CN109448962A - 变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统及方法。本发明的油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统包括真空耐压锅、水浴恒温箱、导管、吸附室、吸附剂、低速离心泵、变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油；所述的真空耐压锅置于水浴恒温箱内，真空耐压锅内用于放由变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油组成的混合油；通过导管将真空耐压锅和吸附室和低速离心泵连接，构成完整回路；所述的吸附室内充满吸附剂。本发明使用范围广，移植性强，不改变油纸绝缘结构的原有运行环境，能定性的分析其绝缘恢复程度，在大型油纸绝缘设备上移植时，可提高油纸绝缘结构为主的变电设备的寿命，具备良好的经济性。
Description
技术领域
本发明属于电力变压器油纸绝缘性能恢复装置领域，特别是一种实验室内变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统及方法。
背景技术
目前，我国在运行的电力变压器，绝大部分为油浸式变压器，随着运行年限、制造工艺、工作环境等问题，使得电力变压器在运行中可能存在一定的安全隐患，例如变压器内部的变压器油与外界环境进行水、气交换，变压器内局部温度过高产生放电，绝缘油在多种场作用下发生老化、降解，产生老化水等。所以在制造过程及运行下，均会导致水分增加，会使得变压器受潮，从而威胁电网运行安全。
针对变压器可能存在的受潮等问题，目前可以利用滤油机对变压器进行绝缘恢复操作。但是目前的滤油方法，仅仅是在原有变压器的基础上，对变压器进行处理，滤除水分的效果很大程度上依赖于时间、吸附剂种类及温度，而绝缘油及绝缘纸板(即油纸绝缘结构)内，由于水分的迁移程度、水分迁移速率、水分在油中的溶解度问题，导致绝缘性能的恢复效果在短时间内较难达到理想的状态，并且不能准确地判断其绝缘性能恢复程度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种实验室内变压器油纸绝缘模型的绝缘性能恢复系统，其使油纸绝缘模型的绝缘性能得到一定程度的恢复，在短时间内达到理想的状态。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其包括真空耐压锅、水浴恒温箱、导管、吸附室、吸附剂、低速离心泵、变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油；
所述的真空耐压锅置于水浴恒温箱内，真空耐压锅内用于放由变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油组成的混合油；通过导管将真空耐压锅和吸附室和低速离心泵连接，构成完整回路；所述的吸附室内充满吸附剂。
所述的油纸绝缘模型为变压器油纸绝缘结构的模型，模拟变压器油纸绝缘结构，即试样。本发明使用时，油纸绝缘模型放入真空耐压锅内的混合油中，基于油液循环，在一定温度(40-100℃)下，利用混合油的水溶解度大于油纸绝缘模型中原有绝缘油的水溶解度，将油纸绝缘模型中的水分通过混合油吸取出来，然后通过除水、除杂操作，将油纸绝缘模型的绝缘性能进行一定程度的恢复。
作为上述技术方案的补充，所述吸附室的双向出口处贴覆阻流过滤膜，阻流过滤膜用于降低油液的流速。
作为上述技术方案的补充，所述的变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油通过混合油填充入口加入真空耐压锅中。
作为上述技术方案的补充，所述的合成酯绝缘油与变压器矿物绝缘油在20℃下的体积比为1：9-1：1。通过积积比的合理选择，使本发明使用的混合油的水溶解度大于变压器中原有绝缘油的水溶解度。
作为上述技术方案的补充，所述的低速离心泵连接一减速器。低速离心泵用于控制油液流速，当流速过高时，可选用减速器进行补偿。
作为上述技术方案的补充，所述的导管为高压耐温管。
作为上述技术方案的补充，所述的吸附剂为可替换的硅胶。硅胶填入前应确保其处于干燥状态，具备一定的吸附能力。
作为上述技术方案的补充，所述的油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统还包括FDS测试装置，通过真空耐压锅上的引出电极对放在真空耐压锅内部的油纸绝缘模型进行测试，以检测油纸绝缘模型绝缘性能的恢复程度；可以实时测量，不需要断电、停止低速离心泵等设备，具备实时性。
作为上述技术方案的补充，所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统还包括使油纸绝缘模型与电极紧贴的压紧机构。
作为上述技术方案的补充，所述的压紧机构包括底板、顶板、至少两根用于连接底板与顶板的绝缘支撑柱；底板与顶板之间设有低压电极和高压电极，高压电极与顶板之间设有使电极与油纸绝缘模型紧贴的弹簧，低压电极和高压电极分别与真空耐压锅上各自的引出电极相连接。
