CN109581158B - 一种变压器油纸绝缘材料的综合测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变压器油纸绝缘材料的综合测试平台及测试方法，包括主油箱和油枕；主油箱左右两侧板中部各设有相互正对的油流阀门，底部设有充放油阀；所述油枕为竖直的筒状，设置于主油箱侧上方，其底部通过连接管连接到主油箱的顶部，其顶部设有压力阀，其内部设有隔离油面和空气的活塞垫，活塞垫下方设有限位环，限位环处设有抽气阀。本发明通过活塞结构的油枕，可以对油施加压强，从而研究不同压强下油纸的各种电气性能；同时还可以通过油流阀门，外接油泵控制箱体内的油流速度，从而研究流速对油纸电气性能的影响；通过连接植入加热装置，研究温度对油纸电气性能的影响。

Description

一种变压器油纸绝缘材料的综合测试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及油纸绝缘实验技术领域，具体为一种变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台及测试方法。

背景技术

油纸绝缘是变压器等高压电器的关键组成部分，其绝缘水平的优劣直接关系到特高压设备甚至电力系统的安全稳定性。

油纸绝缘的实验装置有很多，但往往侧重某一方面，且功能做不到完善。例如：测量局放过程的装置不能隔离空气，则无法阻止实验过程中水分侵入，造成实验结果一定程度的偏差。也有综合几个方面的装置，例如：综合热电老化和机械振动的平台，未考虑流动和压力两个因素，无法得到更完善的实验结果，适应性不强。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台及测试方法，能够用于研究不同压强下油纸的各种电气性能，以及流速和温度对油纸电气性能的影响；同时可减少注油过程中和实验过程中油与空气的接触，从而减少注油过程中和实验过程油的吸水量，研究结果更为准确。技术方案如下：

一种变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台，包括主油箱和油枕；主油箱左右两侧板中部各设有正对的油流阀门，底部设有充放油阀；所述油枕为竖直的筒状，设置于主油箱侧上方，其底部通过连接管连接到主油箱的顶部，其顶部设有压力阀，其内部设有隔离油面和空气的活塞垫，活塞垫下方设有限位环，限位环处设有抽气阀。

进一步的，所述主油箱顶部设有分别用于对箱内电极和试样施加交直流复合电压的高压套管和低压套管；所述高压套管和低压套管结构相似，均包括内部用于导电的导线/杆，和设置在导线/杆外部穿入主油箱的绝缘外套。

更进一步的，所述主油箱顶部一侧为斜面结构，所述高压套管置于顶部平面上，低压套管则置于斜面上。

更进一步的，所述主油箱的前后两侧板上均设有可拆卸的透明圆板。

更进一步的，所述主油箱由金属材料制成。

更进一步的，所述油枕通过可拆卸的法兰与所述连接管连接。

一种变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试方法，包括：

a）抽真空注油：

将真空泵管连接于抽气阀，打开抽气阀并关闭其余阀门，开始抽真空；将进油管连接于油桶和充放油阀之间，待到真空表显示大于预定值时，打开充放油阀；

当油枕中有油溢出时，关抽气阀和充放油阀，关闭真空泵，并将真空泵管连接至压力阀顶，再次抽真空并打开压力阀和充放油阀；

待液面超过抽气阀之高度后，关闭充放油阀和压力阀，停止抽真空并取下真空泵管，先后打开压力阀和抽气阀并用容器接住从抽气阀中流出的油，待活塞垫下滑至抽气阀处的限位环时，油枕中活塞垫下部气体排尽，关闭抽气阀，抽真空注油完成；

b）试验过程：

压力条件下的油纸绝缘性能实验：用空气压缩机通过压力阀向油枕高压套管施加气压，待到压力表显示达到预设数值时，关闭压力阀，实现对油体加压；通过高压套管和低压套管向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压；

流动条件下的油纸绝缘性能实验：打开压力阀，将两个油流阀门通过循环管道连接起来，并在循环管道内设置油泵，实现主油箱中油体的循环流动；通过高压套管和低压套管向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压；

