老化条件分期取样的功能。

Description

一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置

技术领域

本发明涉及电力设备故障诊断领域，具体涉及一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置。

背景技术

绝缘材料是变压器中最重要的材料之一，其性能与质量直接影响变压器运行的可靠性和变压器使用寿命，对于电力系统安全运行有着至关重要的作用。变压器在注油前通常是通过充干燥氮气和干燥空气的方式进行运输和储存，但由于长时期的存储过程中可能导致变压器发生受潮，从而导致其绝缘性能下降。同时，由于昼夜温度交替变化，这也会对变压器的绝缘性能产生影响。

水分是变压器储存过程中不得不考虑的重要因素，其在油纸绝缘老化过程中扮演着一种特殊的角色。首先，水分是油纸(即绝缘纸)水分反应的主要参与者，从而在变压器运行过程中加速油纸绝缘的老化；另一方面，油纸和矿物油老化过程中会不断生成水分，此时水分是油纸绝缘老化的产物。油纸和矿物油在经过真空干燥、浸油预处理后的水分含量已经处在较低的水平，但在变压器的安装、运输过程中不可避免的会引入少量水分，同时，油纸的裂解和矿物油的老化会生成大量水分，引起变压器油纸绝缘系统含水量增加。大量研究结果表明，水分含量的增加能严重降低油纸绝缘的电气强度，加速油纸绝缘的老化，从而缩短其绝缘寿命。

同时，变压器绝缘材料受长期的温度影响下，会逐渐失去原有的机械性能，即绝缘的热老化过程。温度越高，热老化越快且严重，以致变脆而破裂，使得线圈失去绝缘层的保护。另一方面，即使绝缘尚未损坏，但绝缘材料的绝缘性能随温度的升高而变差，很容易被高电压击穿而造成故障。因此，也需要对温度以及绝缘材料的热老化过程进行研究。

目前，针对变压器绝缘材料在储存过程中的老化情况及绝缘性能等方面的研究不多，同时对于放置变压器绝缘材料的密封罐，需要取样时一经打开便会破坏密封状态，导致再次试验时需要重新抽气与充气，耗费时间。因此，有必要设计一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，通过模拟变压器套管在密封并注入干燥空气或干燥氮气的情况下，其内部湿度、温度、气压、绝缘纸的水分含量的变化，并可实现同老化条件下分期取样的功能。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，包括圆柱形容器、容器盖、气压表、开关阀以及温湿度传感器，所述容器盖可自由旋转地安装在圆柱形容器的顶部，所述圆柱形容器和容器盖之间密封连接，形成用于放置绝缘材料的样品腔，所述容器盖上设有一个开孔和两个螺纹接口，所述气压表安装在开孔上，所述开关阀和温湿度传感器分别安装在螺纹接口上，所述样品腔内还设有沿径向将其等分成多个腔体的分隔板，所述分隔板的顶面与容器盖的底面固定连接，所述分隔板的侧面与圆柱形容器的内侧壁气密性接触，所述分隔板的底面与圆柱形容器的内底面气密性接触，所述分隔板上还设有用于连通多个腔体的通孔，所述圆柱形容器的侧壁设有开口，所述开口的尺寸略小于所述腔体的尺寸，所述圆柱形容器还设有用于开闭所述开口的开关装置。

进一步地，所述分隔板的底面固定连接一圆板，所述圆板的圆周表面与圆柱形容器的侧壁气密性接触，所述圆板的底面和圆柱形容器的底面接触。

进一步地，为了便于在各腔体中放置绝缘材料，所述腔体内还设有用于放置绝缘材料的支架，所述支架由多层搁板组合而成，所述支架的数量与所述腔体的数量一致。

进一步地，为了在旋转容器盖时，能将其中任一腔体对准圆柱形容器侧壁上的开口，所述容器盖的顶面还设置有用于标识各腔体分隔位置的分隔线。

本发明的变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，通过分隔板将样品腔均匀分隔成多个独立的腔体，转动容器盖带动分隔板转动，将其中之一的腔体对准圆柱形容器侧壁上的开口，打开开关装置，取出腔体中的绝缘材料，由于各腔体之间只能通过设置在分隔板上的通孔进行连通，因此在取放绝缘材料的过程中，不会对其余腔体的状态产生很大的影响，实现同老化条件分期取样的功能。

