CN109061419B - 复合vfto作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法，该试验系统包括控制装置、脉冲发生装置及测试装置，其中，脉冲发生装置包括第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件、陡化间隙、VFTO脉冲传输电缆与高压T型接头，控制装置控制第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件产生复合VFTO；第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件通过陡化间隙、VFTO脉冲传输电缆与高压T型接头与测试装置连接，测试装置对复合VFTO作用下的绝缘油进行检测。本申请提供的试验系统模拟完成绝缘油在复合VFTO作用下的运行情况，实现了绝缘油在复合VFTO作用下绝缘强度的检测，弥补了VFTO对绝缘油绝缘性能的影响。

Description

复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法

技术领域

本申请涉及过电压绝缘试验技术领域，尤其涉及一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法。

背景技术

在电力系统中，绝缘油因具有低的黏度和倾点、高的介电强度和闪光点以及良好的抗乳化性能等优点，被广泛的用做高压电气设备中的绝缘介质，其中典型的有大型油浸式变压器、充油电缆、油开关和充油式互感器等。

目前除了变压以外其他常规电力设备均被集成在GIS(Gas InsulatedSwitchgear，气体绝缘组合电器设备)中，近期研究表明，GIS内部的隔离开关或断路器动作会产生一种快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage，VFTO)，VFTO的幅值小于雷电波，但是VFTO波的前沿比雷电波更加陡峭，大约是几ns至几百ns，因此其对电力设备绝缘的破坏强度并不弱于雷电波。

但是，大部分的高压电力设备的绝缘结构设计均按照雷电波进行校核设计，未考虑VFTO对电力设备绝缘的影响，特别是高压电力设备中绝缘油受到VFTO作用后，其品质会发生迅速的变化，导致设备的绝缘性能逐渐劣化，影响电力设备的安全稳定运行，严重时导致电力设备发生事故时有发生，给电力系统及终端用户造成了巨大的经济损失和影响。

发明内容

本申请提供了一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法，以解决目前未考虑VFTO对绝缘油绝缘性能影响的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统，包括控制装置、脉冲发生装置及测试装置，其中，

所述控制装置包括总控制台、脉冲幅值控制通道与触发控制模块，所述总控制台与脉冲幅值控制通道连接，所述总控制台控制触发控制模块连接第一通道或第二通道；

所述脉冲发生装置包括第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件、陡化间隙、VFTO脉冲传输电缆与高压T型接头，所述第一通道通过第一连接电缆连接所述第一VFTO发生组件，所述第二通道通过第二连接电缆连接所述第二VFTO发生组件；所述第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件分别与所述陡化间隙连接，所述陡化间隙通过所述VFTO脉冲传输电缆与所述高压T型接头连接；

所述测试装置包括油箱与色谱分析仪，所述油箱上设置有高压电极，所述高压T型头与高压电极连接；所述色谱分析仪与油箱连接。

可选的，所述总控制台包括脉冲触发按钮、充电按钮与时间序列设置器，所述总控制台通过所述脉冲触发按钮与充电按钮控制所述第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件产生复合VFTO；所述时间序列设置器用于设定所述第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件的充电与脉冲触发的时间、顺序。

可选的，所述第一VFTO发生组件包括设置于高压隔离箱内的第一穿墙套管、第二高压硅堆、第六电容器、第四火花球隙、第四电阻器、第五电容器、第三火花球隙、第三电阻器、第四电容器、第二调波模块与第四穿墙套管，其中，

所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的一侧，所述第一穿墙套管的一端与所述第一连接电缆连接，所述第一穿墙套管的另一端与所述第二高压硅堆连接；所述第二高压硅堆、第四电阻器、第三电阻器、第二调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第六电容器与第四火花球隙连接于所述第二高压硅堆与第四电阻器的接线处，所述第五电容器与第三火花球隙连接于所述第四电阻器与第三电阻器的接线处，所述第四电容器连接于所述第三电阻器与第二调波模块的接线处；所述第五电容器的两端分别与所述第四电阻器、第四火花球隙连接，所述第四电容器的两端分别与所述第三电阻器、第三火花球隙连接；

