CN109901029A - 全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置、方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置、方法，包括装置主体、气压指示表、阀门、外缠式加热带、支架、螺杆，所述装置主体设置有三电极测量装置、密封盖板、聚四氟乙烯外壳、底座、气阀、油阀、温度传感器；所述三电极测量装置包括高压电极、测量电极、保护电极；所述密封盖板设有密封圈，配合螺杆固定密封盖板，实现装置的密封；所述气阀和油阀相互配合，可实现试品在装置内的充氮长期存放；所述气压指示表和温度传感器可监测长期存放过程中氮气气压和温度，配合外缠式加热带可实现存放过程的温度调控。本发明用以实现油纸绝缘的充氮长期存放试验，并研究不同影响因素对充氮长期存放的影响。

Description

全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置、方法

技术领域

本发明涉及一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置、方法，属于变压器技术领域。

背景技术

变压器是电力系统中最为昂贵和重要的设备之一，其安全稳定运行将对整个电网的可靠性和安全性产生重大影响。随着变压器容量的不断增大，重量及体积逐步成为运输的制约因素。对于油纸绝缘型设备，往往采取抽空内部绝缘油的方法以减轻运输重量，然后使用大型专用特种运输工具进行运输。为了避免存储以及运输过程中的外部潮气渗入，充入干燥氮气并保持正压。充氮存放本属于临时措施，因各种原因，厂内及工程现场长时间充氮存放情况屡见不鲜。工厂没有长期存储程序文件及工艺要求，没有长时间充氮存放变压器的特殊试验要求或安装调试注意事项，并且也没有长时间充氮存放处理经验可供参考和借鉴。因此变压器出厂试验结束后长时间充氮存放存在较大的质量风险。

国内外学者对于投运电力变压器的绝缘状态诊断和评估方法进行了大量的研究，主要方法有油中糠醛含量检测、绝缘纸板聚合度测定、吸收比和极化指数测定、油中溶解气体分析、工频介损测量等。近年来介电响应技术因其诸多优点受到广泛的关注和研究，主要包括回复电压法、极化/去极化电流法和频域介电谱法。然而和运行状态下的油浸式电力变压器相比，充氮存放的情况下的变压器的内、外界环境和条件均有所区别，因此其绝缘状态变化的机理和影响因素也有所不同。目前对于变压器充氮长期存放的研究仅限于对绝缘状态变化的定性分析和对个别长期存放变压器的绝缘电阻、击穿电压和工频介损等指标的测量对比，缺乏充氮长期存放相关的实验研究和影响因素分析。

因此，需要设计专门的充氮长期存放试验装置，来开展油纸绝缘结构的充氮长期存放试验研究，进一步对出厂后长期存放设备的绝缘状况进行诊断评估，为长时间充氮存放处理积累经验，对于出厂设备的质量把控和电力系统最终的安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置及方法，以开展相应的油纸绝缘结构的充氮长期存放试验研究。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，包括装置主体、气压指示表、密封盖板、阀门、外缠式加热带、温度传感器，其特征在于：所述装置主体由聚四氟乙烯制成，设置有三电极测量装置、气阀、油阀、温度传感器探针、可拆卸支架，所述三电极测量装置由高压电极、测量电极、辅助电极构成；所述密封盖板和装置主体之间设有密封圈，通过螺杆固定将密封圈压紧；所述装置主体装装有可拆卸支架通过螺纹与装置主相连接；所述密封盖板上装设有气阀、气压指示表；所述温度传感器探针通过导线与外部智能仪表相连接。

所述装置主体与密封盖板之间设置有密封圈和凹槽，气阀、油阀、气压指示表和装置主体相接处涂有密封胶。

所述装置主体和密封盖板均由聚四氟乙烯材料制成，具有在高温或低温环境下长期工作的能力。

所述高压电极外设有聚四氟乙烯板，以固定高压电极的水平位置，测量电极和辅助电极之间通过聚四氟乙烯隔离绝缘并固定为一体。

所述气阀装设于密封盖板上，油阀装设于装置主体的底座上。

所述气压指示表安装在密封盖板上，气阀连接氮气罐或空气泵，油阀通过导管与油罐连接。

所述温度传感器探针装设于装置主体的底座上，通过导线和外部智能仪表相连接，以测量装置内气体温度。

一种油纸绝缘充氮长期存放的试验方法，包括油纸绝缘试品的真空浸油方法，油纸绝缘试品的充氮长期存放方法，充氮长期存放试品的介电谱测量方法，受潮油纸绝缘试品的绝缘干燥探究试验方法。其特征在于：

所述油纸绝缘试品的真空浸油方法步骤为：将干燥的绝缘纸板放在高压电极和测量电极之间，将真空泵与气阀相连，保持油阀处于关闭状态，先打开真空泵后打开气阀，对装置内部进行抽真空处理，然后将导管与油阀连接，将另一端伸入油液中，关闭气阀打开油阀，利用外部大气压将变压器油压入装置内部，直至绝缘纸板被油充分淹没，静置一定时间使绝缘纸板充分浸油。

