CN109709455B - 变压器绝缘老化分析系统 - Google Patents

Abstract

一种变压器绝缘老化分析系统，包括测温模块、绝缘纸模块及取纸模块；绝缘纸模块包括铜导体、铺垫绝缘纸及测试用绝缘纸组；铺垫绝缘纸包覆铜导体，测温探头位于铺垫绝缘纸与测试用绝缘纸组之间；取纸模块包括绝缘绳与盖板，绝缘绳一端固定于盖板朝向箱盖的一侧，绝缘绳用于将测试用绝缘纸组及铺垫绝缘纸固定于铜导体上。一方面可以通过测温探头及传输结构获取变压器的内部温度，另一方面可以获取体现该内部温度位置处的足量绝缘纸，实现了在变压器在不断电、不开箱盖、不回厂的安全前提下提取到足量绝缘纸，在此基础上能够进行判断绝缘老化的程度，确定变压器是否出现绝缘老化的缺陷，具有随取随用、经济快捷的优点。

Description

变压器绝缘老化分析系统

技术领域

本申请涉及变压器绝缘老化分析领域，特别是涉及变压器绝缘老化分析系统。

背景技术

变压器固体绝缘是由含纤维的物质组成，老化后生成CO和CO₂以及糠醛，因此可借助测量CO和CO₂以及糠醛的含量和绝缘纸聚合度来诊断变压器绝缘老化的缺陷，来判断绝缘老化的程度，简单说明如下。

方法一：利用液相色谱法测量油中糠醛的含量判断绝缘的老化程度。

1、测量油中糠醛浓度(C₄H₃OCHO即呋喃甲醛)，这是因为绝缘纸中的主要化学成分是纤维素。而纤维素大分子是由D-葡萄糖基单体聚合而成。当绝缘纸出现老化时，纤维素历经如下化学变化：D-葡萄糖的聚合物由于受热、水解和氧化而解聚，生成D-葡萄糖单糖，而这种单糖又很不稳定，容易水解，最后产生一系列氧环化合物。糠醛是绝缘纸中纤维素大分子解聚后形成的一种主要的氧环化合物。它溶解在变压器的绝缘油中。当绝缘的纤维素受高温、水分、氧气等作用后将裂解，糠醛便成了绝缘纸因降解形成的一种主要特征液体。

利用高效液相色谱分析技术测定中油中糠醛含量，可发现变压器故障情况；油中糠醛分析时，可以结合油中CO和CO₂含量分析以综合诊断其内部是否存在固体绝缘局部过热故障；根据浓度的大小判断绝缘纸的老化程度，并根据糠醛产生速率可进一步推断其老化速率以及剩余寿命。

2、糠醛分析的优点：

(1)取样方便，用油量少，一般只需油样十至十几毫升。

(2)变压器不需停电。

(3)取样不需特别的容器，保存方便。

(4)糠醛为高沸点液态产物，不易挥发损失。

3、糠醛分析的缺点：尽管有的变压器虽运行年久，但其油中糠醛含量并不高，甚至很低。其原因可能有以下几点：

(1)糠醛损失。变压器油如果经过处理，则会不同程度地降低油糠醛含量，例如，变压器油经白土处理后，能使油糠醛含量下降到极低值，甚至测不出来。要经过一段较长的运行时间后才会升到原始值。在作判断时一定要注意这些情况，否则易造成误判断。

(2)运行条件。变压器绝缘中含水量少、密封情况好、运行温度低；不少变压器投运后经常处于停运或轻载状况，这也是导致变压器油中糠醛含量低的原因。

因此，糠醛分析的结果不准确，对油中糠醛含量低的变压器也不能轻易判定其是否有没老化，具体情况还需要采用其它方法进一步进行具体分析。

方法二：利用气相色谱分析法测量CO和CO₂的含量判断绝缘的老化程度。

1、对密封式变压器，CO随运行年数的增加而增加，且增长速率是呈逐渐减缓趋势；而CO₂也是随运行年数据的增加而增加，且基本上是呈线性关系。如变压器在运行中产生低温过热故障涉及固体绝缘时，虽然油中总烃含量无明显变化，但CO和CO₂会有很大变化。因此，根据CO和CO₂的含量变化及产气速率的变化，可以有利对绝缘的老化倾向及其低温过热故障加以判断。

由于环境温度对CO和CO₂的含量影响较大，因此采用年平均值更有代表性，有助于找出CO和CO₂的含量与运行年数的关系。

2、气体含量分析缺点：

但由于CO和CO2又是变压器油氧化分解的产物，分析结果会有其分散性，因此作为判断依据尚存在不确定性。一般是当变压器油中CO和CO2年均含量超过正常值时，应引起注意。在了解运行中有否过负荷、冷却系统和油路是否正常，并结合其他手段，如糠醛的含量与绝缘纸的聚合度测量，对变压器的老化程度进行综合分析判断。时间长，效率低，无法明确判断。

