CN111638433B - 一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备及方法,该实验设备包括用于提供施加于绝缘硅油的电压的局部放电回路单元、连接于局部放电回路单元上的绝缘硅油局部放电分解实验单元、与绝缘硅油局部放电分解实验单元连接的环境湿度调节器;绝缘硅油局部放电分解实验单元包括密封腔体、与密封腔体连接的储油罐、相对设置于密封腔体内针电极和板电极、与密封腔体连接的真空泵;环境湿度调节器包括三通石英管以及三通石英管连接微量水分进样器和干燥空气瓶。本发明能够实现局部放电作用下不同微水含量绝缘硅油的局部放电分解实验,可用于掌握微水含量对绝缘硅油局部放电分解特性的影响规律。
Description
技术领域
本发明属于绝缘硅油老化实验技术领域,涉及借助于测定绝缘硅油的局部放电分解气体研究微水对硅油局部放电分解特性的影响规律,具体涉及一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备及方法。
背景技术
高压电缆充油终端(以下简称“油终端”)以硅油作为绝缘介质,具有制造工艺成熟、运行安全可靠、散热性能良好、维护工作量少等优点,在高压电缆输电线路中得到广泛应用。然而,一些偶然因素,如杂质混入、铅封不良、水分入侵等,可能使油终端内出现局部电场集中,引发局部放电,进而对设备乃至输电线路产生巨大威胁。在局部放电高能粒子撞击作用下,绝缘硅油易发生分解而生成SiO2、CO2、CO、H2,及CH4、C2H2等烃类气体。上述分解气体种类、浓度等参数与局部放电剧烈程度及油中微水含量密切相关。因此,有必要在实验室制备不同微水含量的绝缘硅油样本,进而研究微水对硅油局部放电分解分解特性的影响规律。在上述研究结果基础上,通过检测分解气体相关参数,并结合微水含量对检测结果进行修正,即有望实现油终端绝缘状态评估。
申请号为CN201410341409.X的专利申请文件公开了一种变压器油纸绝缘电热联合老化实验设备,该实验设备主要包括密封腔体和位于密封腔体内的测试装置,其测试装置包括高压电极、低压电极和绝缘纸试样,其绝缘纸试样位于高压电极和低压电极之间,通过控制施加给绝缘纸试样的电压,用以控制油纸绝缘实验的电老化条件,装置操作简单方便,可提高实验分析结果可靠性并简化实验操作。申请号为201811265114.3的专利申请文件公开了一种油纸绝缘材料电-热联合老化测试试验方法及装置,该试验装置主要包括真空烘箱、针电极、板电极等,将用于测试的绝缘纸板干燥除水,再将处于真空环境下的绝缘纸板在变压器油中进行浸油制成油纸绝缘材料,然后将油纸绝缘材料在氮气氛围下进行热老化,继后将热老化后的油纸绝缘材料放入局部放电试验装置中进行电老化。以上现有绝缘硅油老化技术的主要缺点是:只能实现不同强度局部放电作用下干燥绝缘硅油的电老化实验,不能实现局部放电作用下不同微水含量绝缘硅油的局部放电分解实验,且不能对绝缘硅油的局部放电分解气体进行采集,进而无法掌握微水含量对绝缘硅油局部放电分解特性的影响规律。
发明内容
针对现有绝缘油电老化实验设备中存在的不能实现研究微水含量对硅油局部放电分解特性的影响的问题,本发明的目的旨在提供一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备及实验方法,通过调整局部放电分解腔内空气水含量,可精准调节绝缘硅油微水含量,进而对不同微水含量绝缘硅油进行局部放电分解实验。
为解决上述技术问题,本发明提供的一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,包括用于提供施加于绝缘硅油的电压的局部放电回路单元、连接于局部放电回路单元上的绝缘硅油局部放电分解实验单元以及与绝缘硅油局部放电分解实验单元连接的环境湿度调节器;
所述绝缘硅油局部放电分解实验单元包括密封腔体、通过设有阀门一的管道与密封腔体连接的储油罐、相对设置于密封腔体内且与局部放电回路单元连接的针电极和板电极以及通过设置有阀门二和真空表的管道与密封腔体连接的真空泵;
所述环境湿度调节器包括微量水分进样器、干燥空气瓶以及通过设有阀门三的管道与微量水分进样器连接的三通石英管,所述三通石英管的左右管口分别通过设有阀门四和阀门五的管道与密封腔体和干燥空气瓶连接,密封腔体与阀门四之间还设有采样阀。