附图说明

图1为本发明试验装置的主视示意图；

图2为本发明试验装置的俯视示意图；

图3为本发明试验装置的容器盖和分隔板的结构示意图；

图4为本发明试验装置的支架示意图；

图中：1-圆柱形容器，2-容器盖，3-分隔板，4-开关装置，5-把手，6-开孔，7-螺纹接口，8-气压表，9-开关阀，10-温湿度传感器，11-支架，12-圆板，13-样品腔，14-通孔，15-分隔线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参照图1至图4所示，一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，包括圆柱形容器1、容器盖2、气压表8、开关阀9以及温湿度传感器10，所述容器盖2可自由旋转地安装在圆柱形容器1的顶部，所述圆柱形容器1和容器盖2之间密封连接，形成用于放置绝缘材料的样品腔13，所述容器盖2上设有一个开孔6和两个螺纹接口7，所述气压表8安装在开孔6上，所述开关阀9和温湿度传感器10分别安装在螺纹接口7上，所述样品腔2内还设有沿径向将其等分成多个腔体的分隔板3，所述分隔板3的顶面与容器盖2的底面固定连接，所述分隔板3的底面固定连接一圆板12，所述分隔板3的侧面与圆柱形容器1的内侧壁气密性接触，所述圆板12的圆周表面与圆柱形容器1的侧壁气密性接触，所述圆板12的底面和圆柱形容器1的底面接触，所述分隔板3上还设有用于连通多个腔体的通孔14，所述圆柱形容器1的侧壁设有开口，所述开口的尺寸略小于所述腔体的尺寸，所述圆柱形容器1还设有用于开闭所述开口的开关装置4，所述开关装置4可采用推拉门等现有技术，这里不再对其具体结构进行赘述，所述每个样品腔13内都设有一用于放置绝缘材料的支架11，所述支架11由多层搁板组合而成，整体成扇形。

在本实施例中，所述圆柱形容器1的直径为163mm，高度为210mm；所述容器盖2的直径为207mm，厚度为6mm，通过螺纹与圆柱形容器1相连，并可沿圆柱形容器1中心轴自由旋转。所述分隔板3由四块相互垂直的板构成，将样品腔13分隔成大小一致的四个腔体，其长度为190mm，宽度为75mm，厚度为2mm。所述圆板12的直径为150mm，厚度为2mm。所述容器盖2顶面相应作出两条相互垂直的分隔线15，便于在旋转容器盖2时，能将其中任一腔体对准圆柱形容器1侧壁上的开口。所述开孔6内径为20mm。所述温湿度传感器10为AM2305，精度为±2％RH，分辨率为0.1％。所述螺纹接口7为G1/2母螺纹接口，开关阀9通过转接头安装在螺纹接口7上，所述开关阀9用于连接真空泵、干燥空气注气装置或干燥氮气注气装置。所述支架11为四个，放置在圆板12上，能够从腔体中取出，其直径为140mm，扇形角度为90°，共设有五层搁板，本实施例的绝缘材料是指绝缘纸。所述圆柱形容器1侧壁上的开口长度为180mm，宽度为128mm，所述开关装置4配有把手5。

在本实施例中，为了便于对圆柱形容器1进行抽真空，所述开关阀9可连接至真空泵；为了便于往圆柱形容器1中注入气体，所述开关阀9可连接至干燥空气或干燥氮气注气设备的接口；为了实现同条件分期取样的功能，所述容器盖2可以旋转并设有分隔板3将样品腔13分为四个腔体，并在圆柱形容器1的侧壁设有90°的开关装置4和把手5以方便取样；为了在各腔体均匀放置多张绝缘纸，在各腔体中设置支架11；为了调节圆柱形容器1外部的环境，所述圆柱形容器1可放置于试验箱内。