方法三：测量绝缘纸的聚合度判断绝缘的老化程度

测量变压器绝缘纸的聚合度是确定变压器老化程度的一种比较可靠的手段。纸聚合度的大小直接反映了劣化程度。新的油浸纸(板)的聚合度值约为1000。当受到温度、水分、氧化作用后，纤维素降解，大分子长度缩短，也即D-葡萄糖单体的个数减少到数百，而纸的聚合度正是代表了纤维分子中D-葡萄糖的单体个数。

一般认为：变压器油中绝缘纸的聚合度达到250左右，绝缘纸的机械强度已比出厂时下降50％以上。测聚合度的试样可取引线上的绝缘纸、垫块、绝缘纸板等数克。对运行时间较长的变压器可尽量利用吊芯检查的机会取样。变压器绝缘纸老化的后果，除导致其电气强度下降外，更严重的是机械强度的丧失，这样在机械力的冲击下，容易造成损坏而使电气击穿等严重后果。因此当聚合度值下到250时，并不意味着会立即发生绝缘事故，但从提高变压器运行可靠性的角度考虑，更应避免短路冲击，严重的振动等因素。

但是，目前变压器行业的聚合度绝缘老化试验所用绝缘纸均需要变压器断电，拆卸回变压器厂家，再开启箱盖来取出器身绝缘纸。测量及提取绝缘方法比较笨拙，且由此带来许多不便和存在经济成本上的不节约。

发明内容

基于此，有必要提供一种变压器绝缘老化分析系统。

一种变压器绝缘老化分析系统，其包括测温模块、绝缘纸模块及取纸模块；所述测温模块包括测温探头及与所述测温探头连接的传输结构，所述传输结构还用于输出测温数据；所述绝缘纸模块用于设置在变压器内部，所述绝缘纸模块包括金属导体、铺垫绝缘纸及测试用绝缘纸组；所述铺垫绝缘纸包覆所述金属导体，所述测温探头位于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间，且所述测温探头分别抵接于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组；所述测试用绝缘纸组包括多张测试用绝缘纸，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且至少部分所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；所述取纸模块包括绝缘绳与盖板，所述盖板用于盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上且密封所述取纸开口，所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异；所述绝缘绳用于穿过所述箱盖的所述取纸开口且伸入所述变压器内部，所述绝缘绳的第一端固定于所述盖板朝向所述箱盖的一侧，所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块，且所述绝缘绳的第二端用于将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。

上述变压器绝缘老化分析系统，一方面可以通过测温探头及传输结构获取变压器的内部温度，另一方面可以获取体现该内部温度位置处的足量绝缘纸，实现了在变压器在不断电、不开箱盖、不回厂的安全前提下提取到足量绝缘纸，在此基础上能够进行判断绝缘老化的程度，确定变压器是否出现绝缘老化的缺陷，具有随取随用、经济快捷的优点。

进一步地，在此基础上配合其他实施例能够实现模拟绝缘纸老化的真实情况，实时监测绝缘老化温度和老化状况，具备随取随用及方便快捷的优点。

在其中一个实施例中，所述测温模块为光纤测温模块。

在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括击穿电压测试用绝缘纸组、介质损耗因数测试用绝缘纸组、拉伸强度测试用绝缘纸组、撕裂强度测试用绝缘纸组以及聚合度测试用绝缘纸组；击穿电压测试用绝缘纸组包括至少一击穿电压测试用绝缘纸，用于取样进行击穿电压测试；介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少一介质损耗因数测试用绝缘纸，用于取样进行介质损耗因数测试；拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少一拉伸强度测试用绝缘纸，用于取样进行拉伸强度测试；撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少一撕裂强度测试用绝缘纸，用于取样进行撕裂强度测试；聚合度测试用绝缘纸组包括至少一聚合度测试用绝缘纸，用于取样进行聚合度测试。

在其中一个实施例中，所述击穿电压测试用绝缘纸组包括至少三张击穿电压测试用绝缘纸，各所述击穿电压测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面；所述介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少五张介质损耗因数测试用绝缘纸，各所述介质损耗因数测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；所述拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少十张纵向拉伸强度测试用绝缘纸与至少十张横向拉伸强度测试用绝缘纸；各所述纵向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按纵向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；各所述横向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按横向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；所述撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少六张纵向撕裂强度测试用绝缘纸与至少六张横向撕裂强度测试用绝缘纸；各所述纵向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按纵向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；各所述横向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按横向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；所述聚合度测试用绝缘纸组包括至少十二张聚合度测试用绝缘纸，各所述聚合度测试用绝缘纸顺序绕包在最外层。