该环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备通过局部放电回路单元控制施加于绝缘硅油的电压,通过环境湿度调节器调整绝缘硅油的微水含量,从而控制绝缘硅油实验的局部放电分解条件,再通过采样阀采取局部放电分解实验中产生的分解气体,可对采集到的分解气体进行理化参数分析,进而掌握微水含量对绝缘硅油局部放电分解气体特性的影响规律。
上述环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,所述局部放电回路单元主要用于控制施加于绝缘硅油的电压并在绝缘硅油内产生局部放电,基于该目的可以采用本领域常规使用的局部放电装置,市售或自制均可。本发明中,局部放电回路单元优选包括调压器、隔离变压器、无局放工频试验变压器、保护电阻、阻容分压器、高频电流传感器以及示波器;
所述调压器的输入端、输出端分别与380V三相市电、隔离变压器的输入端连接,隔离变压器的输出端与所述无局放工频试验变压器的输入端连接,所述无局放工频试验变压器的输出端经保护电阻接入绝缘硅油局部放电分解实验单元,所述阻容分压器并联于绝缘硅油局部放电分解实验单元两端,所述阻容分压器由两个RC并联电路串联而成;高频电流传感器套设于绝缘硅油局部放电分解实验单元的接地线上,其输出端与示波器连接。高频电流传感器用于检测流过接电线的高频电流。
上述环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,所述密封腔体上侧壁设置有紧固螺母,针电极的顶端伸出紧固螺母且配有均压球,针电极上于均压球与紧固螺母之间还套设有微分头。所述板电极下表面与密封腔体底部上表面之间还设置有接地支柱。
上述环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,为进一步保证设备气密性,所述三通石英管的各管口与套设在其上的管道之间涂抹凡士林后再采用不锈钢扎带紧固。
上述环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,所述微量水分进样器优选为带有刻度且容量为10μL~1000μL的注射器。注射器与三通石英管之间的连接管道优选塑料软管。安装于塑料软管上的阀门三优选为可移动的塑料气阀。
本发明进一步提供了一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验方法,利用前述设备在设定局部放电强度下进行不同微量水分含量的绝缘硅油局部放电分解气体组分检测,具体步骤如下:
(1)喷注干燥绝缘硅油:对密封腔体进行干燥处理后,依次关闭阀门一和采样阀,随后打开阀门二,启动真空泵对密封腔体抽真空至真空表数值小于0.01MPa时,依次关闭阀门二和真空泵,再打开阀门一,使干燥绝缘硅油喷注入密封腔体,喷注设定量后关闭阀门一,以待进行下一步操作;
(2)祛气及气密性检查:依次打开阀门二、采样阀、阀门四、阀门五并关闭干燥空气瓶球阀,启动真空泵对密封腔体及其连接的环境湿度调节器抽真空至绝缘硅油内无气泡冒出,且真空表数值不超过0.01MPa时,依次关闭阀门二和真空泵,再静置16~18小时后观察真空表,当真空表数值不超过0.015MPa时,视为绝缘硅油祛气完成且设备气密性良好,可进行下一步操作,否则应对设备各单元阀门及管道进行检查或更换,随后重复此步骤对绝缘硅油祛气和设备气密性检查,直到祛气完成且气密性良好进入下一步骤;
(3)微量水分注入密封腔体:启动真空泵后打开阀门二,对密封腔体及其连接的环境湿度调节器抽真空至真空表数值不超过0.01MPa时,依次关闭阀门二和真空泵;根据绝缘硅油与空气湿度水分平衡曲线计算所需注入的液态水分量,通过注射器抽取所需液态水分量,依次打开阀门四、阀门五和阀门三,再将水分注入三通石英管;注水完毕后,依次关闭阀门三、阀门四和阀门五;在40~60℃下对三通石英管进行加热,待液态水分完全气化后,依次打开阀门四、阀门五和采样阀,随后缓慢打开干燥空气瓶球阀,使干燥空气携带水蒸气缓慢进入密封腔体后停止加热,当真空表数值达到0.1MPa时,迅速关闭干燥空气瓶球阀,再依次关闭采样阀、阀门四和阀门五,将密封腔体静置至绝缘硅油及潮湿空气水分交换达到平衡,进入下一步骤;
(4)进行局部放电分解实验并采集分解气体:先将阀门四与采样阀断开,再将采气袋套接于采样阀上,调节调压器以缓慢升高实验电压,同步观察示波器输出波形,当出现放电脉冲时,停止加压并将当前电压幅值记为U,随后缓慢升高实验电压至1.2U~1.4U,使所述密封腔体的绝缘硅油内发生放电;在放电的设定时间段内,每隔设定小时停止施加电压,并打开采样阀,通过套接在采样阀的采气袋采集一次绝缘硅油局部放电分解气体,每次采气结束后立刻关闭采样阀,并将外施电压升至同一幅值,继续进行绝缘硅油局部放电分解实验,从而最终获得不同微水含量影响下的绝缘硅油局部放电分解特性。