所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的另一侧，所述第四穿墙套管与陡化间隙连接；所述第四穿墙套管与陡化间隙之间设置有第一绝缘挡板，所述陡化间隙与VFTO脉冲输出电缆之间设置有第二绝缘挡板。

可选的，所述第二VFTO发生组件包括设置于所述高压隔离箱内的第三穿墙套管、第一高压硅堆、第一电容器、第一火花球隙、第一电阻器、第二电容器、第二电阻器、第二火花球隙、第三电容器与第一调波模块，其中，

所述第三穿墙套管与第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第三穿墙套管的一端与所述第二连接电缆连接，所述第三穿墙套管的另一端与所述第一高压硅堆连接；所述第一高压硅堆、第一电阻器、第二电阻器、第一调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第一电容器与第一火花球隙连接于所述第一高压硅堆与第一电阻器的接线处，所述第二电容器与第二火花球隙连接于所述第一电阻器与第二电阻器的接线处，所述第三电容器连接于所述第二电阻器与第一调波模块的接线处；所述第二电容器的两端分别与所述第一电阻器、第一火花球隙连接，所述第三电容器的两端分别与所述第二电阻器、第二火花球隙连接。

可选的，所述高压隔离箱内还设置有接地组件，所述接地组件包括第二穿墙套管、第一充电电阻、第二充电电阻，其中，

所述第二穿墙套管与所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第二穿墙套管的一端接地；所述第二穿墙套管、第一充电电阻与第二充电电阻依次串联连接；

所述第一充电电阻的两端分别与所述第一电容器、第一火花球隙连接，所述第一充电电阻的两端分别与所述第四火花球隙、第六电容器连接；所述第二充电电阻的两端分别与所述第二电容器、第二火花球隙连接，所述第二充电电阻的两端分别与所述第五电容器、第三火花球隙连接。

可选的，所述测试装置还包括进油口阀门、采样口阀门与PC机，绝缘油通过所述进油口阀门注入所述油箱，所述采样口阀门与色谱分析仪连接，所述色谱分析仪与PC机连接。

可选的，所述高压电极位于所述油箱的顶部正中央。

第二方面，本申请实施例还公开了一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法，所述方法包括：

按照原理图将复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线连接好；

打开进油口阀门，将绝缘油注入油箱；

调节总控制台中的时间序列设置器，设定第一通道、第二通道的充电与脉冲触发的时间及顺序；

总控制台根据充电与脉冲触发的时间及顺序分别控制第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件产生复合VFTO，所述复合VFTO通过高压电极作用在绝缘油上；

通过色谱分析仪对所述绝缘油样品复合VFTO作用下的绝缘油进行测试，获得色谱溶纳系数C_t。

可选的，利用色谱分析仪对绝缘油中溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_x1、ω_x2、ω_x3、ω_x4、ω_x5和ω_x6。

利用色谱分析仪对复合VFTO作用下的绝缘油中的溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_y1、ω_y2、ω_y3、ω_y4、ω_y5和ω_y6；

根据公式(1)计算绝缘油在复合VFTO作用下的色谱溶纳系数C_t；

其中，T_f——复合VFTO脉冲间隔值；

R_f——波前电阻。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统及方法，该试验系统包括控制装置、脉冲发生装置及测试装置，其中，控制装置控制脉冲发生装置产生复合VFTO，复合VFTO加载至测试装置的绝缘油，对复合VFTO作用下的绝缘油进行检测，获得绝缘油在复合VFTO作用下的运行情况。基于复合VFTO作用下的绝缘油绝缘强度试验系统，能够模拟完成绝缘油在复合VFTO作用下的运行情况，考虑到VFTO对绝缘油绝缘性能的影响，实现绝缘油在复合VFTO作用下绝缘油性能的检测，从而能够提高高压电力设备的绝缘结构设计。

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，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统中油箱的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统包括控制装置49、脉冲发生装置50及测试装置51，其中，

控制装置49包括总控制台1、脉冲幅值控制通道6及触发控制模块7，总控制台1与脉冲幅值控制通道6相接，脉冲幅值控制通道6可调节总控制台1输出的脉冲，调节后的脉冲输入触发控制模块7。