在其中一个实施例中，所述取纸模块还包括升高座，所述升高座用于固定在所述箱盖上并形成所述高度差异，所述盖板盖设在所述升高座上且与所述升高座共同密封所述变压器。

在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧设有安装部，所述绝缘绳的第一端固定于所述安装部。和/或，在其中一个实施例中，所述绝缘绳的第二端设有至少一套环结构，所述套环结构套扎于所述测试用绝缘纸组的外侧以将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。

在其中一个实施例中，所述金属导体为铜导体。

在其中一个实施例中，所述铜导体为棒状或棱柱体。和/或，在其中一个实施例中，所述铜导体的长度大于等于10厘米。

在其中一个实施例中，所述传输结构为信号发送模块；或者所述传输结构为传输线路，并且所述变压器绝缘老化分析系统还包括传输密封结构，所述传输密封结构用于盖设在所述变压器的传输开口上且密封所述传输开口。

在其中一个实施例中，所述变压器绝缘老化分析系统还包括处理装置，所述处理装置连接所述传输结构且用于输入所述测温数据，所述处理装置还用于输入多张所述测试用绝缘纸的测试数据且根据所述测温数据及所述测试数据计算并输出所述变压器绝缘老化结果。

附图说明

图1为本申请一实施例及其应用的外形示意图。

图2为本申请另一实施例的部分结构拆解示意图。

图3为本申请另一实施例的盖板结构示意图。

图4为图3所示实施例的一方向剖视示意图。

图5为本申请另一实施例的升高座结构示意图。

图6为图5所示实施例的升高座的顶部结构示意图。

图7为图5所示实施例的升高座的底部结构示意图。

图8为图7所示实施例的一方向剖视示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决如何在不断电及不回厂的安全前提下提取绝缘纸，以及如何在变压器合适位置取纸，并总结绝缘纸的老化温度和老化状况之间的关系的技术问题，本申请的一实施例是，一种变压器绝缘老化分析系统，其包括测温模块、绝缘纸模块及取纸模块；所述测温模块包括测温探头及与所述测温探头连接的传输结构，所述传输结构还用于输出测温数据；所述绝缘纸模块用于设置在变压器内部，所述绝缘纸模块包括金属导体、铺垫绝缘纸及测试用绝缘纸组；所述铺垫绝缘纸包覆所述金属导体，所述测温探头位于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间，且所述测温探头分别抵接于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组；所述测试用绝缘纸组包括多张测试用绝缘纸，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且至少部分所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；所述取纸模块包括绝缘绳与盖板，所述盖板用于盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上且密封所述取纸开口，所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异；所述绝缘绳用于穿过所述箱盖的所述取纸开口且伸入所述变压器内部，所述绝缘绳的第一端固定于所述盖板朝向所述箱盖的一侧，所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块，且所述绝缘绳的第二端用于将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。上述变压器绝缘老化分析系统，一方面可以通过测温探头及传输结构获取变压器的内部温度，另一方面可以获取体现该内部温度位置处的足量绝缘纸，实现了在变压器在不断电、不开箱盖、不回厂的安全前提下提取到足量绝缘纸，在此基础上能够进行判断绝缘老化的程度，确定变压器是否出现绝缘老化的缺陷，具有随取随用、经济快捷的优点。进一步地，在此基础上配合其他实施例能够实现模拟绝缘纸老化的真实情况，实时监测绝缘老化温度和老化状况，具备随取随用及方便快捷的优点。

在其中一个实施例中，一种变压器绝缘老化分析系统，其包括测温模块、绝缘纸模块及取纸模块。变压器绝缘老化分析系统或其各模块包括以下部分或全部实施例的技术特征。各模块包括但不限于测温模块、绝缘纸模块及取纸模块等。

在其中一个实施例中，所述测温模块包括测温探头及与所述测温探头连接的传输结构，所述传输结构还用于输出测温数据；在其中一个实施例中，所述测温探头用于设置在变压器内部，以获取其中的测温数据，并通过所述传输结构输出测温数据；在其中一个实施例中，所述测温模块为光纤测温模块。在其中一个实施例中，所述传输结构用于通过有线传输或者无线传输方式输出测温数据；在其中一个实施例中，所述测温模块为光纤测温模块，所述传输结构包括光纤，所述光纤测温模块用于测温得到测温数据并通过所述光纤以有线传输方式输出测温数据。光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展的一种新的传感技术，光纤测温具有不受电磁干扰、耐腐蚀、无源实时监测、电绝缘、防爆性好、体积小、重量轻、可绕曲、灵敏度高、使用寿命长、传输距离远及维护方便等优点。这样可以较好地应用在变压器内部，长时间且有效地测温得到测温数据并通过传输结构输出。