所述油纸绝缘试品的充氮长期存放方法步骤为：对于充分浸油的纸板试品及试验装置，用导管将气阀与氮气罐相连接，打开气阀并向装置内充入氮气，通过气压指示表判断装置内氮气气压，待其内部氮气气压大于一个大气压时，关闭气阀，打开油阀，利用内外气压差将油液排出，然后将气阀与真空泵连接，将装置内抽真空，再通过气阀向装置内充入氮气并保持正压。

所述充氮长期存放试品的介电谱测量方法步骤为：将待测试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将试品自然压紧，将外施电压通过上电极接线柱接高压电极，将测量电极与外接设备的测量端相连接，将辅助电极接地，通过外接测量设备分别测量施加在试品上的电压和流过试品内部的电流，可进一步得到试品的介电谱。

所述受潮油纸绝缘试品的绝缘干燥探究试验方法步骤为：将受潮的油纸绝缘试品放入装置内，将装置内抽真空并冲入干燥氮气，静置一定时间后，再抽掉装置内氮气充气冲入干燥氮气，反复数次，可分别测定其含水量并进行对比。

对所述装置内部绝缘纸板试品进行真空浸油时，通过内外气压差的作用使绝缘油注入和排出装置，避免试品与外部环境的直接接触。

在测量试品的介电谱时，将辅助电极接地，以屏蔽流过试品表面的电流，通过测量电极测量流过试品内部的电流，得到较准确的测量结果。

在油纸绝缘试品的充氮长期存放过程中，可根据气压指示表读数改变氮气气压，可根据温度传感器监控温度并配合加热装置改变装置内氮气温度，实现不同气压和不同温度下的充氮长期存放。

本发明采用如上技术方案的有益效果是：实现了油纸绝缘试品的真空浸油及充氮存放，并能够开展不同温度、不同气压下的油浸纸板试品充氮长期存放试验，从而为变压器运至现场后的充氮存放过程绝缘演变及状态现状提供数据支撑和评判基础。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图对其作进一步说明。

如图1所示，全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置包括装置主体1、三电极测量装置2、气阀3、油阀4、温度传感器探针5、可拆卸支架6、密封盖板7、螺杆8和气压指示表9。装置主体1呈圆柱形，三电极测量装置2位于装置主体内部，电极均呈圆柱形，其中辅助电极和测量电极固定于装置主体1的底座上，分别通过测量接线柱和接地接线柱从主体底座引出，高压电极由聚四氟乙烯板水平固定，通过高压接线柱引出。试验时将制备好的油纸绝缘试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将其压紧。装置主体1和密封盖板7之间用螺杆8固定，两者之间设有密封圈和凹槽，通过拧紧螺杆来压紧密封圈，保证装置的气密性。气阀3装设于密封盖板7上，连接真空泵或氮气瓶，用来抽真空或充氮，油阀4装设于装置主体1的底座上，用来注入或排出绝缘油。温度传感器探针5装设于装置主体1的底座上，与外部智能仪表相连，用来监测装置内部环境温度。装置主体1的底座上装设有可拆卸支架6，可根据实验需要调整装置高度。气压指示表9装设于密封盖板7上，用于监测装置内气体压强。

本实施例应用时：

在对绝缘纸板进行真空浸油时，先将干燥的绝缘纸板放在高压电极和测量电极之间，将真空泵与气阀相连，保持油阀处于关闭状态，先打开真空泵后打开气阀，对装置内部进行抽真空处理，然后将导管与油阀连接，将另一端伸入油液中，关闭气阀打开油阀，利用外部大气压将变压器油压入装置内部，直至绝缘纸板被油充分淹没，静置一定时间使绝缘纸板充分浸油。

在进行油纸绝缘试品的充氮长期存放试验时，首先需要将装置内部绝缘油排出。对于放入了充分浸油的纸板试品的试验装置，用导管将气阀与氮气罐相连接，打开气阀并向装置内充入氮气，通过气压指示表判断装置内氮气气压，待其内部氮气气压大于一个大气压时，关闭气阀，打开油阀，利用内外气压差将油液排出，然后将气阀与真空泵连接，将装置内抽真空，再通过气阀向装置内充入氮气并保持正压，即可得到存储于一定气压的氮气环境中的油浸纸板试品。

在测量流过油浸纸板试品的电流时，将待测试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将试品自然压紧，将外施电压通过上电极接线柱接高压电极，将测量电极与外接设备的测量端相连接，将辅助电极接地，以消除流过试品表面的电流的影响。

在进行受潮油纸绝缘试品的绝缘干燥探究试验时，将受潮的油纸绝缘试品放入装置内，将装置内抽真空并充入干燥氮气，静置一定时间后，再抽掉装置内氮气充气冲入干燥氮气，反复数次，可分别测定其含水量并进行对比。

在油纸绝缘试品的充氮长期存放过程中，可根据气压指示表读数改变氮气气压，可根据温度传感器监控温度并配合加热装置改变装置内氮气温度，实现不同气压和不同温度下的充氮长期存放。