上述环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验方法,放电的时间段内和间隔停止施加电压取样的时间并没有特殊的限制,根据实验要求进行具体设定即可。在本发明的实施例中,发电时间为168小时,间隔6小时停止施加电压并取样。
本发明提供的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备及实验方法具有以下有益效果:
(1)本发明通过设置与绝缘硅油局部放电分解实验单元的密封腔体连接的环境湿度调节器控制密封腔体内空气湿度,在绝缘硅油-空气湿度水分平衡曲线基础上精准调控绝缘硅油微水含量的,从而实现了局部放电作用下不同微水含量绝缘硅油的局部放电分解实验,可用于掌握微水含量对绝缘硅油局部放电分解气体特性的影响规律,通过检测分解气体相关参数,并结合微水含量对检测结果进行修正,即有望实现油终端绝缘状态评估;
(2)本发明提供的环境湿度调节器结构简单,根据用量通过微量水分进样器(注射器)抽取水分注入三通石英管,在真空环境下完成液态水向气态水的转换过程,加热温度低,再由干燥空气将气态水带入密封腔体内即可,该过程在透明的石英管中进行,全程清晰可见,进一步提高了实验可靠性;
(3)本发明绝缘硅油局部放电分解实验单元和环境湿度调节器整体为完全密封状态,使设备具有良好的气密性,通过在多处设置阀门,根据操作步骤开闭阀门,使实验得以在良好气密状态下进行,保证了绝缘硅油密封腔体内外环境隔绝,从而排除外界环境对绝缘硅油微水含量的影响,有效提高实验精度;
(4)整体而言,该设备具有气密性好、调节精度高、操作方便且成本低廉等优点,可广泛应用于绝缘硅油微水含量控制及其局部放电分解实验,可实现绝缘硅油局部放电分解气体采集,用于研究不同微水含量影响下的绝缘硅油局部放电分解特性,可为高压电缆充油终端绝缘状态在线监测提供一种可靠实验平台。
附图说明
图1是本发明中局部放电回路单元的原理接线图;
图2是本发明中绝缘硅油局部放电分解实验单元结构示意图;
图3是本发明中环境湿度调节器结构示意图。
附图标记说明:1、调压器;2、隔离变压器;3、无局放工频试验变压器;4、保护电阻;5、阻容分压器;6、绝缘硅油局部放电分解实验单元;7、高频电流传感器;8、示波器;9、储油罐;10、真空泵;11、阀门二;12、真空表;13、密封腔体;14、针电极;15、微分头;16、均压球;17、阀门一;18、采样阀;19、阀门四;20、环境湿度调节器;21、阀门五;22、管道;23、板电极;24、接地支柱;25、绝缘硅油;26、紧固螺母;27、干燥空气瓶;28、微量水分进样器;29、塑料软管;30、三通石英管;31、阀门三;32、不锈钢扎带。
具体实施方式
以将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明。
实施例1
本实施例中的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,如图1至图3所示,其包括用于提供施加于绝缘硅油的电压的局部放电回路单元、连接于局部放电回路单元上的绝缘硅油局部放电分解实验单元6以及与绝缘硅油局部放电分解实验单元6连接的环境湿度调节器20。
如图1所示,局部放电回路单元包括调压器1、隔离变压器2、无局放工频试验变压器3、保护电阻4、阻容分压器5、高频电流传感器7以及示波器8。调压器1的输入端与380V市电连接,其输出端与隔离变压器2的输入端连接。隔离变压器2的输出端与无局放工频试验变压器3的输入端连接。无局放工频试验变压器3的输出端经保护电阻4接入绝缘硅油局部放电分解实验单元6。阻容分压器5并联于绝缘硅油局部放电分解实验单元6两端,用于测量施加于绝缘硅油局部放电分解实验单元6上的高频电压;所述阻容分压器5由两个RC并联电路串联而成。高频电流传感器7套设于绝缘硅油局部放电分解实验单元6的接地线上,用于测量流过绝缘硅油局部放电分解实验单元6的电流,其输出端与示波器8连接。