在其中一个实施例中，所述传输结构为信号发送模块；所述信号发送模块用于采用无线传输方式输出测温数据。这样可以避免线路和有线传输，但需要解决能源问题及长期输出的稳定性和有效性等。或者在其中一个实施例中，所述传输结构为传输线路，并且所述变压器绝缘老化分析系统还包括传输密封结构，所述传输密封结构用于盖设在所述变压器的传输开口上且密封所述传输开口。在其中一个实施例中，所述传输密封结构为法兰盘或者加了固定结构的特制法兰盘。进一步地，所述传输开口与所述取纸开口相异设置。这样的设计，一方面可以通过线路以有线传输方式输出测温数据，另一方面传输开口与取纸开口相异设置，使得取纸开口被打开尤其是多次被打开时不会影响传输开口，尤其适合匹配所述光纤测温模块通过所述光纤以有线传输方式输出测温数据使用，使得取纸时不损伤光纤，进而保持变压器绝缘老化分析系统的长期有效运作。

在其中一个实施例中，所述绝缘纸模块用于设置在变压器内部，所述绝缘纸模块包括金属导体、铺垫绝缘纸及测试用绝缘纸组；所述铺垫绝缘纸包覆所述金属导体，所述测温探头位于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间，且所述测温探头分别抵接于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组；这样的设计，使得测温探头所测量得到的测温数据能够真实地反映金属导体处的温度，从而更为贴合金属导体的实际状态，配合其他实施例的测试用绝缘纸组的位置设计，使得后期试验取出绝缘纸时测量绝缘纸的聚合度更能反映变压器固体绝缘的真实情况，从而具有准确度高的优点。

在其中一个实施例中，所述金属导体为铜导体。在其中一个实施例中，所述铜导体为棒状或棱柱体。在其中一个实施例中，所述铜导体为正四棱柱体。在其中一个实施例中，所述铜导体为开设有若干凹槽的正四棱柱体。在其中一个实施例中，所述铜导体的长度大于等于10厘米。在其中一个实施例中，所述铜导体的长度为10厘米、12厘米、15厘米、20厘米或26厘米等。这样的设计，有助于像采用绕线包铜芯线一样，把测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外。

在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括多张测试用绝缘纸，多张所述测试用绝缘纸分别设于所述铺垫绝缘纸外；在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括多张测试用绝缘纸，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且至少部分所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；在其中一个实施例中，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且部分所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；在其中一个实施例中，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且全部所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；其余实施例以此类推。进一步地，在其中一个实施例中，多张所述测试用绝缘纸采用至少两种绕包方式设置于所述铺垫绝缘纸外，即多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且多张所述测试用绝缘纸采用至少两种绕包方式绕包于所述铺垫绝缘纸外，亦即通过所述铺垫绝缘纸绕包于所述金属导体外。在其中一个实施例中，所述绕包方式包括完全覆盖法、半包围法、三角形法、褶皱包覆法和/或对折法等，所述绕包方式包括将一张或多张测试用绝缘纸单层绕包于所述铺垫绝缘纸外，或将一张或多张测试用绝缘纸多层绕包于所述铺垫绝缘纸外。具体的绕包方式即测试用绝缘纸的包法，还可参照用包装纸包礼物、包装棒状物体或包装小长盒子等方式实现，本申请对此并无太大限制，只要一方面可以用绝缘绳固定并通过取纸开口取出，另一方面可以用包在包覆有铺垫绝缘纸的金属导体上模拟反映变压器固体绝缘的情况即可。可以理解的是，绕包即为围绕所述金属导体，亦即围绕包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体，采用多张测试用绝缘纸进行包覆，由于外面还有绝缘绳固定，因此多张测试用绝缘纸在绕包时不用考虑必须非常平整或者必须非常紧密。这样可以便于绝缘纸浸在变压器油中，通过测量变压器绝缘纸的聚合度是确定变压器老化程度，获得较为准确的判断结果。

在其中一个实施例中，所述取纸模块包括绝缘绳与盖板，所述盖板用于盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上且密封所述取纸开口，所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异，所述绝缘绳用于穿过所述箱盖的所述取纸开口且伸入所述变压器内部，亦即，所述绝缘绳用于带着所述绝缘纸模块穿过所述箱盖的所述取纸开口且伸入所述变压器内部，并且，所述绝缘绳还用于在测试时带着所述绝缘纸模块穿过所述箱盖的所述取纸开口且从所述变压器内部拉出到外部环境。所述绝缘绳的第一端固定于所述盖板朝向所述箱盖的一侧，所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块，且所述绝缘绳的第二端用于将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。本申请各实施例的绝缘绳可以直接购买获得。

