CN205749775U - 强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，包括圆筒状的测试油箱，所述测试油箱中充设有变压器油；所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的高压电极和低压电极，所述高压电极和所述低压电极之间形成高压电场；所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的循环泵。可对被测油样进行强制循环，使位于高压电场外的被测油样也能被老化。

Description

强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力行业变压器维护技术领域，特别涉及一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统。

背景技术

在电网输送技术与工程中，电力变压器和换流变压器是交流和直流输电系统的核心设备，其运行状态直接影响系统的安全稳定。变压器的安全可靠性主要取决于其绝缘性能，换流变压器与电力变压器都是采用油纸绝缘结构，都要承受交流电压、雷电冲击电压和操作过电压的作用，且换流变压器阀侧绕组还承受直流、直流叠加交流和极性反转电压的作用，因此作为电力变压器和换流变压器中主要绝缘材料的变压器油，除了要求具备较好的电气性能外，还应具备较好的交流或直流电场下的氧化安定性。

我国早期为了考察国产变压器油工业应用的可行性，首次设计制造了变压器油台架试验装置，该试验装置由控制柜和试验台两部分组成，该设备为交流电场条件下评定变压器油抗氧化安定性的台架试验，在超高压变压器油研制过程中发挥了重要作用。就目前发展状况而言存在以下不足：变压器油台架试验装置内部被测油样无法自循环进入高压电场内，无法达到预期的被测油样被电场老化因子的作用。在测试过程中，高压电极与低压电极形成高压电场，现有的测试装置中，被测油样是不流动的，然而高压电场仅在高压电极与低压电极之间形成，因此被测油样也仅是在有高压电场的区域内被老化。

发明内容

基于此，针对上述问题，本实用新型提出一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，可对被测油样进行强制循环，使位于高压电场外的被测油样也能被老化。

其技术方案如下：

一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，包括圆筒状的测试油箱，所述测试油箱中充设有变压器油；所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的高压电极和低压电极，所述高压电极和所述低压电极之间形成高压电场；所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的循环泵。

通过在测试油箱内设置循环泵，循环泵能够抽除高压电场内的被测油样(变压器油)，位于高压电场外的被测油样会流动到入到高压电场内，从而保证整个测试油箱内的被测油样都能受到高压电场的老化作用，达到预期的被测油样被电场老化因子的作用。

下面对其进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述循环泵包括泵入口和泵出口，所述泵入口朝向所述高压电场，所述泵出口位于测试油箱内。这样能够直接抽除位于高压电场中的被测油样，即将高压电场中的老化被测油样泵送到高压电场外，位于高压电场外未被老化的被测油样就会流动到高压电场内被老化，从而可以充分老化测试油箱中的被测油样，使测试结果更准确。

进一步地，所述泵出口远离所述高压电场设置。使得循环泵的泵出口不得朝向高压电极和低压电极之间的高压电场，否则气泡耐压不够会导致高压电场的击穿保护。

进一步地，所述高压电极设置于所述测试油箱内部上侧，所述低压电极设置于所述测试油箱内部下侧。便于在测试油箱中设置高压电极和低压电极，在高压电极和低压电极之间形成高压电场，以对位于高压电场中的被测油样进行老化作用。

本实用新型具有如下突出的有益效果：对测试油箱中的被测油样进行强制循环，使位于高压电场内和高压电场外的被测油样都能够被充分老化，使测试效果更好更准确。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述高压产生装置的示意框图；