如图2所示,绝缘硅油局部放电分解实验单元6包括密封腔体13、通过管道与密封腔体13连接的储油罐9、于密封腔体13内且相对设置的针电极14和板电极23以及通过管道22与密封腔体13连接的真空泵10。密封腔体13与储油罐9之间的管道上设置有阀门一17。管道22上设置有阀门二11和真空表12。密封腔体13为呈长方体形的有机玻璃箱,其上侧壁设置有紧固螺母26。针电极14由紧固螺母26固定且其顶端伸出密封腔体13。针电极14的顶端配有均压球16。针电极上部外侧套设有微分头15,且位于均压球16与紧固螺母26之间,通过微分头15可以准确调节针电极14与板电极23之间的间隙距离。针电极14带均压球16的一端与保护电阻4连接。板电极23下表面与密封腔体13底部上表面之间还设置有接地支柱24。接地支柱24通过接地线与公共接地点连接。阀门一17为常规球阀,阀门二11为储油球阀。
如图3所示,环境湿度调节器20包括微量水分进样器28、干燥空气瓶27以及三通石英管30。微量水分进样器28为市购的带有刻度的10μL注射器。三通石英管30为内壁光滑的平放石英玻璃三通管,三通石英管30的左、右端管口长度均为20mm、管口内径6mm、管口壁厚1mm,上端管口长度10mm、管口外径2mm、管口壁厚0.5mm。注射器的出水口端与三通石英管30的上端管口通过塑料软管29连接,塑料软管29上还安装有阀门三31。塑料软管29长度为150mm、内径为2mm、壁厚为0.2mm。阀门三31为可移动塑料气阀。三通石英管30的左端管口通过气管与密封腔体13连接,右端管口通过气管与干燥空气瓶27连接。连接左端管口的气管上设置有阀门四19,连接右端管口的气管上设置有阀门五21。在阀门四19与密封腔体13之间的管道上还设有用于采集绝缘硅油分解气体的采样阀18。当注入微量水分时,先打开阀门四19及阀门五21,后打开阀门三31,再将水分注入三通石英管30内。注水完毕后,先关闭阀门三31,再关闭阀门四19及阀门五21。阀门四19和阀门五21采用PC材质快插阀,长度60mm、阀口内径10mm。为增强设备气密性,三通石英管30的左、右端管口插入气管中后涂抹凡士林再采用不锈钢扎带32紧固,上端管口插入塑料软管29中后也涂抹凡士林再不锈钢扎带32紧固。
值得说明的是,微量水分进样器28、三通石英管30以及阀门等零部件的尺寸可以根据实际情况设计,并没有特殊的限制。如微量水分进样器28为带有刻度且容量为500μL注射器;三通石英管30的左、右端管口长度均为25mm、管口内径6mm、管口壁厚1mm,三通石英管30的上端管口长度15mm、管口外径2.2mm、管口壁厚0.5mm;阀门四19及阀门五21均为PC材质快插阀,长度60mm、阀口内径12mm。
实施例2
本实施例中提供了一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验方法,利用实施例1中的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备在设定局部放电强度下进行不同微量水分含量的绝缘硅油局部放电分解气体组分的检测,具体步骤如下:
(1)喷注干燥绝缘硅油:擦拭密封腔体13除去内壁水分以使密封腔体13保持干燥,依次关闭密封腔体13与储油罐9之间的阀门一17和与密封腔体13连接的采样阀18,随后打开真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11,启动真空泵10对密封腔体13抽真空。当真空表12数值不超过0.01MPa时,先关闭真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11,再关闭真空泵10,随后打开密封腔体13与储油罐9之间的阀门一17,使干燥绝缘硅油喷注入密封腔体13内,喷注设定量后关闭密封腔体13与储油罐9之间的阀门一17,以待进行下一步操作。
(2)祛气及气密性检查:依次打开真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11、密封腔体13与三通石英管30之间的采样阀18、阀门四19以及阀门五21,随后关闭阀门三31和干燥空气瓶球阀,再启动真空泵10对密封腔体13及其连接的环境湿度调节器20抽真空。24小时后,当绝缘硅油内无气泡冒出且真空表12数值不超过0.01MPa时,先关闭真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11,再关闭真空泵10,静置18小时后观察真空表12,当真空表12数值小于0.015MPa时,视为绝缘硅油祛气完成且设备气密性良好,可进行下一步操作,否则应对设备各单元阀门及管道进行检查或更换,随后重复此步骤对绝缘硅油祛气和设备气密性检查,直到祛气完成且气密性良好进入下一步骤。