进一步地，在其中一个实施例中，所述绝缘绳的第二端与所述绝缘纸模块及所述测温探头用于设置在变压器热点温升处，这样有利于切实反映变压器固体绝缘的老化程度，也就是说在变压器热点温升处进行测温及采用测试用绝缘纸组进行测试，能够反映出更极端的情况下的变压器固体绝缘的老化程度，从而有利于防患未然，提前处理，避免事故发生。

进一步地，在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧设有安装部，所述绝缘绳的第一端固定于所述安装部；在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧凸设有安装部；在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧凸设有安装部，且所述安装部设有穿孔，所述绝缘绳的第一端穿过所述穿孔且固定于所述安装部；或者，在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧凸设有安装部，且所述安装部设有凹槽，所述绝缘绳的第一端固定于所述安装部的凹槽中。这样可以获得较为牢固可靠的固定效果。在其中一个实施例中，所述绝缘绳的第二端设有至少一套环结构，所述套环结构套扎于所述测试用绝缘纸组的外侧以将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。进一步地，在其中一个实施例中，所述绝缘绳的第二端绑扎在所述测试用绝缘纸组外部并将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上，使得所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块。进一步地，在其中一个实施例中，所述金属导体设有非光滑表面，所述绝缘绳的第二端绑扎在所述测试用绝缘纸组外部并限制在非光滑表面的某些特定位置上，以使得所述绝缘绳的第二端更牢靠地固定于所述绝缘纸模块；在其中一个实施例中，所述金属导体设有凹凸不平表面，这样可以使所述绝缘绳的第二端更加容易固定且难掉落，避免所述绝缘纸模块从所述绝缘绳松脱落入变压器内部而难以取出。

进一步地，在其中一个实施例中，所述盖板高于所述箱盖3至50厘米，且所述盖板盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上并密封所述取纸开口。在其中一个实施例中，所述盖板高于所述箱盖5至20厘米。所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异，即所述盖板高于所述箱盖，这是非常重要的设计，由于变压器油箱的油是注满的，且油位可能高于箱盖。如果不加高，在打开取纸口的时候，会有变压器油溢出。在其中一个实施例中，所述取纸模块还包括升高座，所述升高座用于固定在所述箱盖上并形成所述高度差异，所述盖板盖设在所述升高座上且与所述升高座共同密封所述变压器。进一步地，所述升高座设置于所述盖板与所述箱盖之间且所述升高座具有连通所述取纸开口的孔槽，所述绝缘绳的第一端固定于所述盖板朝向所述箱盖的一侧，所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块，并与所述绝缘纸模块共同顺序穿过所述孔槽及所述取纸开口，伸入并放置于所述变压器内部。由于取纸可能需要开启多次，升高座的设计一方面有利于确定所述高度差异，另一方面简化了盖板的安装，再一方面有利于协助密封所述取纸开口，还有利于协助取纸。

进一步地，在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括聚合度测试用绝缘纸组；聚合度测试用绝缘纸组包括至少一聚合度测试用绝缘纸，用于取样进行聚合度测试。进一步地，在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括击穿电压测试用绝缘纸组、介质损耗因数测试用绝缘纸组、拉伸强度测试用绝缘纸组、撕裂强度测试用绝缘纸组以及聚合度测试用绝缘纸组；击穿电压测试用绝缘纸组包括至少一击穿电压测试用绝缘纸，用于取样进行击穿电压测试；介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少一介质损耗因数测试用绝缘纸，用于取样进行介质损耗因数测试；拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少一拉伸强度测试用绝缘纸，用于取样进行拉伸强度测试；撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少一撕裂强度测试用绝缘纸，用于取样进行撕裂强度测试；聚合度测试用绝缘纸组包括至少一聚合度测试用绝缘纸，用于取样进行聚合度测试。在其中一个实施例中，所述测试用绝缘纸组包括击穿电压测试用绝缘纸组、介质损耗因数测试用绝缘纸组、拉伸强度测试用绝缘纸组、撕裂强度测试用绝缘纸组以及聚合度测试用绝缘纸组；所述击穿电压测试用绝缘纸组包括至少三张击穿电压测试用绝缘纸，各所述击穿电压测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面；所述介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少五张介质损耗因数测试用绝缘纸，各所述介质损耗因数测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；所述拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少十张纵向拉伸强度测试用绝缘纸与至少十张横向拉伸强度测试用绝缘纸；各所述纵向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按纵向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；各所述横向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按横向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；所述撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少六张纵向撕裂强度测试用绝缘纸与至少六张横向撕裂强度测试用绝缘纸；各所述纵向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按纵向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；各所述横向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按横向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；所述聚合度测试用绝缘纸组包括至少十二张聚合度测试用绝缘纸，各所述聚合度测试用绝缘纸顺序绕包在最外层。这样的设计，可以为长期使用的变压器提供足够的聚合度测试用绝缘纸，并且，如有必要的话在使用过程中还可以进行补充，但是要注意的是，补充的聚合度测试用绝缘纸需要调整计算方式来判断绝缘老化的程度，确定变压器是否出现绝缘老化的缺陷。上述实施例的聚合度测试用绝缘纸的数量已经足够许多次检测使用，一般情况下无须额外补充。