本发明的另一目的是提供一种变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复方法，其利用上述变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，步骤如下：
1)将吸附剂填入吸附室内，将阻流过滤膜覆盖好进出油管道，利用导管将低速离心泵、真空耐压锅和吸附室连接成完整回路；将油纸绝缘模型放入真空压缩锅内，并将合成酯绝缘油和变压器矿物绝缘油按照比例混合后，通过混合油填充入口加入真空耐压锅中，并充满整个管路；
2)绝缘油在20℃下的混合比例在1:9至1:1的范围之间，并且混合油注入完毕后，将整个真空耐压锅放入水浴恒温箱内，设定水浴恒温箱的水温，水温的范围设定在40~100℃，开启低速离心泵，带动油液流动，最终完成油纸绝缘模型绝缘性能的恢复。
真个真空耐压锅放入水浴恒温箱中，使油液的温度保持在一个有利于绝缘纸中的水分向油中迁移的温度。油液在管路中单相流动，并且由于阻流过滤膜、吸附剂的存在，使得混合油中从油纸绝缘模型中吸附出来的水、杂质可以被吸附过滤，使得混合油中的含水量保持在一个较低的水平，具备从油纸绝缘模型中继续吸附水的能力。当油纸绝缘模型中的水分降低到预期的水平时，即可以停止。
作为上述技术方案的补充，合成酯绝缘油的油中水溶解度大于油纸绝缘模型中原有绝缘油的水溶解度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明可以利用绝缘油与绝缘纸的良好接触，明显提高油纸绝缘模型的油、纸接触面积，为提高其整体绝缘性能提供可能。
本发明通过添加合成酯绝缘油，提高了油纸绝缘模型在同等条件下的绝缘性能，更大程度地将油纸中的水分迁移到油中，并且不会对油纸绝缘模型造成二次损害。
本发明使用范围广，移植性强，不改变油纸绝缘结构的原有运行环境，能定性的分析其绝缘恢复程度，在大型油纸绝缘设备上移植时，可提高油纸绝缘结构为主的变电设备的寿命，具备良好的经济性。
本发明对绝缘恢复情况进行判断时，无需中断油循环过程，即满足了系统的带电、不间断测量，大大提高了使用时的方便性。
附图说明
图1为本发明油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统示意图；
图2为本发明真空耐压锅及其内部的油纸绝缘模型结构图；
图3-4为本发明的油纸绝缘模型结构图(图4为图3的俯视图)。
其中：1-真空耐压锅，2-水浴恒温箱，3-导管，4-吸附室，5-低速离心泵，6-阻流过滤膜，7-引出电极，8-油纸绝缘模型，9-底板，10-顶板，11-绝缘支撑柱，12-低压电极，13-高压电极，14-弹簧。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统包括真空耐压锅1、水浴恒温箱2、导管3、吸附室4、吸附剂、低速离心泵5、变压器矿物绝缘油、合成酯绝缘油、使油纸绝缘模型8与电极紧贴的压紧机构、FDS测试装置。所述的变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油通过混合油填充入口加入真空耐压锅1中。所述的合成酯绝缘油与变压器矿物绝缘油在20℃下的体积比为1：9-1：1。所述的导管3为高压耐温管。所述的吸附剂为可替换的硅胶。
所述的真空耐压锅1置于水浴恒温箱2内，真空耐压锅1内用于放由变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油组成的混合油；通过导管3将真空耐压锅1和吸附室4和低速离心泵5连接，构成完整回路；所述的吸附室4内充满吸附剂，吸附室4的双向出口处贴覆阻流过滤膜6。
所述的低速离心泵5根据油液的速度要求，还可以连接减速器。
FDS测试装置通过真空耐压锅1上的引出电极7对放在真空耐压锅内部的油纸绝缘模型8进行测试。
所述的压紧机构包括底板9、顶板10、至少两根用于连接底板与顶板的绝缘支撑柱11；底板与顶板之间设有低压电极12和高压电极13，高压电极13与顶板10之间设有使电极与油纸绝缘模型紧贴的弹簧14，低压电极12和高压电极13分别与真空耐压锅上各自的引出电极7相连接。
本发明使用时，将低速离心泵与真空耐压锅等设备进行连接，当装置连接完成后，开启水浴恒温箱、低速离心泵等设备，进行绝缘恢复操作，利用离心泵带动回路中的混合油进行循环，使得混合油与油纸绝缘模型能够充分接触，并可以实时通过FDS测试装置，利用真空耐压锅上的引出电极对真空耐压锅内部的油纸绝缘模型进行测试，判断其内部绝缘恢复程度，当油纸绝缘模型中的水分降低到预期的水平时，即可以停止。
合成酯绝缘油具有比传统矿物油更加环保，符合绿色经济的发展要求，目前合成酯绝缘油价格较高的情况下，采取将合成酯绝缘油与变压器矿物油一定比例混合的方法，既可以提高变压器绝缘恢复的水平，又可以保证更经济、安全条件下延长变压器的寿命。
实施例2
本实施例提供一种利用实施例1所述系统进行变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复的方法，其步骤如下：
1)将吸附剂填入吸附室内，将阻流过滤膜覆盖好进出油管道，利用导管将低速离心泵、真空耐压锅和吸附室连接成完整回路；将油纸绝缘模型放入真空压缩锅内，并将合成酯绝缘油和变压器矿物绝缘油按照比例混合后，通过混合油填充入口加入真空耐压锅中，并充满整个管路；