触发控制模块7包括开关状态显示器8与双电源自动转换开关9，总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第一通道10或第二通道11，开关状态显示器8用于显示双电源自动转换开关9的连接状态，如双电源自动转换开关9处于空挡、连接至第一通道10或连接至第二通道11。

总控制台1包括脉冲触发按钮2、充电按钮3、紧急制动按钮4和时间序列设置器5，脉冲触发按钮2用于控制脉冲信号的产生，脉冲信号作用于第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件，控制其产生VFTO。充电按钮3用于控制第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件的充电，按下充电按钮3后，由第一通道10为第一VFTO发生组件充电，由第二通道11为第二VFTO发生组件充电。紧急制动按钮4用于当出现故障时紧急制动控制装置49。时间序列设置器5用于设定第一通道10、第二通道11的充电和脉冲触发的时间、顺序，控制第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件的充电和触发的时间、顺序。

第一通道10通过第一连接电缆12连接第一VFTO发生组件，用于控制第一VFTO发生组件产生第一VFTO。第二通道11通过第二连接电缆13连接第二VFTO发生组件，用于控制第二VFTO发生组件产生第二VFTO。第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件通过高压T型接头43连接测试装置51，用于将第二VFTO和第一VFTO的复合VFTO加载至测试装置51上。

脉冲发生装置50包括第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件、陡化间隙40、VFTO脉冲传输电缆42与高压T型接头43，第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件分别与陡化间隙40连接，陡化间隙40用于对第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件产生的复合VFTO进一步陡化，增强陡化过电压。陡化间隙40通过VFTO脉冲传输电缆42与高压T型接头43连接，即陡化间隙40输出的VFTO脉冲经脉冲传输电缆42输送至高压T型接头43。

第一VFTO发生组件包括设置于高压隔离箱14内的第一穿墙套管15、第二高压硅堆35、第六电容器34、第四火花球隙33、第四电阻器32、第五电容器31、第三火花球隙30、第三电阻器29、第四电容器28、第二调波模块27与第四穿墙套管38，其中，

第一穿墙套管15设置于高压隔离箱14的一侧，第一穿墙套管15的一端与第一连接电缆12连接，第一穿墙套管15的另一端与第二高压硅堆35连接。第二高压硅堆35、第四电阻器32、第三电阻器29、第二调波模块27与第四穿墙套管38依次串联连接，第六电容器34与第四火花球隙33连接于第二高压硅堆35与第四电阻器32的接线处，第五电容器31与第三火花球隙30连接于第四电阻器32与第三电阻器29的接线处，第四电容器28连接于第三电阻器29与第二调波模块27的接线处，第五电容器31的两端分别与第四电阻器32、第四火花球隙33连接，第四电容器28的两端分别与第三电阻器29、第三火花球隙30连接。

第四穿墙套管38设置于高压隔离箱14的另一侧，第四穿墙套管38与陡化间隙40连接，第四穿墙套管38与陡化间隙40之间设置有第一绝缘挡板39，陡化间隙40与VFTO脉冲传输电缆42之间设置有第二绝缘挡板41，第一绝缘挡板39与第二绝缘挡板41用于防止冲击脉冲过大，产生反串干扰。

总控制台1通过第一通道10为第一VFTO发生组件进行充电触发后，第二高压硅堆35、第六电容器34、第五电容器31与第四电容器28中有充电电流流过，对其进行充电；充电完毕后，脉冲触发按钮2按下，第一通道10中触发脉冲产生，导致第四火花球隙33、第三火花球隙30被击穿，第六电容器34、第五电容器31与第四电容器28中积蓄的能量内瞬间释放，因此产生了非常大的冲击脉冲，即第一VFTO发生组件产生了第一VFTO。