图2是本实用新型实施例中具有所述高压产生装置的变压器油纸绝缘测试系统的示意框图；

图3是本实用新型实施例中所述气囊油枕抽真空装置的示意框图；

图4是本实用新型实施例中具有所述气囊油枕抽真空装置的变压器油纸绝缘测试系统的示意框图；

图5是本实用新型实施例中所述强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统的示意图；

图6是本实用新型实施例中所述光纤测温装置变压器油纸绝缘测试系统的示意框图；

图7是本实用新型实施例中具有所述光纤测温装置的变压器油纸绝缘测试系统的示意框图。

附图标记说明：100-高压产生装置，110-自动控制调节机构，112-微处理器，114-步进电机(驱动机构)，120-调压器，130-高压变压器，140-模拟变压器，200-测试油箱，210-高压电极，220-低压电极，230-高压电场，300-测试台架，400-气囊油枕抽真空装置，410-气管，420-油枕，430-气囊结构，440-支气管，450-阀体，460-抽真空机构，500-循环泵，510-泵入口，520-泵出口，600-光纤测温装置，610-光纤测温处理模块，620-光纤测温探头，630-控制处理器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提出一种高压产生装置100，包括模拟变压器140，与模拟变压器140连接的高压变压器130，与高压变压器130连接的调压器120，以及与调压器120连接的自动控制调节机构110。

通过自动控制调节机构110能够对调压器120进行自动控制调节，即可调节调压器120的旋转角度，从而实现对高压变压器130电压的自动调节，以达到自动调节模拟变压器140的高压电压的目的。而且，通过设置调压器互感工作电流阈值，当工作电流超过设置阈值时，调压器120自动断开输出，自动控制调节机构110可控制调压器120减压至起始位，使该高压产生装置100具有击穿自动保护功能。

具体地，上述自动控制调节机构110可包括微处理器112，与微处理器112连接的驱动机构，该驱动机构与调压器120连接。微处理器112作为自动控制调节机构110的控制主体，可对驱动机构进行自动控制，以控制驱动机构对调压器120进行自动调节。更进一步地，可将驱动机构设置为步进电机114。利用步进电机114高精度的运动特性，可以精确同步控制调压器120的转动角度，以精确控制高压变压器130的电压值大小，以实现对模拟变压器140的高压电压的精确调节控制。除了将驱动机构设置为步进电机外，还可以设置为伺服电机，或者设置为普通电机。

此外，如图2所示，本实用新型还提出一种变压器油纸绝缘测试系统，包括测试台架300，设置于测试台架300上的测试油箱200，以及如上所述的高压产生装置100，且高压产生装置100的模拟变压器140设置于测试油箱200内底部。

通过在变压器油纸绝缘测试系统中设置上述的高压产生装置100，能够在试验过程中，自动实现对模拟变压器140的升压和恒压功能，自动对高压电压进行控制调节，更好地在测试油箱200中模拟高压环境。而且在电压过高发生击穿时，高压产生装置100的调压器120能够自动断开输出，使变压器油纸绝缘测试系统具有击穿硬件保护功能。

而且，可将高压产生装置100的调压器120及自动控制调节机构110设置于测试台架300内的后侧位置，且测试油箱200设置于测试台架300的前侧位置。即将调压器120及自动控制调节机构110与测试油箱200错开设置，便于安装维护以及操作控制。此外，还可将高压产生装置100的高压变压器130设置于地面，且使高压变压器130远离测试台架300，这样可保证实验设备和操作人员的安全。也可将高压变压器130设置于测试台架300上，以节约场地，试验方便。

此外，该变压器油纸绝缘测试系统还包括穿设于测试油箱200上端的高压套管，高压变压器130的输出线路穿过高压套管与模拟变压器140连接。通过在测试油箱200上设置高压套管，保证高压电压从高压变压器130输出到模拟变压器140的过程安全可靠。

另外，如图3所示，本实用新型还提出一种气囊油枕抽真空装置400，包括抽真空机构460，与抽真空机构460连通的气囊油枕机构。气囊油枕机构包括与大气连通的油枕420，设置于油枕420中的气囊结构430，以及与气囊结构430连接并伸出到油枕420外的气管410。

利用抽真空机构460和气囊油枕机构，可用于对装有油类液体的容器进行抽真空，抽真空过程中，油类液体会进入油枕420内设置的气囊结构430中，不会与大气直接接触，避免空气对油类液体产生影响。

进一步地，上述气囊油枕抽真空装置400还包括连通抽真空机构与气囊结构430的支气管440，以及设置于支气管440上的阀体450。通过支气管440及阀体450将抽真空机构460与气囊结构可拆卸地连接起来，方便抽真空机构460的拆装，也便于进行抽真空操作。即随时可以装拆抽真空机构460，以便随时进行抽真空操作。

