CN106885977A - 一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置，主要包括：聚碳酸酯顶盖、聚碳酸酯壳体、温度调节器和温度检测仪。聚碳酸酯顶盖和聚碳酸酯壳体通过橡胶密封圈密封形成密闭空腔，密闭空腔内的底部固定有加热盘，加热盘上设置有实验腔；聚碳酸酯顶盖的中心位置固定设置有贯穿于聚碳酸酯顶盖的螺旋测距导电杆，远离聚碳酸酯壳体的螺旋测距导电杆的一端与高压电极连接；温度调节器通过导线经由航空插头与加热盘连接；温度检测仪通过导线经由航空插头与实验腔的外侧连接。将温度检测仪和温度调节器相结合，使得本装置能够精确控制试品的温度，实验结果可靠性高。采用简单的密闭结构，使得本装置气密性高、结构简单、操作方便，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘技术领域，尤其涉及一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置。
背景技术
配电变压器是配电网中的关键设备，按照冷却方式可以将配电变压器分为干式配电变压器、油浸式配电变压器和氟化物配电变压器，目前，全国范围内现役的配电变压器以油浸式配电变压器为主。油浸式配电变压器内部广泛采用油-纸或油-纸板绝缘材料作为油纸绝缘极，一旦配电变压器局部过热，油纸绝缘极有可能发生局部放电甚至被击穿，从而导致配电变压器损坏，进而带来巨大的停电事故。目前,国内配电变压器故障中，配电变压器被烧坏的现象对电网的安全稳定运行造成很大的威胁。因此，在实验室中，研究环境温度对配电变压器性能的影响具有非常重要的意义。
目前，实验室中为了研究环境温度对配电变压器性能的影响，主要采用绝缘放电实验装置，现有的绝缘放电实验装置主要包括交直流高压电源、油纸绝缘试品罐体、局部放电测试仪、加热部件和温度测量部件。进行实验时，加热部件对罐体内部的变压器油进行加热，温度测量部件对罐体内部变压器油的温度进行测量，当温度测量部件监测到罐体内部的变压器油温达到设定温度时，加热部件停止工作，以备工作人员研究当前温度条件下配电变压器的性能状况。实验过程中，当工作人员发现变压器油的实际温度低于设定温度时，再次启动加热部件工作，加热部件对变压器油进行加热直至变压器油温度达到设定温度时，加热部件再次停止工作。
然而，当温度测量部件检测罐体内部的变压器油温是否达到设定温度时，需要依靠人工判断温度测量部件所测量的实际温度和设定温度是否一致，因此对温度的判断存在误差，会导致工作人员在不准确的温度条件下进行绝缘放电实验，进而使绝缘放电实验结果不可靠。另外，当实验中有多个设定温度时，现有的绝缘放电实验装置需要在多个设定温度之间切换，每种设定温度下都需要人工判断实际温度和设定温度是否一致，这会导致实验结果更加不可靠。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置。
一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置，包括：聚碳酸酯顶盖、聚碳酸酯壳体、温度调节器和温度检测仪，聚碳酸酯顶盖和聚碳酸酯壳体通过橡胶密封圈密封形成密闭空腔，密闭空腔内的底部固定有加热盘，加热盘上设置有实验腔，实验腔的一端开口、另一端封闭，且实验腔的封闭端与加热盘紧密贴合；聚碳酸酯顶盖的中心位置固定设置有贯穿于聚碳酸酯顶盖的螺旋测距导电杆，远离聚碳酸酯壳体的螺旋测距导电杆的一端与高压电极连接；聚碳酸酯壳体上固定设置有真空气阀，真空气阀垂直贯穿于聚碳酸酯壳体的侧壁；油纸绝缘放电实验装置还包括航空插头，航空插头包括设置有插针的固定端和设置有插孔的自由端，固定端的一端固定设置于聚碳酸酯壳体的侧壁上、另一端连接有多根导线，自由端的一端通过连接螺帽与固定端旋紧、另一端连接有多根导线；温度调节器通过导线经由航空插头与加热盘连接；温度检测仪通过导线经由航空插头与实验腔的外侧壁连接；实验腔的内侧底部固定设置有接地电极，接地电极通过导线从实验腔的外侧经由航空插头与大地连接。