(3)微量水分注入密封腔体:第(2)步完成后,启动真空泵10后打开真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11,对密封腔体13及其连接的环境湿度调节器20抽真空,当真空表12数值不超过0.01MPa时,先关闭真空泵10与密封腔体13之间的阀门二11,再关闭真空泵10。根据绝缘硅油与空气湿度水分平衡曲线,获得制备特定水含量绝缘硅油所需的密封腔体13未充油部分空气湿度,随后根据密封腔体13内未充油部分的体积计算所需注入的液态水分量。通过注射器抽取所需液态水分量,先打开阀门四19和阀门五21,后打开阀门三31,再将水分注入三通石英管30。注水完毕后,先关闭阀门三31,再关闭阀门四19和阀门五21。使用吹风机或吹油灯在60℃下对三通石英管30进行加热,待液态水分完全气化后,依次打开阀门四19、阀门五21和采样阀18,随后缓慢打开干燥空气瓶球阀,使干燥空气携带水蒸气缓慢进入密封腔体13后停止加热,当真空表12数值达到0.1MPa时,迅速关闭干燥空气瓶球阀,再依次关闭采样阀18、阀门四19和阀门五21。将密封腔体13静置72小时,使绝缘硅油及潮湿空气水分交换达到平衡,进入下一步骤;
(4)进行局部放电分解实验并采集分解气体:第(3)步完成后,先将阀门四19和采样阀18断开,再将采气袋套接于采样阀18上,随后调节调压器1以缓慢升高实验电压,同步观察示波器8输出波形。当出现放电脉冲时,停止加压并将当前电压幅值记为U,随后缓慢升高实验电压至1.4U,使密封腔体13的绝缘硅油内发生放电。在放电的168小时内,每隔6小时停止施加电压,并打开采样阀18,通过套接在采样阀18的采气袋采集一次绝缘硅油局部放电分解气体,每次采气结束后立刻关闭采样阀18,并将外施电压升至同一幅值,继续进行绝缘硅油局部放电分解实验,从而最终获得不同微水含量影响下的绝缘硅油局部放电分解特性。
本发明提供的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,通过局部放电回路单元控制施加于绝缘硅油的电压,通过环境湿度调节器20调整绝缘硅油的微水含量,从而控制绝缘硅油实验的局部放电分解条件,再通过采样阀18采取局部放电分解实验中产生的分解气体,可对采集到的分解其他题进行理化参数分析,进而掌握微水含量对绝缘硅油局部放电分解气体特性的影响规律,具有气密性好、调节精度高、操作方便且成本低廉等优点,可为高压电缆充油终端绝缘状态在线监测提供一种可靠实验平台。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,其特征在于:包括用于提供施加于绝缘硅油的电压的局部放电回路单元、连接于局部放电回路单元上的绝缘硅油局部放电分解实验单元(6)、与绝缘硅油局部放电分解实验单元(6)连接的环境湿度调节器(20);
所述绝缘硅油局部放电分解实验单元(6)包括密封腔体(13)、通过设有阀门一(17)的管道与密封腔体(13)连接的储油罐(9)、相对设置于密封腔体(13)内且与局部放电回路单元连接的针电极(14)和板电极(23)、通过设置有阀门二(11)和真空表(12)的管道与密封腔体(13)连接的真空泵(10);所述密封腔体(13)上侧壁设置有紧固螺母(26),针电极(14)的顶端伸出紧固螺母(26)且配有均压球(16),针电极(14)上于均压球(16)与紧固螺母(26)之间还套设有微分头(15);
所述环境湿度调节器(20)包括微量水分进样器(28)、干燥空气瓶(27)以及通过设有阀门三(31)的管道与微量水分进样器(28)连接的三通石英管(30),所述三通石英管(30)的左右端管口分别通过设有阀门四(19)和阀门五(21)的管道与密封腔体(13)和干燥空气瓶(27)连接,密封腔体(13)与阀门四(19)之间还设有采样阀(18)。
2.根据权利要求1所述的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,其特征在于:所述局部放电回路单元包括调压器(1)、隔离变压器(2)、无局放工频试验变压器(3)、保护电阻(4)、阻容分压器(5)、高频电流传感器(7)以及示波器(8);