而且，上述气囊结构430可设置为橡胶气囊。橡胶气囊结构简单，变化灵敏。在抽真空后，会变成扁平的真空状态。此外，气囊结构430也可设置为金属膨胀器。金属膨胀器不容易腐蚀破损，可靠性高。

而且，如图4所示，本实用新型还提出一种变压器油纸绝缘测试系统，包括封闭的测试油箱200，设置于测试油箱200上的如上所述的气囊油枕抽真空装置400。气囊油枕抽真空装置400的油枕420固定于测试油箱100上，气管410伸入到测试油箱200内。

在进行测试前，可利用气囊油枕抽真空装置400对测试油箱200进行抽真空，再往测试油箱200中注入变压器油，以排除空气对变压器油的影响。在测试过程中，测试变压器油因为加热会产生体积膨胀，膨胀后的变压器油会进入抽真空后扁平的气囊结构430内，同时因为油枕420与大气连通，使气囊结构430内的变压器油压力也与大气压相同，从而可保持测试油箱200内的压力与外界大气压相同。

进一步地，上述测试油箱200包括筒状箱体，以及盖设于箱体上的端盖，气囊油枕抽真空装置400的气管410端部设置于端盖上并与箱体内保持连通。将气管410的端部设置在箱体端盖上，可以尽量将箱体中的空气抽出，尽量减小空气对变压器油测试的影响。

使用时，在气囊油枕抽真空装置400中与油枕420连接的支气管440前端阀体处连接一个抽真空机构460，在测试油箱200安装到位之后，利用抽真空机构460将测试油箱200内的空气抽出，此时油枕420内设置的气囊结构430在抽真空的作用下已经扁平。再往测试油箱200内注入测试变压器油，直到变压器油充满整个测试油箱200，关闭阀体450，可将抽真空机构460拆除。在进行变压器油老化测试时，被测油样在加热过程中会产生体积膨胀并进入到气囊结构430内，因气囊结构430具有膨胀压缩特性，可使测试油箱200中变压器油的压力与外界压力保持一致。

另外，如图5所示，本实用新型还提出一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，包括圆筒状的测试油箱200，测试油箱中充设有变压器油。测试油箱200中还设置有浸没在变压器油中的高压电极210和低压电极220，高压电极210和低压电极220之间形成高压电场230。测试油箱200中还设置有浸没在变压器油中的循环泵500。

通过在测试油箱200内设置循环泵500，循环泵500能够抽除高压电场230内的被测油样(变压器油)，位于高压电场230外的被测油样会流动到入到高压电场230内，从而保证整个测试油箱200内的被测油样都能受到高压电场230的老化作用，达到预期的被测油样被电场老化因子的作用。

而且，上述高压电极210设置于测试油箱200内部上侧，低压电极220设置于测试油箱200内部下侧。便于在测试油箱200中设置高压电极210和低压电极220，在高压电极210和低压电极220之间形成高压电场230，以对位于高压电场230中的被测油样进行老化作用。

另外，上述循环泵500包括泵入口510和泵出口520，泵入口510朝向高压电场210，泵出口520位于测试油箱200内。这样能够直接抽除位于高压电场210中的被测油样，即将高压电场210中的老化被测油样泵送到高压电场230外，位于高压电场230外未被老化的被测油样就会流动到高压电场230内被老化，从而可以充分老化测试油箱200中的被测油样，使测试结果更准确。进一步地，泵出口520远离高压电场230设置，使得循环,500的泵出口520不得朝向高压电极210和低压电极220之间的高压电场230，否则气泡耐压不够会导致高压电场230的击穿保护。

如图6所示，本实用新型还提出一种光纤测温装置600，包括光纤测温探头620，与光纤测温探头620连接的光纤测温处理模块610，以及与光纤测温处理模块610连接的控制处理器630。光纤测温处理模块610包括光电转换模块，与光电转换模块连接的液晶显示屏，且光电转换模块分别与光纤测温探头620和控制处理器630连接。