不同温度条件下的油纸绝缘性能实验：拆除由法兰连接的油枕，通过连接管向主油箱内部植入加热装置和温度检测装置；开始加热，直至油箱内部整体或局部达到所需温度时，通过高压套管和低压套管向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压；

c）放油：

打开抽气阀和充放油阀，并用容器接住从抽气阀中流出的油，待主油箱中油全部流入油桶中，关闭所有阀门。

本发明的有益效果是：本发明能实现抽真空注油，相较于顶部注油可以降低油流带电，同时减少注油过程中油和空气的接触，从而减少注油过程中油的吸水量；同时可以在实验过程中隔离空气，进而阻止水分侵入变压器油，保证长时间实验油纸性能不受水分增加影响；通过活塞结构的油枕，可以对油施加压强，从而研究不同压强下油纸的各种电气性能。可以通过油流阀门，外接油泵控制箱体内的油流速度，从而研究流速对油纸电气性能的影响；去掉油枕时，可以通过连接管向油箱内部植入加热装置，从而研究温度对油纸绝缘性能的影响；通过箱体上的透明圆板，可以观察实验过程中的可视现象如：发光、冒泡、变色等。

附图说明

图1为本发明变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台的

图中：1-主油箱；2-油流阀门；3-油枕；4-连接管；5-活塞垫；6-抽气阀；7-压力阀；8-高压套管；9-低压套管；10-透明圆板；11-充放油阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，一种变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台，包括主油箱1和油枕3。

主油箱1用金属材料做成，所有实验电极和支架都放置于油箱腔体中。主油箱1左右两侧板中部各设有正对的油流阀门2，油流阀门2通过外接油泵来控制管内油流速度。主油箱1底部设有充放油阀11，此阀连接油管，抽真空注油时，油从此处进入，放油时亦从此出。

油枕3为竖直的筒状，设置于主油箱1侧上方，可维持油枕3液面高于高压套管8顶部，油枕3底部有透明材料密封的观察孔，能看见油是否进入油枕内。油枕3底部通过连接管4连接到主油箱1的顶部，其顶部设有压力阀7，及真空表和压力表，便于读出气体压力。油枕3内部设有可上下活动的活塞垫5，隔离油面和空气，活塞垫5下方设有限位环，限位环下方设有抽气阀6，从此阀抽真空。抽真空注油末期，压力阀7协同抽气阀6排出活塞垫5下部气体，并控制活塞垫上部气压。

本实施例主油箱1顶部设有分别用于对箱内电极和试样施加高电压和低电压的高压套管8和低压套管9因而可以施加交直流复合电压；所述高压套管8和低压套管9结构相似，均包括内部用于导电的导线/杆，和导线外部穿入主油箱1的绝缘外套。套管的使用，能给试样施加较高等级的电压，且不容易产生连接处的局部放电。所述主油箱1顶部一侧为斜面结构，所述高压套管8置于顶部平面上，低压套管9则置于斜面上增加了两套管顶部的距离，进一步增加了外绝缘电气安全性，同时节约了实验用油量。

本实施例主油箱1前后两侧板上均设有强度足够且可拆卸的透明圆板10，用于密封油箱表面并观测内部可视现象，可通过透明圆板观察模型放电过程。实验准备阶段，先将透明板拆卸下来，再将样品和电极固定在支架上，通过油箱壁上透明板对应的圆孔放置入油箱中并接线，最后封上透明圆板，进行抽真空注油等工作。

本实施例的油枕3通过可拆卸的法兰与所述连接管4连接，研究温度对油纸电气性能及过程量的影响时，可以将油枕拆除，通过连接管植入加热装置。

本实施例主油箱1可以通过侧壁上的油流阀门，外接油泵控制箱体内的油流速度，从而研究流速对油纸电气性能的影响。

抽真空注油过程如下：

将真空泵管连接于抽气阀6，打开抽气阀6并关闭其余阀门，开始抽真空；将进油管连接于油桶和充放油阀11之间，待到真空表显示大于预定值时，打开充放油阀11。

当油枕3中有油溢出时，关抽气阀6和充放油阀11，关闭真空泵，并将真空泵管连接至压力阀7顶，再次抽真空并打开压力阀7和充放油阀11。

待液面超过抽气阀6之高度后，关闭充放油阀11和压力阀7，停止抽真空并取下真空泵管，先后打开压力阀7和抽气阀6并用容器接住从抽气阀6中流出的油，待活塞垫下滑至抽气阀6处的限位环时，油枕3中活塞垫5下部气体排尽，关闭抽气阀6，抽真空注油完成。