可选地，温度检测仪包括热电偶和检测仪表，热电偶紧密贴合于实验腔的外侧壁，检测仪表通过导线经由航空插头与热电偶连接。
可选地，螺旋测距导电杆为不锈钢螺旋测距导电杆。
可选地，与高压电极连接的螺旋测距导电杆的一端设置有螺纹，螺旋测距导电杆与高压电极通过螺纹旋接。
可选地，实验腔为石英玻璃实验腔。
可选地，航空插头的芯数至少为四芯。
可选地，加热盘为圆形加热盘。
可选地，温度调节器的可调温度范围为20-200℃。
可选地，加热盘的加热温度范围为20-200℃。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置，包括：聚碳酸酯顶盖、聚碳酸酯壳体、温度调节器和温度检测仪，聚碳酸酯顶盖和聚碳酸酯壳体通过橡胶密封圈密封形成密闭空腔，密闭空腔内的底部固定有加热盘，加热盘上设置有实验腔，实验腔的一端开口、另一端封闭，且实验腔的封闭端与加热盘紧密贴合。聚碳酸酯顶盖的中心位置固定设置有贯穿于聚碳酸酯顶盖的螺旋测距导电杆，远离聚碳酸酯壳体的螺旋测距导电杆的一端与高压电极连接；聚碳酸酯壳体上固定设置有真空气阀，真空气阀垂直贯穿于聚碳酸酯壳体的侧壁；油纸绝缘放电实验装置还包括航空插头，航空插头包括设置有插针的固定端和设置有插孔的自由端，固定端的一端固定设置于聚碳酸酯壳体的侧壁上、另一端连接有多根导线，自由端的一端通过连接螺帽与固定插座旋紧、另一端连接有多根导线；温度调节器通过导线经由航空插头与加热盘连接；温度检测仪通过导线经由航空插头与实验腔的外侧壁连接；实验腔的内侧底部固定设置有接地电极，接地电极通过导线从实验腔的外侧经由航空插头与大地连接。
本发明实施例提供了温度可调节的实验装置，进行温度调节的设备主要是温度调节器和温度检测仪，其中，温度调节器通过导线经由航空插头与加热盘连接，而加热盘上设置有实验腔，且两者紧密贴合连接，因此，本实验装置能够确保工作人员根据实验要求灵活调整加热盘的设定温度，从而达到灵活调整实验腔设定温度的目的。温度检测仪通过导线经由航空插头与实验腔的外侧壁连接，使得温度检测仪能够实时检测到实验腔的实际温度，并将实验腔的实际温度实时反馈至温度调节器，因此本发明能够避免人工判断实验腔的实际温度和设定温度是否一致而导致的误差，从而保证实验腔稳定地工作在设定温度下，也就是说，能够保证工作人员在准确的实验温度下进行绝缘放电实验，进而提高绝缘放电实验结果的准确性。
同时，由于油纸绝缘放电实验前对待测试验品的处理是在真空中进行的，因此，本发明中聚碳酸酯顶盖和聚碳酸酯壳体通过橡胶密封圈密封形成密闭空腔，能够提高实验装置的气密性；密闭空腔与外部结构的连接采用航空插头，能够进一步提高实验装置的气密性。另外，本发明中的实验装置主要由聚碳酸酯顶盖、聚碳酸酯壳体、温度调节器、温度检测仪、螺旋测距导电杆、加热盘和实验腔构成，组成结构简单、操作方便，便于推广。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置的基本结构示意图；
图2为本发明另一种实施例提供的一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置的基本结构示意图；
图3为本发明实施例提供的螺旋测距导电杆的结构示意图。
符号表示：1-聚碳酸酯顶盖、2-聚碳酸酯壳体、3-橡胶密封圈、4-真空气阀、5-螺旋测距导电杆、6-实验腔、7-加热盘、8-航空插头、9-温度调节器、10-温度检测仪、51-螺纹、101-热电偶、102-检测仪表。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