本发明的变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，其使用步骤如下：

(1)将容器盖2安装在圆柱形容器1顶部，旋转容器盖2，调整好分隔板3与圆柱形容器1内壁的接触位置。

(2)将绝缘纸均匀放置在支架11的五层搁板上，旋转容器盖2，将四个支架11分别通过圆柱形容器1侧壁的开口放入样品腔13的四个腔体中，关闭开关装置4，并妥善密封。

(3)通过转接头将开关阀9安装在母螺纹接口7处，将温湿度传感器10安装在开孔6处，将气压表8安装在通孔6上，并妥善密封。

(4)将真空泵连接到开关阀9上，打开开关阀9对圆柱形容器1抽真空，当圆柱形容器1中的气体压力达到-600Pa时，关闭开关阀9，取下真空泵。

(5)将干燥空气或干燥氮气注气设备接到开关阀9上，打开开关阀9向圆柱形容器1内注入干燥空气或干燥氮气，当圆柱形容器1中的气体压力达到一个大气压时，关闭开关阀9，取下燥空气或干燥氮气注气设备。

(6)重复步骤4和5，经过3～4次后，关闭开关阀9，取下干燥空气或干燥氮气注气设备。

(7)利用温湿度传感器10监测圆柱形容器1内温湿度的变化，需要取绝缘纸检测其水分含量及电气特性时，通过容器盖2顶面的分隔线15，将容器盖2旋转至适当位置，打开开关装置4，取出支架11，关闭开关装置4，并妥善密封，从而实现同老化条件分期取样功能。

本发明的变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，利用试验箱使圆柱形容器1处于不同温度、湿度、压强情况下，模拟变压器套管处于不同的环境状况，由此对比分析变压器注油前运输和储存中充干燥空气和干燥氮气两种方式下变压器中气体的受潮情况以及其与绝缘纸中水分平衡关系。

本发明的试验装置具有以下有益效果：该试验装置体积小，表计接口多，通过温湿度传感器监测装置内部的受潮情况，通过测量绝缘纸中水分含量分析水分平衡关系，通过研究绝缘纸的电气特性分析其受温湿度的影响，通过气压表观测容器内部气压状况，并可通过试验箱调节温度、压强、湿度等，来模拟不同外部环境对变压器套管的密封受潮情况。此外，该试验装置将容器内部空间分为四部分，可使四个区域处于相同条件并能分期取样。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的保护范围中。

Claims (1)

1.一种变压器绝缘材料同条件老化分期取样的试验装置，其特征在于，包括圆柱形容器（1）、容器盖（2）、气压表（8）、开关阀（9）以及温湿度传感器（10），所述容器盖（2）可自由旋转地安装在圆柱形容器（1）的顶部，所述圆柱形容器（1）和容器盖（2）之间密封连接，形成用于放置绝缘材料的样品腔（13），所述容器盖（2）上设有一个开孔（6）和两个螺纹接口（7），所述气压表（8）安装在开孔（6）上，所述开关阀（9）和温湿度传感器（10）分别安装在螺纹接口（7）上，所述样品腔（13）内还设有沿径向将其等分成多个腔体的分隔板（3），所述分隔板（3）的顶面与容器盖（2）的底面固定连接，所述分隔板（3）的侧面与圆柱形容器（1）的内侧壁气密性接触，所述分隔板（3）的底面与圆柱形容器（1）的内底面气密性接触，所述分隔板（3）上还设有用于连通多个腔体的通孔（14），所述圆柱形容器（1）的侧壁设有开口，所述开口的尺寸略小于所述腔体的尺寸，所述圆柱形容器（1）还设有用于开闭所述开口的开关装置（4），所述开关装置（4）配有把手（5）；所述分隔板（3）的底面固定连接一圆板（12），所述圆板（12）的圆周表面与圆柱形容器（1）的侧壁气密性接触，所述圆板（12）的底面和圆柱形容器（1）的底面接触；所述腔体内还设有用于放置绝缘材料的支架（11），所述支架（11）由多层搁板组合而成，所述支架（11）的数量与所述腔体的数量一致；所述容器盖（2）的顶面还设置有用于标识各腔体分隔位置的分隔线（15）。

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