总控制台1控制第一VFTO发生组件产生第一VFTO的方法是：

通过总控制台1的时间序列设置器5设定第一通道10的充电使劲与脉冲触发时间；总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第一通道10，启动充电按钮3，由第一通道10为第一VFTO发生组件中的第六电容器34、第五电容器31与第四电容器28进行充电；充电完毕后，双电源自动转换开关9回复空挡位置；再启动脉冲触发按钮2，产生触发脉冲，触发脉冲导致第四火花球隙33、第三火花球隙30被击穿，第六电容器34、第五电容器31与第四电容器28中积蓄的能量内瞬间释放，使得第一VFTO发生组件产生第一VFTO；第一VFTO经由第二调波模块27、第四穿墙套管38、第一绝缘挡板39、陡化间隙40、第二绝缘挡板41、VFTO脉冲传输电缆42、高压T型接头43加载至测试装置51。

第二VFTO发生组件包括设置于高压隔离箱14内的第三穿墙套管17、第一高压硅堆18、第一电容器19、第一火花球隙20、第一电阻器21、第二电容器22、第二电阻器23，第二火花球隙24、第三电容器25与第一调波模块26，其中，

第三穿墙套管17与第一穿墙套管15设置于高压隔离箱14的同一侧，第三穿墙套管17的一端与第二连接电缆13连接，第三穿墙套管17的另一端与第一高压硅堆18连接；第一高压硅堆18、第一电阻器21、第二电阻器23、第一调波模块26与第四穿墙套管38依次串联连接。第一电容器19与第一火花球隙20连接于第一高压硅堆18与第一电阻器21的接线处，第二电容器22与第二火花球隙24连接于第一电阻器21与第二电阻器23的接线处，第三电容器25连接于第二电阻器23与第一调波模块26的接线处。第二电容器22的两端分别与第一电阻器21与第一火花球隙20连接，第三电容器25的两端分别与第二电阻器23与第二火花球隙24连接。

总控制台1通过第二通道11为第二VFTO发生组件进行充电触发后，第一高压硅堆18、第一电容器19、第二电容器22与第三电容器25中有充电电流流过，对其进行充电；充电完毕后，脉冲触发按钮2按下，第二通道11中触发脉冲产生，导致第一火花球隙20、第二火花球隙24被击穿，第一电容器19、第二电容器22与第三电容器25中积蓄的能量内瞬间释放，因此产生了非常大的冲击脉冲，即第二VFTO发生组件产生了第二VFTO。

总控制台1控制第二VFTO发生组件产生第二VFTO的方法是：

通过总控制台1的时间序列设置器5设定第二通道11的充电时间和脉冲触发时间；总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第二通道11，启动充电按钮3，由第二通道11为第二VFTO发生组件中的第一电容器19、第二电容器22、第三电容器25充电；充电完毕后，双电源自动转换开关9回复空挡位置；再启动脉冲触发按钮2，产生触发脉冲，触发脉冲导致第一火花球隙20、第二火花球隙24被击穿，第一电容器19、第二电容器22、第三电容器25中积蓄的能量内瞬间释放，使得第二VFTO发生组件产生第二VFTO；第二VFTO经由第一调波模块26、第四穿墙套管38、第一绝缘挡板39、陡化间隙40、第二绝缘挡板41、VFTO脉冲传输电缆42、高压T型接头43加载至测试装置51。

高压隔离箱14内还设置有接地组件，接地组件包括第二穿墙套管16、第一充电电阻36与第二充电电阻37，其中，

第二穿墙套管16与第一穿墙套管15设置于高压隔离箱14的同一侧，第二穿墙套管16的一端接地，第二穿墙套管16、第一充电电阻36与第二充电电阻37依次串联连接。第一充电电阻36的两端分别与第一电容器19、第一火花球隙20连接，第一充电电阻36的两端分别与第四火花球隙33、第六电容器34连接；第二充电电阻37的两端分别与第二电容器22、第二火花球隙24连接，第二充电电阻37的两端分别与第五电容器31、第三火花球隙30连接。

第一充电电阻36与第二充电电阻37的作用为：1、作为接地的通路，在第一VFTO发生组件或第二VFTO发生组件充电过程中，使得充电电路形成一个闭合通路；2、作为保护部件，防止电路中过大的电流产生的时候，电流威胁到其他设备的安全，当电路中电流过大时，可将过高的电流引入地下。