所述调压器(1)的输入端、输出端分别与380V三相市电、隔离变压器(2)的输入端连接,隔离变压器(2)的输出端与所述无局放工频试验变压器(3)的输入端连接,所述无局放工频试验变压器(3)的输出端经保护电阻(4)接入绝缘硅油局部放电分解实验单元(6),所述阻容分压器(5)并联于绝缘硅油局部放电分解实验单元(6)两端,所述阻容分压器(5)由两个RC并联电路串联而成;高频电流传感器(7)套设于绝缘硅油局部放电分解实验单元(6)的接地线上,其输出端与示波器(8)连接。
3.根据权利要求1所述的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,其特征在于:所述板电极(23)下表面与密封腔体(13)底部上表面之间还设置有接地支柱(24)。
4.根据权利要求1所述的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,其特征在于:三通石英管(30)的各管口与套设在其上的管道之间采用不锈钢扎带(32)紧固。
5.根据权利要求1所述的环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验设备,其特征在于:所述微量水分进样器(28)为带有刻度且容量为10μL~1000μL的注射器。
6.一种环境湿度可调的绝缘硅油局部放电分解实验方法,其特征在于:利用权利要求1-5任一所述的设备,在设定局部放电强度下进行不同微量水分含量的绝缘硅油局部放电分解实验,具体步骤如下:
(1)喷注干燥绝缘硅油:对密封腔体(13)进行干燥处理后,依次关闭阀门一(17)和采样阀(18),随后打开阀门二(11),启动真空泵(10)对密封腔体(13)抽真空至真空表(12)数值小于0.01MPa时,依次关闭阀门二(11)和真空泵(10),再打开阀门一(17),使干燥绝缘硅油喷注入密封腔体(13),喷注设定量后关闭阀门一(17),以待进行下一步操作;
(2)祛气及气密性检查:依次打开阀门二(11)、采样阀(18)、阀门四(19)、阀门五(21)并关闭阀门三(31)、干燥空气瓶球阀,启动真空泵(10)对密封腔体(13)及其连接的环境湿度调节器(20)抽真空至绝缘硅油内无气泡冒出,且真空表(12)数值不超过0.01MPa时,依次关闭阀门二(11)和真空泵(10),再静置16~18小时后观察真空表(12),当真空表(12)数值不超过0.015MPa时,视为绝缘硅油祛气完成且设备气密性良好,可进行下一步操作,否则应对设备各单元阀门及管道进行检查或更换,随后重复此步骤对绝缘硅油祛气和设备气密性检查,直到祛气完成且气密性良好进入下一步骤;
(3)微量水分注入密封腔体(13):启动真空泵(10)后打开阀门二(11),对密封腔体(13)及其连接的环境湿度调节器(20)抽真空至真空表(12)数值不超过0.01MPa时,依次关闭阀门二(11)和真空泵(10);根据绝缘硅油与空气湿度水分平衡曲线计算所需注入的液态水分量,通过注射器抽取所需液态水分量,依次打开阀门四(19)、阀门五(21)和阀门三(31),再将水分注入三通石英管(30);注水完毕后,依次关闭阀门三(31)、阀门四(19)和阀门五(21);在40~60℃下对三通石英管(30)进行加热,待液态水分完全气化后,依次打开阀门四(19)、阀门五(21)和采样阀(18),随后缓慢打开干燥空气瓶球阀,使干燥空气携带水蒸气缓慢进入密封腔体(13)后停止加热,当真空表(12)数值达到0.1MPa时,迅速关闭干燥空气瓶球阀,再依次关闭采样阀(18)、阀门四(19)和阀门五(21),将密封腔体(13)静置至绝缘硅油及潮湿空气水分交换达到平衡,进入下一步骤;
(4)进行局部放电分解实验并采集分解气体:先将阀门四(19)与采样阀(18)断开,再将采气袋套接于采样阀(18)上,调节调压器(1)以缓慢升高实验电压,同步观察示波器(8)输出波形,当出现放电脉冲时,停止加压并将当前电压幅值记为U,随后缓慢升高实验电压至1.2U~1.4U,使所述密封腔体(13)的绝缘硅油内发生放电;在放电的设定时间段内,每隔设定小时停止施加电压,并打开采样阀(18),通过套接在采样阀(18)的采气袋采集一次绝缘硅油局部放电分解气体,每次采气结束后立刻关闭采样阀(18),并将外施电压升至同一幅值,继续进行绝缘硅油局部放电分解实验,从而最终获得不同微水含量影响下的绝缘硅油局部放电分解特性。
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