CN206696384U - 一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，用于解决现有技术中对于侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少及缺乏有效的用于侵入波累积效应研究的试验平台的技术问题。本实用新型实施例包括：冲击试验回路、试验平台；冲击试验回路包括冲击电压发生器，冲击电压发生器与试验平台的高压侧连接，试验平台的低压侧接地；试验平台包括匝间绝缘模型、电极及容器，匝间绝缘模型由两段换位导线构成，电极固定于匝间绝缘模型两端，匝间绝缘模型和电极设置于容器内部。

Description

一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统

技术领域

本实用新型涉及高压变压器技术领域，尤其涉及一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统。

背景技术

我国的变电站设备事故时有发生，其中包含大量无征兆的突发性设备绝缘事故。而侵入波对变电站内变压器冲击的累积效应是导致设备绝缘劣化，引发突发性事故的重要原因之一。例如在雷电密度较高的地区，每年都会有相当数量的侵入波冲击着设备，每一次侵入波过电压都会对相关设备的绝缘性能造成一次冲击，这种累积效应会逐步劣化设备的绝缘，当变压器的绝缘耐受水平不足时，最终将导致事故。变压器的严重故障不仅会造成自身的损坏，而且还会引起供电的中断，给国家和社会带来巨大的经济损失。研究变电站内侵入波过电压对于评估变压器绝缘劣化水平以及优化变电站设备绝缘配合，进而提高电网安全运行水平至关重要。

“累积效应”的概念是由W.G.Standring首先提出。S.P.Balaji以及S.Usa通过对油纸绝缘模型的多次重复脉冲试验，验证了累积作用的存在。虽然，近几年来脉冲电压的累积效应得到了一定的关注，但是侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少，用于侵入波累积效应研究的试验平台也很少，因此难以对侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响进行有效的评估试验而有效避免设备因累积效应而导致的事故发生。

实用新型内容

本实用新型实施例公开了一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，解决了现有技术中对于侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少及缺乏有效的用于侵入波累积效应研究的试验平台的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，包括：

冲击试验回路、试验平台；

冲击试验回路包括冲击电压发生器，冲击电压发生器与试验平台的高压侧连接，试验平台的低压侧接地；

试验平台包括匝间绝缘模型、电极及容器，匝间绝缘模型由两段换位导线构成，电极固定于匝间绝缘模型两端，匝间绝缘模型和电极设置于容器内部。

可选地，两段换位导线由绑扎带紧密绑扎固定于一体。

可选地，电极包括高压电极和地电极；

高压电极采用内槽式固定两段换位导线的一侧；

地电极采用内槽式固定两段换位导线的另一侧。

可选地，两段换位导线包括第一换位导线和第二换位导线；

第一换位导线的一端连接高压电极，第一换位导线的另一端折弯；

第二换位导线的一端折弯，第二换位导线的另一端连接地电极。

可选地，试验平台还包括：变压器油，变压器油充斥于容器内部。

可选地，变压器油为25号变压器油。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供了一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，包括：冲击试验回路、试验平台；冲击试验回路包括冲击电压发生器，冲击电压发生器与试验平台的高压侧连接，试验平台的低压侧接地；试验平台包括匝间绝缘模型、电极及容器，匝间绝缘模型由两段换位导线构成，电极固定于匝间绝缘模型两端，匝间绝缘模型和电极设置于容器内部，本实用新型实施例中基于实际变压器的绕组绝缘结构，选取了换位导线作为试验用的模型材料；并基于实际变压器绕组结构，设计了一种模拟变压器匝间绝缘结构的等效模型；最后，利用冲击电压发生器以及等效模型建立试验回路，设计了用于变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验研究的试验系统。该系统在模型材料选择上充分参考了现有变压器绕组制造工艺，在模型设计上充分考虑了变压器匝间绝缘结构。整个系统平台具有良好的等效性，易于安装和操作等优点，能够充分满足变压器匝间绝缘的暂态冲击累积效应的试验研究，解决了现有技术中对于侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少及缺乏有效的用于侵入波累积效应研究的试验平台的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种换位导线的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种换位导线的加工示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种试验平台的结构示意图。