测试装置51包括油箱46、色谱分析仪47与PC机48，油箱46上设置有高压电极44，高压T型接头43与高压电极44电连接，油箱46内注有绝缘油45，从而将复合VFTO通过高压电极44加载至绝缘油45上。色谱分析仪47与PC机48连接，色谱分析仪47对复合VFTO作用下的绝缘油45进行检测，并把测量到的绝缘油45相关实验数据通过有线传输至PC机48进行存储。可选的，高压电极44位于油箱46的顶部正中央，使得复合VFTO加载至绝缘油45上较均匀，避免出现部分绝缘油45受到的VFTO作用大，另一部分绝缘油45受到的VFTO作用小。

测试装置51还包括进油口阀门52与采样口阀门53，绝缘油45通过进油口阀门52注入油箱46。采样口阀门53与色谱分析仪47连接，色谱分析仪47通过采样口阀门53对绝缘油样品进行检测。本申请实施例中，如图2所示，油箱46长500mm、宽500mm、高500mm，进油口阀门52距离油箱46的左侧100mm、右侧400mm，采样口阀门53距离油箱46的顶部350mm、底部150mm。

本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统包括控制装置、脉冲发生装置及测试装置，其中，控制装置包括总控制台与触发控制模块，总控制台控制触发控制模块连接第一通道或第二通道，并通过时间序列设置器设定第一通道、第二通道的充电和脉冲触发时间、顺序；脉冲发生装置包括第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件、陡化间隙、VFTO脉冲输出电缆与高压T型头，总控制台通过第一通道根据其充电时间和脉冲触发时间控制第一VFTO发生组件产生第一VFTO，总控制台通过第二通道根据其充电时间和脉冲触发时间控制第二VFTO发生组件产生第二VFTO,复合VFTO(第一VFTO与第二VFTO)经由陡化间隙、VFTO脉冲传输电缆输送至高压T型接头；测试装置包括油箱与色谱分析仪，油箱上设置有高压电极，高压T型接头与高压电极连接，使得复合VFTO加载至油箱内的绝缘油上，色谱分析仪与油箱连接，用于对复合VFTO作用下的绝缘油进行测量，检测绝缘油的绝缘强度。基于本申请提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验强度，模拟完成绝缘油在复合VFTO作用下的运行情况，实现了绝缘油在复合VFTO作用下绝缘油性能的检测，考虑了VFTO对绝缘油绝缘强度的影响，从而提高了高压电力设备的绝缘结构设计。

基于本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统，本申请实施例还提供了一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法。

如图3所示，本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法包括：

S100：按照原理图将复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线连接好。

按照上述实施例所述的接线图将复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线连接好，并确保双电源自动转换开关处在空挡位置。

S200：打开进油口阀门，将绝缘油注入油箱。

接好复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线后，通过进油口阀门将绝缘油注入油箱中，同时关闭采样口阀门。将绝缘油注入油箱后，利用色谱分析仪对绝缘油中溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_x1、ω_x2、ω_x3、ω_x4、ω_x5和ω_x6。

S300：调节总控制台中的时间序列设置器，设定第一通道、第二通道的充电与脉冲触发的时间及顺序。

接好复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线后，通过总控制台中的时间序列设置器设定第一通道与第二通道的充电时间、充电顺序、脉冲触发时间及脉冲触发顺序。

S400：总控制台根据充电与脉冲触发的时间及顺序分别控制第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件产生复合VFTO，复合VFTO通过高压电极作用在绝缘油上。

设定好第一通道、第二通道的充电与脉冲触发的时间及顺序后，通过总控制台控制第一VFTO发生组件产生第一VFTO、第二VFTO发生组件产生第二VFTO，具体方法如下：

对总控制台中的时间序列设置器进行设置，设定第一通道与第二通道的充电时间；总控制台控制双电源自动转换开关连接至第一通道上，启动充电按钮，总控制台根据设定好的充电时间由第一通道对第一VFTO发生组件中的第四电容器、第五电容器、第六电容器进行充电；第一VFTO发生组件充电完毕后，总控制台控制双电源自动转换开关连接至第二通道上，总控制台根据设定好的充电时间由第二通道对第二VFTO发生组件中的第一电容器、第二电容器与第三电容器进行充电；第二VFTO发生组件充电完毕后，总控制台控制双电源自动转换开关回复空挡位置；再启动脉冲触发按钮，先将双电源自动转换开关打到第一通道，向第一VFTO发生组件发送触发脉冲，使得第一VFTO发生组件产生第一VFTO，然后再将双电源自动转换开关打到第二通道，向第二VFTO发生组件发送触发脉冲，使得第二VFTO发生组件产生第二VFTO，并将复合VFTO(第一VFTO、第二VFTO)作用在绝缘油上。

