CN107390064A - 一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置，包括：老化箱体，位于加热模块的上方，用于存放绝缘油或油纸；温湿度检测模块，位于老化箱体内，与温湿度控制模块相连接，用于对老化箱体内的温度和湿度数据进行检测，并发送至温湿度控制模块；通过温湿度控制模块，用于接收老化箱体内的温度和湿度数据，并根据所述温度和湿度数据通过加热模块和加湿模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制；循环模块，用于使老化箱体内的绝缘油进行流动。本发明的装置比单因子热老化或湿度影响更接近变压器的实际运行情况，提高了实验数据可靠性，为变压器油纸绝缘电热老化研究提供数据。同时，本发明提供的技术方案实现简单，工具成本低，实用性和可重复性强。
Description
技术领域
本发明涉及工程电介质与电器工程技术领域，并且更具体地，涉及一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及使用方法。
背景技术
变压器的安全运行直接关系到电网安全，一旦变压器发生严重故障，不但会损坏设备，还可能造成供电中断。变压器绝缘老化是引起变压器产生问题的主要因素，约占总体故障的80％。变压器中油和纸的性能会随着设备运行时间而发生劣化，劣化速度主要取决于运行温度、系统中的湿度。现场运行中电力设备的重要绝缘介质是变压器油，变压器油纸绝缘的老化主要是热老化导致的。在漫长的热老化过程中，不仅产生了水分，纸板的纤维结构还会在热应力的作用下逐渐断裂并变脆。油浸绝缘纸受潮不仅降低了绝缘纸的机械性能，而且还可能造成绝缘油及其油纸绝缘的局部场强增大，导致绝缘放电，甚至击穿事故。更重要的是，水分对纤维绝缘的老化速度有着极大的加速作用，纤维素绝缘含水量是1％的老化速度比只有0.1％的快10倍左右。因此，研究植物绝缘油及油纸中的水分对电气绝缘性能的影响规律，对评估水分在充植物绝缘油的高压电气设备里的危害具有重要的意义。
目前的变压器老化装置主要是热应力单因子老化研究，温度、湿度的联合老化研究至今未见报道，而多因子老化的老化规律并非单因子老化的简单叠加，并且目前的老化装置中油是静止的，与变压器油中缓慢流动的现象有所不同。为了获得准确的实验结果，掌握油纸绝缘的老化规律，因此，需要一种温度-湿度联合老化的绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置。
发明内容
本发明提供了一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及使用方法，以解决绝缘油或油纸绝缘的老化性能的确定问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置，所述装置包括：老化箱体、温湿度检测模块、温湿度控制模块、加热模块、加湿模块和循环模块，
所述老化箱体，位于所述加热模块的上方，用于存放绝缘油或油纸；
所述温湿度检测模块，位于所述老化箱体内，与所述温湿度控制模块相连接，用于对所述老化箱体内的温度和湿度数据进行检测，并发送至所述温湿度控制模块；
所述通过温湿度控制模块，用于接收所述老化箱体内的温度和湿度数据，并根据所述温度和湿度数据通过所述加热模块和加湿模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制；
所述循环模块，用于使老化箱体内的绝缘油进行流动。
优选地，其中所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，
所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。
优选地，其中所述装置还包括：保温模块，
所述保温模块，位于加热模块的下方，用于对所述老化箱体进行保温。
4优选地，其中所述老化箱体的底部设置有接地线。
优选地，其中所述装置还包括：密封顶盖，
所述密封顶盖，用于将所述老化箱体与外界环境进行隔离。
根据本发明的另一个方面，提供了一种上述装置的使用方法，所述方法包括：
将待测绝缘物质倒入老化箱体内；
启动循环模块，对老化箱体内的待测绝缘物质按照预设的循环速率进行循环处理；
根据预设的温度和湿度阈值利用温湿度控制模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制；
按照预设的时间间隔对待测绝缘物质的绝缘老化参数进行取样检测。
优选地，其中所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘油置于第一箱体中在温度70-100℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时。
优选地，其中所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油纸，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘纸置于第二箱体中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时；
将绝缘油倒入绝缘油纸中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下浸油48小时。
优选地，其中所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，
所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。
优选地，其中所述预设的循环速率为300-500L/h。
优选地，其中所述预设的温度和湿度阈值为：温度110-150℃，湿度50％-80％。