定期检验装置的密封性，具体操作为：打开气阀并与氮气瓶连通，关闭油阀，通过氮气瓶向腔体内充入一定压力的氮气，并关闭气阀。观察气压指示表示数，如果在较长时间内，气压指示表示数基本保持不变，则表明装置密封性良好。

Claims (11)

1.一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，包括装置主体、气压指示表、密封盖板、阀门、外缠式加热带、温度传感器，其特征在于：所述装置主体(1)设置有三电极测量装置(2)、气阀(3)、油阀(4)、温度传感器探针(5)、可拆卸支架(6)，所述三电极测量装置(2)由高压电极、测量电极、辅助电极构成；所述密封盖板(7)和装置主体(1)之间设有密封圈，通过螺杆(8)固定将密封圈压紧；所述装置主体装(1)装有可拆卸支架(6)通过螺纹与装置主体(1)相连接；所述密封盖板(7)上装设有气阀(3)、气压指示表(9)；所述温度传感器探针(5)通过导线与外部智能仪表相连接。

2.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述装置主体(1)与密封盖板(7)之间设置有密封圈和凹槽，气阀(3)、油阀(4)、气压指示表(9)和装置主体(1)相接处涂有密封胶。

3.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述装置主体(1)和密封盖板(7)均由聚四氟乙烯材料制成，其耐受温度为-180℃到250℃，可在高温或低温环境下长期工作而理化特性不发生变化，利用该试验装置可进行高温下或低温下的充氮存放试验，以满足对于存放样品在我国各个省市气候原因或温度特种试验的要求。

4.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述高压电极外设有聚四氟乙烯板，以固定高压电极的水平位置，测量电极和辅助电极之间通过聚四氟乙烯隔离绝缘并粘合固定为一体。

5.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述气阀(3)装设于密封盖板(7)上，油阀(4)装设于装置主体(1)的底座上。

6.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述气压指示表(9)安装在密封盖板(7)上，气阀(3)连接氮气罐或空气泵，油阀(4)通过导管与油罐连接。

7.根据权利要求1所述的一种全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置，其特征在于：所述温度传感器探针(5)装设于装置主体(1)的底座上，通过导线和外部智能仪表相连接，以测量装置内气体温度。

8.一种油纸绝缘充氮长期存放的试验方法，包括油纸绝缘试品的真空浸油方法，油纸绝缘试品的充氮长期存放方法，充氮长期存放试品的介电谱测量方法，受潮油纸绝缘试品的绝缘干燥探究试验方法。其特征在于：

所述油纸绝缘试品的真空浸油方法步骤为：将干燥的绝缘纸板放在高压电极和测量电极之间，将真空泵与气阀相连，保持油阀处于关闭状态，先打开真空泵后打开气阀，对装置内部进行抽真空处理，然后将导管与油阀连接，将另一端伸入油液中，关闭气阀打开油阀，利用外部大气压将变压器油压入装置内部，直至绝缘纸板被油充分淹没，静置一定时间使绝缘纸板充分浸油。

所述油纸绝缘试品的充氮长期存放方法步骤为：对于充分浸油的纸板试品及试验装置，用导管将气阀与氮气罐相连接，打开气阀并向装置内充入氮气，通过气压指示表判断装置内氮气气压，待其内部氮气气压大于一个大气压时，关闭气阀，打开油阀，利用内外气压差将油液排出，然后将气阀与真空泵连接，将装置内抽真空，再通过气阀向装置内充入氮气并保持正压。

所述充氮长期存放试品的介电谱测量方法步骤为：将待测试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将试品自然压紧，将外施电压通过上电极接线柱接高压电极，将测量电极与外接设备的测量端相连接，将辅助电极接地，通过外接测量设备分别测量施加在试品上的电压和流过试品内部的电流，可进一步得到试品的介电谱。

所述受潮油纸绝缘试品的绝缘干燥探究试验方法步骤为：将受潮的油纸绝缘试品放入装置内，将装置内抽真空并冲入干燥氮气，静置一定时间后，再抽掉装置内氮气充气冲入干燥氮气，反复数次，可分别测定其含水量并进行对比。

9.根据权利要求6所述的一种油纸绝缘充氮长期存放的试验方法，其特征在于：对所述装置内部绝缘纸板试品进行真空浸油时，通过内外气压差的作用使绝缘油注入或排出装置，避免试品与外部环境的直接接触。

10.根据权利要求6所述的一种油纸绝缘充氮长期存放的试验方法，其特征在于：在测量试品的介电谱时，将辅助电极接地，以屏蔽流过试品表面的电流，通过测量电极测量流过试品内部的电流，得到较准确的测量结果。

11.根据权利要求6所述的一种油纸绝缘充氮长期存放的试验方法，其特征在于：在油纸绝缘试品的充氮长期存放过程中，可根据气压指示表读数改变氮气气压，可根据温度传感器监控温度并配合加热装置改变装置内氮气温度，实现不同气压和不同温度下的充氮长期存放。