配电变压器是配电系统中的关键设备,实验室中为了研究环境温度对配电变压器性能的影响，一般都采用绝缘放电实验装置。为解决现有的实验装置中温度控制不准确、不灵活的问题，本发明提供了一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置，该装置主要通过温度调节器和温度检测仪相结合来准确控制加热盘的温度，从而提高实验结果的可靠性。
以下将结合附图对本发明实施例中的温度可调的油纸绝缘放电实验装置进行详细说明。
图1是本发明实施例提供的一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置的基本结构示意图。由图1可知，本发明实施例中的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，主要包括聚碳酸酯顶盖1、聚碳酸酯壳体2、温度调节器9和温度检测仪10四部分。
其中，聚碳酸酯顶盖1和聚碳酸酯壳体2通过橡胶密封圈3密封形成密闭空腔，由于聚碳酸酯顶盖1和聚碳酸酯壳体2为透明部件，因此，能够确保工作人员方便地对实验现象进行观察，而且聚碳酸酯顶盖1和聚碳酸酯壳体能够提高实验装置的散热效果和机械性能。采用橡胶密封圈3能够确保实验装置的绝缘性能，同时可以提高实验装置的气密性，例如：橡胶密封圈3能够隔绝外界空气中水分、湿气等影响，并能防止油浸时变压器油的渗入。
密闭空腔内的底部固定有加热盘7，加热盘7上设置有实验腔6，实验腔6与加热盘7紧密贴合。实验腔6可以选择石英玻璃实验腔，由于石英玻璃本身具有良好的绝缘性能和耐高温性能，因此石英玻璃实验腔能够保证绝缘放电实验的安全性和耐热性，同时石英玻璃实验腔为透明实验腔，能够方便工作人员从实验装置外部观察实验现象。
加热盘7可采用各种形状，比如：方形、长方形、圆形等，本实施例中选用圆形加热盘，结合圆柱形的实验腔更有利于工作人员从各个角度观察实验现象。
在本发明实施例中，加热盘较优选的加热温度范围可以设置为：40℃-120℃，该温度范围的有益效果是：目前国内的配电变压器故障中，配电变压器被烧坏的现象对电网的安全稳定运行造成很大的威胁，为了研究环境温度对配电变压器性能的影响，需要在实验室模拟配电变压器在不同环境温度下受热后的状态。一般情况下，配电变压器工作的环境温度为40℃，达到120℃时，配电变压器不能长期运行，否则会被烧坏，因此加热盘的加热温度范围设置为40℃-120℃，能够有效模拟到实际运行中配电变压器的环境温度。
实验腔6与加热盘7紧密贴合连接能够有效地减少热量损失，确保实验腔6的实际温度和加热盘7的设定温度保持一致。
聚碳酸酯顶盖1的中心位置固定设置有贯穿于聚碳酸酯顶盖1的螺旋测距导电杆5，螺旋测距导电杆5的一端连接高压电极，另一端连接待测试验品，即：通过螺旋测距导电杆5对待测试验品施加电压。本发明实施例中的螺旋测距导电杆5为不锈钢螺旋测距导电杆，这种螺旋测距导电杆不易产生锈蚀，因此不会给实验装置带来锈蚀等杂质。
聚碳酸酯壳体2上固定设置有真空气阀4，真空气阀4垂直贯穿于聚碳酸酯壳体2的侧壁。由于本发明是用于油纸绝缘放电实验，实验前待测试验品的处理在密闭的真空中进行，因此本发明实施例中设置有真空气阀4。真空气阀4贯穿于聚碳酸酯壳体2，且真空气阀4与外部的真空泵连接后对实验装置进行抽真空处理，直至密闭空腔内的气压达到133Pa时满足实验要求，停止抽真空处理。
本发明实施例中的实验装置还包括航空插头8，航空插头8包括设置有插针的固定端和设置有插孔的自由端。固定端的一端固定设置于聚碳酸酯壳体2的侧壁上、另一端连接有多根导线，自由端的一端通过连接螺帽与固定端旋紧、另一端连接有多根导线。