S500：通过色谱分析仪对所述绝缘油样品复合VFTO作用下的绝缘油进行测试，获得色谱溶纳系数C_t。

利用脉冲发生装置产生复合VFTO后，通过高压T型接头与高压电极将复合VFTO加载至油箱内的绝缘油上，绝缘油在复合VFTO作用下其绝缘强度发生变化，色谱分析仪对绝缘油的绝缘强度进行测量分析，并将测量数据、分析结果传输至PC机进行存储，方便工作人员查看。

具体地，绝缘油中出现油中放电现象时，通过采样口阀门采集绝缘油样品，利用色谱分析仪对所述绝缘油样品中溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_y1、ω_y2、ω_y3、ω_y4、ω_y5和ω_y6，同时利用脉冲幅值控制通道，记录所施加复合VFTO过电压脉冲间隔值T_f，对绝缘油经受复合VFTO过电压作用后绝缘强度表征量—色谱溶纳系数C_t进行计算，如下：

式中，T_f可通过脉冲幅值控制通道中采集波形得出，为不同复合VFTO脉冲峰值之间的时间间隔，一般为1ms～5ms，R_f为波前电阻，本设备中取R_f＝200Ω，C_t作为表征绝缘油试样绝缘强度的表征量，其值越小，表明绝缘油抵御外部复合冲击电压的能力越强，绝缘强度越大，否则表明绝缘强度有所降低，当C_t≤0.21时，可认为绝缘油的强度保持良好状态。

为了提高试验结果的精确度，多次重复步骤S300、S400、S500与S600，获得多组绝缘油试验数据，使得实验数据更具有代表性。

本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法的具体实施步骤可参考上述实施例提供的绝缘油绝缘强度试验系统，此处不再赘述。

本申请实施例提供的复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法基于第一VFTO和第二VFTO，模拟完成绝缘油在复合VFTO作用下的运行情况，实现了绝缘油在复合VFTO作用下绝缘油性能的检测，考虑VFTO对绝缘油绝缘强度的影响，根据其影响指导高压电力设备的绝缘结构设计。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请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申请的一般性原理并包括本申请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，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统，其特征在于，包括控制装置、脉冲发生装置及测试装置，其中，

所述控制装置包括总控制台、脉冲幅值控制通道与触发控制模块，所述总控制台与脉冲幅值控制通道连接，所述总控制台控制触发控制模块连接第一通道或第二通道；

所述脉冲发生装置包括第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件、陡化间隙、VFTO脉冲传输电缆与高压T型接头，所述第一通道通过第一连接电缆连接所述第一VFTO发生组件，所述第二通道通过第二连接电缆连接所述第二VFTO发生组件；所述第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件分别与所述陡化间隙连接，所述陡化间隙通过所述VFTO脉冲传输电缆与所述高压T型接头连接；

所述测试装置包括油箱与色谱分析仪，所述油箱上设置有高压电极，所述高压T型头与高压电极连接；所述色谱分析仪与油箱连接。

2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述总控制台包括脉冲触发按钮、充电按钮与时间序列设置器，所述总控制台通过所述脉冲触发按钮与充电按钮控制所述第一VFTO发生组件与第二VFTO发生组件产生复合VFTO；所述时间序列设置器用于设定所述第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件的充电与脉冲触发的时间、顺序。

3.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述第一VFTO发生组件包括设置于高压隔离箱内的第一穿墙套管、第二高压硅堆、第六电容器、第四火花球隙、第四电阻器、第五电容器、第三火花球隙、第三电阻器、第四电容器、第二调波模块与第四穿墙套管，其中，