试验过程：

压力条件下的油纸绝缘性能实验：用空气压缩机通过压力阀7向油枕高压套管施加气压，待到压力表显示达到预设数值时，关闭压力阀7，实现对油体加压；通过高压套管8和低压套管9向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管9接地以施加纯交流或直流电压。

流动条件下的油纸绝缘性能实验：打开压力阀7，将两个油流阀门2通过循环管道连接起来，并在循环管道内设置油泵，实现主油箱1中油体的循环流动；通过高压套管8和低压套管9向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压。

不同温度条件下的油纸绝缘性能实验：拆除由法兰连接的油枕3，通过连接管4向主油箱1内部植入加热装置和温度检测装置；开始加热，直至油箱内部整体或局部达到所需温度时，通过高压套管8和低压套管9向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压。

放油过程为：

打开抽气阀6和充放油阀11，并用容器接住从抽气阀6中流出的油，待油箱中油全部流入油桶中，关闭所有阀门。

真空注油后，可以用空气压缩机通过压力阀7向油枕高压套管施加气压，待到压力表显示需要数值时，关闭压力阀7。

Claims (1)

1.一种采用变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台的测试方法，变压器油纸绝缘材料的电-压-流-热综合测试平台包括主油箱（1）和油枕（3），主油箱（1）左右两侧板中部各设有相互正对的油流阀门（2），底部设有充放油阀（11）；所述油枕（3）为竖直的筒状，设置于主油箱（1）侧上方，其底部通过连接管（4）连接到主油箱（1）的顶部，其顶部设有压力阀（7），其内部设有隔离油面和空气的活塞垫（5），活塞垫（5）下方设有限位环，限位环处设有抽气阀（6），主油箱（1）顶部设有分别用于对箱内电极和试样施加交直流复合电压的高压套管（8）和低压套管（9）；所述高压套管（8）和低压套管（9）结构相似，均包括内部用于导电的导线/杆，和设置在导线/杆外部穿入主油箱（1）的绝缘外套；其特征在于，包括：

a）抽真空注油：

将真空泵管连接于抽气阀（6），打开抽气阀（6）并关闭其余阀门，开始抽真空；将进油管连接于油桶和充放油阀（11）之间，待到真空表显示大于预定值时，打开充放油阀（11）；

当油枕（3）中有油溢出时，关抽气阀（6）和充放油阀（11），关闭真空泵，并将真空泵管连接至压力阀（7）顶，再次抽真空并打开压力阀（7）和充放油阀（11）；

待液面超过抽气阀（6）之高度后，关闭充放油阀（11）和压力阀（7），停止抽真空并取下真空泵管，先后打开压力阀（7）和抽气阀（6）并用容器接住从抽气阀（6）中流出的油，待活塞垫下滑至抽气阀（6）处的限位环时，油枕（3）中活塞垫（5）下部气体排尽，关闭抽气阀（6），抽真空注油完成；

b）试验过程：

压力条件下的油纸绝缘性能实验：用空气压缩机通过压力阀（7）向油枕高压套管施加气压，待到压力表显示达到预设数值时，关闭压力阀（7），实现对油体加压；通过高压套管（8）和低压套管（9）向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管（9）接地以施加纯交流或直流电压；

流动条件下的油纸绝缘性能实验：打开压力阀（7），将两个油流阀门（2）通过循环管道连接起来，并在循环管道内设置油泵，实现主油箱（1）中油体的循环流动；通过高压套管（8）和低压套管（9）向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压；

不同温度条件下的油纸绝缘性能实验：拆除由法兰连接的油枕（3），通过连接管（4）向主油箱（1）内部植入加热装置和温度检测装置；开始加热，直至油箱内部整体或局部达到所需温度时，通过高压套管（8）和低压套管（9）向箱内电极和试样分别施加直流电压和交流电压，或将低压套管接地以施加纯交流或直流电压；

c）放油：

打开抽气阀（6）和充放油阀（11），并用容器接住从抽气阀（6）中流出的油，待主油箱（1）中油全部流入油桶中，关闭所有阀门。

Images