航空插头，也称插头座，其实质为电气线路中的连接器，广泛应用于各种电气线路中，起着连接或断开电路的作用。本发明实施例中的航空插头与生活中常见家用电器的插头插座的区别在于，生活中常见的家用电器插座结构为固定端设置有插孔，自由端设置有插头，本发明实施例中航空插头的固定端设置有插针而自由端设置有插孔，两者结构正好相反。本发明的实施例中采用航空插头结构，由于航空插头本身应用于精密的航空领域，气密性好，而且本发明中航空插头的固定插座直接固定设置于聚碳酸酯壳体2的侧壁上，这种结构设置能够进一步增加密闭空腔的气密性，有利于提高实验结果的准确性。
另外，本发明实施例中航空插头8的芯数至少为四芯，也就是说，航空插头8的固定端至少包括有四个插针且自由端至少包括有四个插孔。具体地，由于本发明实施例中温度调节器9通过导线经由航空插头8与加热盘7连接，温度检测仪10通过导线经由航空插头8与实验腔6的侧壁连接，接地电极通过导线从所述实验腔6的外侧经由航空插头8与地线连接，因此航空插头8作为连接器能够连接密闭空腔内外的六部分结构。再结合图1可知，本发明实施例中航空插头的固定端的一端固定设置于聚碳酸酯壳体2的侧壁上，另一端连接有三根导线，固定端的三根导线分别与温度检测仪10的一端、加热盘7以及实验腔6的外侧连接；航空插头的自由端的一端通过连接螺帽与固定端旋紧，另一端连接有三根导线，自由端的三根导线分别与温度检测仪10的另一端、温度调节器9以及大地连接。为进一步确保实验装置的可靠性，航空插头8的固定端设置有一个备用插针，对应一根固定端备用导线；且自由端设置有一个备用插孔，对应一根自由端备用导线。综上所述，本发明实施例中航空插头8的芯数至少为四芯。
继续参见图1，本发明实施例中实验腔6的内侧底部固定设置有接地电极，接地电极通过导线从实验腔6的外侧经由航空插头8与地线连接。本发明属于高压放电实验，本发明实施例中设置有接地电极，能够确保实验人员的安全。
本发明中的进行温度调节的设备主要是温度调节器9和温度检测仪10。温度调节器9是一种由温度控制模块和外围电路组成的具有显示功能的控制装置，本发明实施例中的温度调节器9的可调温度范围为20-200℃，该温度范围与加热盘7的加热温度一致，能够确保实验腔6的实际温度与加热盘7的设定温度一致。
在上述图1所示的实施例的基础之上参见图2，图2为本发明另一种实施例提供的一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置的基本结构示意图。由图2可知，温度检测仪10包括热电偶101和检测仪表102两部分。检测仪表102通过导线经由航空插头8与热电偶连接。其中热电偶101作为温度检测仪10的检测部件，紧密贴合于实验腔6的外侧，将采集到的实验腔6的温度信号转换为电信号传递给温度检测仪10，再通过检测仪表102将电信号转换为实验腔6的实际温度并将该实际温度显示出来，以供工作人员查看。该实施例未详细描述的部分可参照图1所示的实施例，两者之间可以互相参照，在此不再详细阐述。
参见图3，图3为本发明实施例提供的螺旋测距导电杆的结构示意图。由图3可知，与高压电极连接的螺旋测距导电杆5的一端设置有螺纹51。本发明实施例中的螺旋测距导电杆采用螺纹结构，且螺旋测距导电杆5与高压电极之间通过螺纹51旋接，可以使工作人员方便地更换不同的电极模型，从而增加实验的灵活性。
本发明实施例中的温度可调的油纸绝缘放电实验装置使用步骤如下：
第一步，将接地电极固定安装至实验腔的内侧底部，并将高压电极安装至螺旋测距导电杆上。
第二步，将实验腔放置于加热盘上，并将带螺旋测距导电杆的聚碳酸酯顶盖与聚碳酸酯壳体通过橡胶密封圈进行密封，形成密闭空腔。
第三步，通过真空阀将密闭空腔与真空泵连接，利用真空泵对密闭空腔进行抽真空浸渍处理。