2)绝缘油在20℃下的混合比例在1:9至1:1的范围之间，并且混合油注入完毕后，将整个真空耐压锅放入水浴恒温箱内，设定水浴恒温箱的水温，水温的范围设定在40~100℃，开启低速离心泵，带动油液流动，最终完成油纸绝缘模型绝缘性能的恢复。
本发明的两个注意点：
（1）油纸绝缘模型所处环境的原有的绝缘油需要替换成混合绝缘油，混合绝缘油由合成酯绝缘油和原矿物绝缘油按照一定的体积比例进行混合。合成酯绝缘油和矿物油的混合比例为：体积比范围在1：9至1：1（此体积比为20℃环境下）。实验研究得出，该百分比依据变压器原绝缘油的劣化程度，变压器绝缘油劣化越严重，油纸绝缘模型性能下降越多，合成酯绝缘油所占比重越高；
（2）水分在合成酯绝缘油中的水溶解度较大，并且随着温度的提升，呈现增大趋势。因此应控制水浴恒温箱的温度，使其保持在40~100℃内，同时由于水浴恒温箱中水温最高为100℃，短时间内不会造成绝缘油的严重老化，但是也应注意避免真空压缩锅存在过热点，使其内部油液温度过高，导致绝缘油发生明显老化。
本发明具有的特点是：
（1）在实验室环境下，利用合成酯绝缘油与矿物绝缘油的混合，使油液在循环条件下，利用合成酯油的水溶解度远大于普通矿物油，通过合成酯油与矿物油的混合，将绝缘纸板中的水分更大程度的迁移至油中并滤除。
（2）油纸绝缘模型经过本发明除水、除杂等绝缘恢复操作，使得油纸绝缘模型的整体寿命得到一定程度的延长，应用到真实变压器上时，可获得更好的经济效益。
（3）合成酯油具有比传统矿物油更加环保，符合绿色经济的发展要求，目前合成酯油价格较高的情况下，采取将二者一定比例混合的方法，既可以提高变压器绝缘恢复的水平，又可以保证更经济、安全条件下延长变压器的寿命。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，包括真空耐压锅(1)、水浴恒温箱(2)、导管(3)、吸附室(4)、吸附剂、低速离心泵(5)、变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油；
所述的真空耐压锅(1)置于水浴恒温箱(2)内，真空耐压锅(1)内用于放由变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油组成的混合油；通过导管(3)将真空耐压锅(1)和吸附室(4)和低速离心泵(5)连接，构成完整回路；所述的吸附室(4)内充满吸附剂。
2.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，所述吸附室(4)的双向出口处贴覆阻流过滤膜(6)。
3.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，所述的变压器矿物绝缘油和合成酯绝缘油通过混合油填充入口加入真空耐压锅(1)中。
4.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，所述的合成酯绝缘油与变压器矿物绝缘油在20℃下的体积比为1：9-1：1。
5.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，所述的低速离心泵(5)连接一减速器。
6.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，所述的导管(3)为高压耐温管；所述的吸附剂为可替换的硅胶。
7.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，还包括FDS测试装置，其通过真空耐压锅(1)上的引出电极(7)对放在真空耐压锅内部的油纸绝缘模型(8)进行测试。
8.根据权利要求1或2所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，还包括使油纸绝缘模型(8)与电极紧贴的压紧机构，所述的压紧机构包括底板(9)、顶板(10)、至少两根用于连接底板与顶板的绝缘支撑柱(11)；底板与顶板之间设有低压电极(12)和高压电极(13)，高压电极(13)与顶板(10)之间设有使电极与油纸绝缘模型紧贴的弹簧(14)，低压电极(12)和高压电极(13)分别与真空耐压锅上各自的引出电极(7)相连接。
9.变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复方法，其利用权利要求1-8任一项所述变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复系统，其特征在于，步骤如下：
1)将吸附剂填入吸附室内，将阻流过滤膜覆盖好进出油管道，利用导管将低速离心泵、真空耐压锅和吸附室连接成完整回路；将油纸绝缘模型放入真空压缩锅内，并将合成酯绝缘油和变压器矿物绝缘油按照比例混合后，通过混合油填充入口加入真空耐压锅中，并充满整个管路；
2)绝缘油在20℃下的混合比例在1:9至1:1的范围之间，并且混合油注入完毕后，将整个真空耐压锅放入水浴恒温箱内，设定水浴恒温箱的水温，水温的范围设定在40~100℃，开启低速离心泵，带动油液流动，最终完成油纸绝缘模型绝缘性能的恢复。
10.根据权利要求9所述的变压器油纸绝缘模型绝缘性能恢复方法，其特征在于，合成酯绝缘油的油中水溶解度大于油纸绝缘模型中原有绝缘油的水溶解度。
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