将光纤测温探头620伸入到需要测量的位置处，利用控制处理器630控制光纤测温处理模块610自动进行测温，光电转换模块可实时将光信号转换为电信号，而且液晶显示屏可实时显示测量的温度，过程简单测温可靠。不像其他金属热电偶和热敏电阻，光纤测温探头620能够直接用于高压、电、磁和微波场合，而对电子设备或者光纤测温处理模块610无任何损坏。而且，光纤测温探头620可以承受较高的温度，例如光纤测温探头620在无水冷情况下可以承受250℃高温，并且不受电磁辐射干扰，输出信号稳定光纤测温具有不受电、磁(EMI)、射频(RF)和微波干扰的影响。进一步地，光纤测温探头620设置有非金属防腐涂层。通过在光纤温度探头620上设置100％非金属防腐涂层，能够用于腐蚀化学环境中，在可燃和爆炸环境中不产生任何火花。

如图7所示，本实用新型还提出一种变压器油纸绝缘测试系统，包括如上所述的光纤测温装置600，以及与光纤测温装置600连接的测试油箱200。测试油箱200中设置有模拟变压器140，光纤测温探头620穿过测试油箱200上端伸入到模拟变压器140中，光纤测温处理模块610位于测试油箱200外。将光纤测温探头620设置于测试油箱200内，并将光纤测温探头620与控制处理器630连接，可以实时或分段采集测试油箱200内变压器油的油温。而且，由于光纤测温探头620的特性，可以使得测温过程不受环境介质的影响，使得测得的变压器油的温度数据准确可靠。

此外，测试油箱200包括上端盖，上端盖上设置有光纤穿线孔，光纤测温探头620穿过光纤穿线孔。通过光纤穿线孔设置光纤测温探头620简单方便。另外，模拟变压器140还包括变压器线圈和绝缘纸夹层，光纤测温探头620通过光纤穿线孔伸入到变压器线圈和绝缘纸夹层内部。将光纤测温探头620设置在变压器线圈和绝缘纸夹层内部，相对于测量其他地方的变压器油的温度，能够更加准确可靠地测量变压器线圈与绝缘纸运行时的实际温度，为判断绝缘油纸的老化寿命提供了可靠的温度数据。

本实用新型通过在变压器油纸绝缘测试系统中设置高压产生装置，能够自动调节试验电压，具有自动升压、恒压功能，而且还具有击穿迅速保护、自动断电及自动降压功能；通过在变压器油纸绝缘测试系统中设置气囊油枕抽真空装置，能够方便对测试油箱进行抽真空，避免空气对变压器油的测试产生影响，还能保证测试过程中变压器油的压力保持稳定，避免压力变化对变压器油的测试产生影响；通过在变压器油纸绝缘测试系统中设置强制油循环装置，对测试油箱中的被测油样进行强制循环，使位于高压电场内和高压电场外的被测油样都能够被充分老化，使测试效果更好更准确；通过在变压器油纸绝缘测试系统中设置光纤测温装置，能自动测量模拟变压器线圈及绝缘纸浸内部温度，温度测量准确可靠。而且，上述的高压产生装置、气囊油枕抽真空装置、强制油循环装置(循环泵)、光纤测温装置可以单独或者以各种形式组合起来设置于变压器油纸绝缘测试系统中，以满足各种实验要求。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，包括圆筒状的测试油箱，所述测试油箱中充设有变压器油；

所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的高压电极和低压电极，所述高压电极和所述低压电极之间形成高压电场；

所述测试油箱中还设置有浸没在变压器油中的循环泵。

2.根据权利要求1所述的强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，所述循环泵包括泵入口和泵出口，所述泵入口朝向所述高压电场，所述泵出口位于测试油箱内。

3.根据权利要求2所述的强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，所述泵出口远离所述高压电场设置。

4.根据权利要求1所述的强制油循环的变压器油纸绝缘测试系统，其特征在于，所述高压电极设置于所述测试油箱内部上侧，所述低压电极设置于所述测试油箱内部下侧。