优选地，其中所述绝缘老化参数包括以下一个或多个：
绝缘纸聚合度、绝缘油中溶解气体含量以及绝缘油中微水含量。
本发明的一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及使用方法，模拟变压器中绝缘物质的老化过程，有效的揭示变压器老化规律，使之比单因子热老化或湿度影响更接近变压器的实际运行情况，提高了实验数据可靠性，为变压器油纸绝缘电热老化研究提供数据。同时，本发明提供的技术方案实现简单，所需要的工具成本低，具有很好的实用性，不需要特殊的设备和特殊的处理条件，采用简单机械设备即可实现，可重复性强。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的老化试验装置100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的老化试验装置的实例图；以及
图3为根据本发明实施方式的老化试验装置的使用方法300的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的老化试验装置100的结构示意图。如图1所示，所述装置100用于对绝缘油或油纸绝缘的老化性能进行试验，以解决绝缘油或油纸绝缘的老化性能的确定问题。本发明所涉及的绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及方法能有效揭示变压器老化规律，使之比单因子热老化或湿度影响更接近变压器的实际运行情况，提高了实验数据可靠性的同时也有效地缩短了老化时间；且本发明提供的技术方案实现简单，所需要的工具成本低，具有很好的实用性，不需要特殊的设备和特殊的处理条件，采用简单机械设备即可实现，可重复性强。所述老化试验装置100包括：老化箱体101、温湿度检测模块102、温湿度控制模块103、加热模块104、加湿模块105和循环模块106。
优选地，所述老化箱体101，位于所述加热模块的上方，用于存放绝缘油或油纸。优选地，其中所述老化箱体的底部设置有接地线。
优选地，所述温湿度检测模块102，位于所述老化箱体内，与所述温湿度控制模块相连接，用于对所述老化箱体内的温度和湿度数据进行检测，并发送至所述温湿度控制模块。
优选地，所述通过温湿度控制模块103，用于接收所述老化箱体内的温度和湿度数据，并根据所述温度和湿度数据通过所述加热模块104和加湿模块105对老化箱体内的温度和湿度进行控制。
优选地，所述循环模块106，用于使老化箱体内的绝缘油进行流动。优选地，其中所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。
优选地，其中所述装置还包括：保温模块，
所述保温模块，位于加热模块的下方，用于对所述老化箱体进行保温。
优选地，其中所述装置还包括：密封顶盖，
所述密封顶盖，用于将所述老化箱体与外界环境进行隔离。
图2为根据本发明实施方式的老化试验装置的实例图。如图2所示，在本发明的实施方式中，所述老化试验装置包括：温湿度控制器1、老化箱体2、温湿度传感器3、循环泵4、加湿器5、加热片6、循环泵下接口7、循环泵上接口8、密封顶盖9、接地线10、保温层11和过滤网12。
本发明实施方式中的老化箱体2的外壳以及密封顶盖9的材质均为不锈钢材质，利用密封顶盖9将老化箱体2进行密封；所述老化箱体2的底部与接地线10相连接；为了对老化箱体内的温度和湿度进行控制，将加热片6设置在老化箱体2的底部，在加热片6的底部设置保温层11，在老化箱体2的侧壁上设置与加湿器5进行连接的接口，并将所述加湿器5、加热片8和温湿度传感器3分别与温湿度传感器1相连接，温湿度传感器3将检测的老化箱体2内的温度和湿度数据发送至温湿度控制器1，温湿度控制器1根据所述老化箱体内的温度和湿度数据控制加热片6和加湿器5进行工作。所述温湿度控制1为扬州中瑞电气有限公司生产的ZR10系列数字式温湿度控制器。
为了模拟变压器的工作状态，获取更准确的数据信息。在老化箱体2的侧壁上分别开设位于上方的循环泵上接口8和位于所述循环上接口下方的循环泵下接口7，所述循环泵下接口与老化箱体2外部的循环泵4的进液端相连，所述循环泵上接口与老化箱体2外部的循环泵4的出液端相连；并保证绝缘油13淹没过循环泵上接口7。所述循环泵上接口8和循环泵下接口7设置过滤网12。
图3为根据本发明实施方式的老化试验装置的使用方法300的流程图。如图3所示，所述方法300从步骤301处开始，在步骤301将待测绝缘物质倒入老化箱体内。
优选地，在步骤302启动循环模块，对老化箱体内的待测绝缘物质按照预设的循环速率进行循环处理。
优选地，其中所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，
所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。优选地，其中所述预设的循环速率为300-500L/h。
优选地，在步骤303根据预设的温度和湿度阈值利用温湿度控制模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制。优选地，其中所述预设的温度和湿度阈值为：温度110-150℃，湿度50％-80％。
优选地，在步骤304按照预设的时间间隔对待测绝缘物质的绝缘老化参数进行取样检测。
优选地，其中所述绝缘老化参数包括以下一个或多个：
绝缘纸聚合度、绝缘油中溶解气体含量以及绝缘油中微水含量。
优选地，其中所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘油置于第一箱体中在温度70-100℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时。