第四步，确定实验用的温度参数，并通过温度调节器进行设定，该实验用的温度参数作为加热盘的设定温度，也就是实验腔的设定温度；同时利用温度检测仪实时反馈实验腔的实际温度。
第五步，通过导线将接地电极与从实验腔的外侧引出连接，经航空插头连接至地线，然后将高压电极通过导线与安装螺旋测距导电杆连接，开始进行油纸绝缘放电实验，实验过程中如果发现实际温度偏离设定温度，可以通过温度调节器进行灵活调整。
第六步，透过实验腔及聚碳酸酯壳体对油纸绝缘放电实验现象进行观察和记录，从而得出油纸绝缘放电实验的结果。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，包括：聚碳酸酯顶盖(1)、聚碳酸酯壳体(2)、温度调节器(9)和温度检测仪(10)，所述聚碳酸酯顶盖(1)和聚碳酸酯壳体(2)通过橡胶密封圈(3)密封形成密闭空腔，所述密闭空腔内的底部固定有加热盘(7)，所述加热盘(7)上设置有实验腔(6)，所述实验腔(6)的一端开口、另一端封闭，且所述实验腔(6)的封闭端与所述加热盘(7)紧密贴合；
所述聚碳酸酯顶盖(1)的中心位置固定设置有贯穿于所述聚碳酸酯顶盖(1)的螺旋测距导电杆(5)，远离所述聚碳酸酯壳体(2)的所述螺旋测距导电杆(5)的一端与高压电极连接；
所述聚碳酸酯壳体(2)上固定设置有真空气阀(4)，所述真空气阀(4)垂直贯穿于所述聚碳酸酯壳体(2)的侧壁；
所述油纸绝缘放电实验装置还包括航空插头(8)，所述航空插头(8)包括设置有插针的固定端和设置有插孔的自由端，所述固定端的一端固定设置于所述聚碳酸酯壳体(2)的侧壁上、另一端连接有多根导线，所述自由端的一端通过连接螺帽与固定端旋紧、另一端连接有多根导线；
所述温度调节器(9)通过导线经由所述航空插头(8)与所述加热盘(7)连接；
所述温度检测仪(10)通过导线经由所述航空插头(8)与所述实验腔(6)的外侧壁连接；
所述实验腔(6)的内侧底部固定设置有接地电极，所述接地电极通过导线从所述实验腔(6)的外侧经由航空插头(8)与大地连接。
2.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述温度检测仪(10)包括热电偶(101)和检测仪表(102)，所述热电偶(101)紧密贴合于所述实验腔(6)的外侧壁，所述检测仪表(102)通过导线经由所述航空插头(8)与所述热电偶连接。
3.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述螺旋测距导电杆(5)为不锈钢螺旋测距导电杆。
4.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，与所述高压电极连接的所述螺旋测距导电杆(5)的一端设置有螺纹(51)，所述螺旋测距导电杆(5)与所述高压电极通过螺纹(51)旋接。
5.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述实验腔(6)为石英玻璃实验腔。
6.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述航空插头(8)的芯数至少为四芯。
7.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述加热盘(7)为圆形加热盘。
8.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述温度调节器(9)的可调温度范围为20-200℃。
9.根据权利要求1所述的温度可调的油纸绝缘放电实验装置，其特征在于，所述加热盘(7)的加热温度范围为20-200℃。
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