在其中一个实施例中，所述变压器绝缘老化分析系统还包括处理装置，所述处理装置连接所述传输结构且用于输入所述测温数据，所述处理装置还用于输入多张所述测试用绝缘纸的测试数据且根据所述测温数据及所述测试数据计算并输出所述变压器绝缘老化结果。这样，可以在通过所述取纸模块取出测试用绝缘纸组或其中的测试用绝缘纸后，根据测温数据及测试数据计算并输出所述变压器绝缘老化结果。在其中一个实施例中，所述处理装置为计算终端，在其中一个实施例中，所述计算终端包括手机、平板、笔记本电脑或台式机等。

在其中一个实施例中，变压器绝缘老化分析系统用于变压器如图1所示，在变压器100上设有取纸部分200及测温部分300；光纤测温和取纸必须用两个口，在其中一个实施例中，光纤测温口即传输开口的传输密封结构采用法兰盘是特制法兰盘，如果传输开口与取纸开口共用一个开口的话，由于频繁地开启法兰盘取纸，可能会对光纤造成一定的损伤。在其中一个实施例中，如图2所示，盖板210朝向箱盖240的一侧设有安装部211，绝缘绳220的第一端绑系固定于安装部211上，该实施例中安装部211为螺柱，安装部211螺接固定于盖板210朝向箱盖240的一侧；为了避免绝缘绳220脱落，盖板210于安装部211朝向箱盖240的一端设有螺母212。请一并参阅图5，升高座230设于盖板210与箱盖240之间，绝缘绳220穿过升高座230与箱盖240伸入变压器内部，此时绝缘绳220的第二端带着绝缘纸模块和测温探头一同伸入变压器内部。升高座230具有顶部结构232、连接部233与底部结构234，盖板210通过顶部结构232上的第一螺柱231密封安装于升高座230的顶部结构232上，升高座230的底部结构234通过箱盖240上的第二螺柱241密封安装于箱盖240的板体242上，从而使得盖板210与升高座230共同密封箱盖240的板体242上的取纸开口，亦即，盖板通过升高座密封箱盖上的取纸开口。连接部233用于形成所述高度差异以免在打开盖板210时变压器内部的变压器油溢出。盖板210的一个示例如图3及图4所示。在其中一个实施例中，连接部具有圆筒体结构。在其中一个实施例中，升高座的顶部结构如图6所示，顶部结构具有顶板2321且于顶板2321上设有位于同一圆周上的多个螺孔2322，每一螺孔用于安装一第一螺柱231；顶部结构还于顶板2321开设有第一孔槽2323，第一孔槽2323通过箱盖240上的取纸开口连通变压器内部。请一并参阅图7与图8，升高座的底部结构具有底板2341且于底板2341上设有多个螺槽2342，每一螺螺槽用于安装一第二螺柱241，底部结构还于底板2341开设有第二孔槽2343，第一孔槽2323连通第二孔槽2343，第一孔槽2323顺序通过第二孔槽2343及箱盖240上的取纸开口连通变压器内部。可以理解的是，在其中一个实施例中，连接部开设有第三孔槽，第一孔槽2323通过第三孔槽连通第二孔槽2343，第一孔槽2323顺序通过第三孔槽、第二孔槽2343及箱盖240上的取纸开口连通变压器内部。

在一个具体应用变压器绝缘老化分析系统的实施例中，变压器箱盖材质不变，在箱盖开个孔作为所述取纸开口，所述取纸开口用于使所述绝缘绳带着所述绝缘纸模块从取纸开口进入变压器内部和从变压器内部通过取纸开口取出到外部环境；然后装上升高座，盖板内侧挂上绝缘绳，并且在绝缘绳底部再绑上绝缘纸模块，然后将绝缘纸模块和绝缘绳一同通过取纸开口放入变压器内部，最后装上盖板，就完成了取纸模块的安装，此时也完成了绝缘纸模块及测温探头的放置。当传输结构包括光纤时，需要再在变压器开个口作为传输开口，将光纤一端连接光纤测温模块，将光纤测温模块作为测温探头穿过传输开口然后放在所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间然后固定，绝缘纸模块带着光纤测温模块整体绑上绝缘绳，然后将绝缘纸模块和绝缘绳一同通过取纸开口放入变压器内部，最后装上盖板和传输密封结构。或者，将光纤一端连接光纤测温模块，将光纤测温模块作为测温探头放在所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间然后固定，绝缘纸模块带着光纤测温模块整体绑上绝缘绳，将绝缘纸模块和绝缘绳一同通过取纸开口放入变压器内部，光纤从变压器内部通过传输开口引出，最后装上盖板和传输密封结构。传输密封结构可采用法兰盘实现。