所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的一侧，所述第一穿墙套管的一端与所述第一连接电缆连接，所述第一穿墙套管的另一端与所述第二高压硅堆连接；所述第二高压硅堆、第四电阻器、第三电阻器、第二调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第六电容器与第四火花球隙连接于所述第二高压硅堆与第四电阻器的接线处，所述第五电容器与第三火花球隙连接于所述第四电阻器与第三电阻器的接线处，所述第四电容器连接于所述第三电阻器与第二调波模块的接线处；所述第五电容器的两端分别与所述第四电阻器、第四火花球隙连接，所述第四电容器的两端分别与所述第三电阻器、第三火花球隙连接；

所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的另一侧，所述第四穿墙套管与陡化间隙连接；所述第四穿墙套管与陡化间隙之间设置有第一绝缘挡板，所述陡化间隙与VFTO脉冲输出电缆之间设置有第二绝缘挡板。

4.根据权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述第二VFTO发生组件包括设置于所述高压隔离箱内的第三穿墙套管、第一高压硅堆、第一电容器、第一火花球隙、第一电阻器、第二电容器、第二电阻器、第二火花球隙、第三电容器与第一调波模块，其中，

所述第三穿墙套管与第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第三穿墙套管的一端与所述第二连接电缆连接，所述第三穿墙套管的另一端与所述第一高压硅堆连接；所述第一高压硅堆、第一电阻器、第二电阻器、第一调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第一电容器与第一火花球隙连接于所述第一高压硅堆与第一电阻器的接线处，所述第二电容器与第二火花球隙连接于所述第一电阻器与第二电阻器的接线处，所述第三电容器连接于所述第二电阻器与第一调波模块的接线处；所述第二电容器的两端分别与所述第一电阻器、第一火花球隙连接，所述第三电容器的两端分别与所述第二电阻器、第二火花球隙连接。

5.根据权利要求4所述的试验系统，其特征在于，所述高压隔离箱内还设置有接地组件，所述接地组件包括第二穿墙套管、第一充电电阻、第二充电电阻，其中，

所述第二穿墙套管与所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第二穿墙套管的一端接地；所述第二穿墙套管、第一充电电阻与第二充电电阻依次串联连接；

所述第一充电电阻的两端分别与所述第一电容器、第一火花球隙连接，所述第一充电电阻的两端分别与所述第四火花球隙、第六电容器连接；所述第二充电电阻的两端分别与所述第二电容器、第二火花球隙连接，所述第二充电电阻的两端分别与所述第五电容器、第三火花球隙连接。

6.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述测试装置还包括进油口阀门、采样口阀门与PC机，绝缘油通过所述进油口阀门注入所述油箱，所述采样口阀门与色谱分析仪连接，所述色谱分析仪与PC机连接。

7.根据权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述高压电极位于所述油箱的顶部正中央。

8.一种复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验方法，其特征在于，所述方法包括：

按照权利要求1-7任一项所述的试验系统将复合VFTO作用下绝缘油绝缘强度试验系统的接线连接好；

打开进油口阀门，将绝缘油注入油箱；

调节总控制台中的时间序列设置器，设定第一通道、第二通道的充电与脉冲触发的时间及顺序；

总控制台根据充电与脉冲触发的时间及顺序分别控制第一VFTO发生组件、第二VFTO发生组件产生复合VFTO，所述复合VFTO通过高压电极作用在绝缘油上；

通过色谱分析仪对复合VFTO作用下的绝缘油进行测试，获得色谱溶纳系数C_t。

9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于，打开进油口阀门，将绝缘油注入油箱，之后包括：

利用色谱分析仪对绝缘油中溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_x1、ω_x2、ω_x3、ω_x4、ω_x5和ω_x6。

10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，通过色谱分析仪对所述绝缘油样品复合VFTO作用下的绝缘油进行测试，获得色谱溶纳系数C_t，包括：

利用色谱分析仪对复合VFTO作用下的绝缘油中的溶解气体进行测试，记录CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂以及CO、CO₂的含量，分别为ω_y1、ω_y2、ω_y3、ω_y4、ω_y5和ω_y6；

根据公式(1)计算绝缘油在复合VFTO作用下的色谱溶纳系数C_t；

其中，T_f——复合VFTO脉冲间隔值；

R_f——波前电阻。

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