优选地，其中所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油纸，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘纸置于第二箱体中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时；
将绝缘油倒入绝缘油纸中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下浸油48小时。
在本发明的实施方式中，在对绝缘油的绝缘性能进行试验时，将25#变压器用矿物油置于一真空干燥箱中，在温度80℃、真空度50Pa条件下，真空干燥48小时；将真空干燥后的绝缘油倒入老化箱体内，并打开循环泵，调节循环泵循环速为420L/h开启循环油泵进行油循环；盖上密封顶盖保证箱体的密封性，通过温湿度控制器设定温度、湿度参数，并启动温湿度控制器，其中设定温度为130℃，湿度为70％；最后，按照设定的间隔时间5天，对绝缘油取样，测定绝缘老化参数。所述绝缘老化参数为绝缘纸聚合度、绝缘油中溶解气体含量和绝缘油中微水含量中的一种参数；其中绝缘油中溶解气体成分可采用气相色谱仪测量，绝缘油中微水含量可采用卡尔非休微水测量仪测量；通过对这些参数的分析，特别是绝缘纸聚合度的变化规律，评价油纸绝缘的老化，预测变压器使用寿命，减少变压器绝缘故障。
在对绝缘油纸的绝缘性能进行试验是时，将25#变压器用矿物油置于一真空干燥箱中，在温度80℃、真空度50Pa条件下，真空干燥48小时，同时，在另一真空干燥箱中，将绝缘纸在温度60℃、真空度50Pa条件下，真空干燥48小时；然后在真空度50Pa条件下，干燥完毕后，将真空干燥箱温度调整为40℃，将干燥好的绝缘纸放入绝缘油中，浸油48小时后冷却到室温；将真空浸油后的绝缘油纸倒入老化箱体内，并打开循环泵，调节循环泵循环速为420L/h开启循环油泵进行油循环；盖上密封顶盖保证箱体的密封性，通过温湿度控制器设定温度、湿度参数，并启动温湿度控制器，其中设定温度为130℃，湿度为70％；最后，按照设定的间隔时间5天，对绝缘油纸取样，测定绝缘老化参数。其中测定绝缘老化参数的仪器和方法与对绝缘油的绝缘性能进行测试时的方法一致。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (12)
1.一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置，其特征在于，所述装置包括：老化箱体、温湿度检测模块、温湿度控制模块、加热模块、加湿模块和循环模块，
所述老化箱体，位于所述加热模块的上方，用于存放绝缘油或油纸；
所述温湿度检测模块，位于所述老化箱体内，与所述温湿度控制模块相连接，用于对所述老化箱体内的温度和湿度数据进行检测，并发送至所述温湿度控制模块；
所述通过温湿度控制模块，用于接收所述老化箱体内的温度和湿度数据，并根据所述温度和湿度数据通过所述加热模块和加湿模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制；
所述循环模块，用于使老化箱体内的绝缘油进行流动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，
所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：保温模块，
所述保温模块，位于加热模块的下方，用于对所述老化箱体进行保温。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述老化箱体的底部设置有接地线。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：密封顶盖，
所述密封顶盖，用于将所述老化箱体与外界环境进行隔离。
6.一种如权利要求1所述装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
将待测绝缘物质倒入老化箱体内；
启动循环模块，对老化箱体内的待测绝缘物质按照预设的循环速率进行循环处理；
根据预设的温度和湿度阈值利用温湿度控制模块对老化箱体内的温度和湿度进行控制；
按照预设的时间间隔对待测绝缘物质的绝缘老化参数进行取样检测。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘油置于第一箱体中在温度70-100℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述待测绝缘物质为绝缘油纸，在将待测绝缘物质倒入老化箱体内之前，
将绝缘纸置于第二箱体中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下干燥处理48小时；
将绝缘油倒入绝缘油纸中在温度40-60℃、压强40-80Pa的真空条件下浸油48小时。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述循环模块包括：循环泵和循环泵接口，
所述循环泵接口位于老化箱体的侧壁上，所述循环泵接口的上接口与循环泵的出液端相连接，所述循环泵接口的下接口与循环泵的进液端相连接，在所述循环泵接口的上接口和下接口分别设置过滤网。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的循环速率为300-500L/h。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的温度和湿度阈值为：温度110-150℃，湿度50％-80％。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述绝缘老化参数包括以下一个或多个：
绝缘纸聚合度、绝缘油中溶解气体含量以及绝缘油中微水含量。
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