在其中一个实施例中，光纤测温模块的内部预埋光纤探头，通过箱盖引出至变压器外部，接通讯接口至测控后台。内部光纤探头通过测量变压器内部热点温度，来实时跟进绝缘纸老化环境温度；并自动做相关记录，以供后续计算。

在其中一个实施例中，绝缘纸模块采用以下方式制得：先在铜导体表面用半叠包的方式，绕包一层大约0.5mm厚度及20mm宽度的绝缘纸即所述铺垫绝缘纸，作为铺垫。铺垫绝缘纸也可以为其它宽度。之后再绕包实验用纸张即所述测试用绝缘纸组。传感器探头即光纤探头放置在铜导体表面第一层作为铺垫的绝缘纸外侧。需要说明的是，铜导体每条直边大约长10～30cm，因此需要合理利用。绝缘纸绕包的层数1层即可。测试用绝缘纸组如下表所示。

击穿电压采用击穿电压测试用绝缘纸组，介质损耗因数采用介质损耗因数测试用绝缘纸组，拉伸强度采用拉伸强度测试用绝缘纸组，撕裂强度采用撕裂强度测试用绝缘纸组，聚合度采用聚合度测试用绝缘纸组。需要说明的是，由于纸张具有一定的方向性，在纸页抄造过程中与造纸机运转方向平行的为纸张的纵向(machine direction)，与造纸机运转方向垂直的方向为纸张的横向(cross direction)。由于在纸页成型过程中纤维受到造纸机运转方向较大的牵引力作用，使纤维大多数沿造纸机运转方向排列，造成纸张的纵向和横向在许多性能上存在差别。因此在进行拉伸强度和撕裂强度实验项目即拉伸强度测试和撕裂强度测试时，需要如上表所示合理放置拉伸强度测试用绝缘纸组与撕裂强度测试用绝缘纸组。进一步地，绝缘纸模块中的测试用绝缘纸组与内部光纤测温探头连接在一起，放置于变压器热点温升处，并稍作固定；这样，光纤探头实时测量绝缘纸老化温度。

在其中一个实施例中，取纸模块采用以下方式制得：试验用绝缘纸、铜棒、光纤用绝缘绳绑扎牢靠，另一端系于取纸结构上盖板，并绑扎牢靠；箱盖、升高座、盖板依次固定好。待后期需要取纸时，无需断电。仅需将上盖板打开，拉绝缘绳就可以将绝缘纸取出。后期试验需要时绝缘纸取出，测量绝缘纸的聚合度。同时根据下式计算t_life值并结合光纤测温记录的绝缘纸所处热点温θ，根据变压器绝缘纸的聚合度，计算出变压器绝缘纸的老化寿命之间的关系。

具体地计算可以通过计算机或者处理模块实现，在此从略。

本申请的变压器绝缘老化分析系统根据变压器绝缘纸聚合度方法，延伸至利用光纤测温手段，根据绝缘纸的物理延展性进行温度与聚合度的结合测量分析，能够通过研究温度与绝缘老化之间的关系得到变压器绝缘老化结果。此种研究设备配合得当，结构便利；无需停电、开盖、放油；操作方便，节省人力财力，具有方便实用的优点。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的变压器绝缘老化分析系统，各实施例的变压器绝缘老化分析系统亦可称为变压器绝缘老化测试系统。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，包括测温模块、绝缘纸模块及取纸模块；

所述测温模块包括测温探头及与所述测温探头连接的传输结构，所述传输结构还用于输出测温数据；

所述绝缘纸模块用于设置在变压器内部，所述绝缘纸模块包括金属导体、铺垫绝缘纸及测试用绝缘纸组；所述铺垫绝缘纸包覆所述金属导体，所述测温探头位于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组之间，且所述测温探头分别抵接于所述铺垫绝缘纸与所述测试用绝缘纸组；所述测试用绝缘纸组包括多张测试用绝缘纸，多张所述测试用绝缘纸分别覆设于所述铺垫绝缘纸外且至少部分所述测试用绝缘纸绕包于所述铺垫绝缘纸外；

所述取纸模块包括绝缘绳与盖板，所述盖板用于盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上且密封所述取纸开口，所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异；所述绝缘绳用于穿过所述箱盖的所述取纸开口且伸入所述变压器内部，所述绝缘绳的第一端固定于所述盖板朝向所述箱盖的一侧，所述绝缘绳的第二端固定于所述绝缘纸模块，且所述绝缘绳的第二端用于将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上；其中，所述盖板朝向所述箱盖的一侧凸设有安装部，且所述安装部设有凹槽，所述绝缘绳的第一端固定于所述安装部的凹槽中；所述金属导体设有非光滑表面，所述绝缘绳的第二端绑扎在所述测试用绝缘纸组外部并限制在非光滑表面的特定位置上，所述绝缘绳的第二端与所述绝缘纸模块及所述测温探头用于设置在变压器热点温升处；

所述取纸模块于所述盖板与所述箱盖之间存在高度差异，所述盖板高于所述箱盖3至50厘米，且所述盖板盖设在所述变压器的箱盖的取纸开口上并密封所述取纸开口；其中，所述取纸模块还包括升高座，所述升高座用于固定在所述箱盖上并形成所述高度差异，所述盖板盖设在所述升高座上且与所述升高座共同密封所述变压器。

2.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述测温模块为光纤测温模块。

3.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述测试用绝缘纸组包括击穿电压测试用绝缘纸组、介质损耗因数测试用绝缘纸组、拉伸强度测试用绝缘纸组、撕裂强度测试用绝缘纸组以及聚合度测试用绝缘纸组；击穿电压测试用绝缘纸组包括至少一击穿电压测试用绝缘纸，用于取样进行击穿电压测试；介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少一介质损耗因数测试用绝缘纸，用于取样进行介质损耗因数测试；拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少一拉伸强度测试用绝缘纸，用于取样进行拉伸强度测试；撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少一撕裂强度测试用绝缘纸，用于取样进行撕裂强度测试；聚合度测试用绝缘纸组包括至少一聚合度测试用绝缘纸，用于取样进行聚合度测试。

4.根据权利要求3所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述击穿电压测试用绝缘纸组包括至少三张击穿电压测试用绝缘纸，各所述击穿电压测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面；

所述介质损耗因数测试用绝缘纸组包括至少五张介质损耗因数测试用绝缘纸，各所述介质损耗因数测试用绝缘纸顺序平铺地卷在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；

所述拉伸强度测试用绝缘纸组包括至少十张纵向拉伸强度测试用绝缘纸与至少十张横向拉伸强度测试用绝缘纸；各所述纵向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按纵向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；各所述横向拉伸强度测试用绝缘纸顺序按横向平铺在具有所述介质损耗因数测试用绝缘纸组与所述击穿电压测试用绝缘纸组的所述金属导体的表面；

所述撕裂强度测试用绝缘纸组包括至少六张纵向撕裂强度测试用绝缘纸与至少六张横向撕裂强度测试用绝缘纸；各所述纵向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按纵向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；各所述横向撕裂强度测试用绝缘纸顺序按横向绕包在包覆有所述铺垫绝缘纸的所述金属导体的表面，且与所述介质损耗因数测试用绝缘纸组及所述击穿电压测试用绝缘纸组并排设置；

所述聚合度测试用绝缘纸组包括至少十二张聚合度测试用绝缘纸，各所述聚合度测试用绝缘纸顺序绕包在最外层。

5.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述取纸模块还包括升高座，所述升高座用于固定在所述箱盖上并形成所述高度差异，所述盖板盖设在所述升高座上且与所述升高座共同密封所述变压器。

6.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述盖板朝向所述箱盖的一侧设有安装部，所述绝缘绳的第一端固定于所述安装部；和/或，所述绝缘绳的第二端设有至少一套环结构，所述套环结构套扎于所述测试用绝缘纸组的外侧以将所述测试用绝缘纸组及所述铺垫绝缘纸固定于所述金属导体上。

7.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述金属导体为铜导体。

8.根据权利要求7所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述铜导体为棒状或棱柱体，和/或，所述铜导体的长度大于等于10厘米。

9.根据权利要求1所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述传输结构为信号发送模块；或者所述传输结构为传输线路，并且所述变压器绝缘老化分析系统还包括传输密封结构，所述传输密封结构用于盖设在所述变压器的传输开口上且密封所述传输开口。

10.根据权利要求1至9中任一项所述变压器绝缘老化分析系统，其特征在于，所述变压器绝缘老化分析系统还包括处理装置，所述处理装置连接所述传输结构且用于输入所述测温数据，所述处理装置还用于输入多张所述测试用绝缘纸的测试数据且根据所述测温数据及所述测试数据计算并输出所述变压器绝缘老化结果。

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