图示说明，1冲击试验回路，2试验平台。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，用于解决现有技术中对于侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少及缺乏有效的用于侵入波累积效应研究的试验平台的技术问题。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，包括：

冲击试验回路1、试验平台2；

冲击试验回路1包括冲击电压发生器，冲击电压发生器与试验平台2的高压侧连接，试验平台2的低压侧接地；

试验平台2包括匝间绝缘模型、电极及容器，匝间绝缘模型由两段换位导线构成，电极固定于匝间绝缘模型两端，匝间绝缘模型和电极设置于容器内部。

进一步地，两段换位导线由绑扎带紧密绑扎固定于一体。

进一步地，电极包括高压电极和地电极；

高压电极采用内槽式固定两段换位导线的一侧；

地电极采用内槽式固定两段换位导线的另一侧。

进一步地，两段换位导线包括第一换位导线和第二换位导线；

第一换位导线的一端连接高压电极，第一换位导线的另一端折弯；

第二换位导线的一端折弯，第二换位导线的另一端连接地电极。

进一步地，试验平台2还包括：变压器油，变压器油充斥于容器内部。

进一步地，变压器油为25号变压器油。

以上为对本实用新型实施例提供的一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统的结构的详细描述，为便于理解，以下将对变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统的各部分结构进行详细的描述。

请参阅图2，为本实用新型实施例提供的一种换位导线的结构示意图，其中，换位导线具体为500kV换位电磁线，该电磁线主要由绝缘纸以及漆包扁线组成，电磁线的横截面为36.7×13.6mm，外部绝缘纸厚度为0.925mm。该电磁线主要用于匝间绝缘等效模型制作。目前国内外有变压器暂态冲击累积特性的相关研究，模拟绕组用的电磁线是自行设计的扁铜线电极，外绝缘采用自行绕包绝缘纸的方式。这种方法有一定的缺陷：首先，实际变压器绕组主要工作绕组并不采用扁铜线结构绕制，一般使用换位导线进行绕制。两者在物理结构上的区别，导致模型加工过程中对绝缘纸造成的影响会有一定区别；先加工电极再绕包绝缘纸，无法模拟电磁线绕制时对绝缘纸的力学作用；最后，实际电磁线使用的换位导线是由漆包线组成，这造成绝缘结构与现有研究中单纯油纸绝缘存在区别，这势必也会造成暂态冲击特性的区别。因此，本系统所用的换位导线具有以下优点：

1)利用多根小截面的单线来替代一根大截面的扁线，相当于增大了导线的表面积。

2)将换位导线与多根平行的自带绝缘的单线进行比较，因其是漆包单线，虽然漆膜的厚度比以往绝缘纸的厚度要薄上许多，但是其耐压性能较纸绝缘却高出好几倍，这样就明显地减小了绕组的体积，有效地提高了空间的利用率。

3)由多股导线换位组成，因而有着良好的机械性能，能够使变压器绕组抗力学老化性能得到提高。

4)散热性较传统扁导线要好。

5)由于换位导线不需要人工进行换位，这样就简化了绕组的绕制工艺，缩短了加工绕组的时间。

从换位导线的这些优点可以发现，换位导线与扁铜线存在非常大的区别，因此使用换位导线模拟变压器匝间绝缘结构更为合理。

请参阅图3，为换位导线的加工示意图，为了防止试验时高压电极与地电极间发生放电，将换位导线一端进行折弯，增加两电极之间的电气距离，并利用绑扎带将两根换位导线进行固定，换位导线一端接高压电极一端接地。即第一换位导线的一端连接高压电极，第一换位导线的另一端折弯；第二换位导线的一端折弯，第二换位导线的另一端连接地电极。两段换位导线组成匝间绝缘模型，通过绑扎带将两根电磁线进行固定，两段换位导线紧密接触用于模拟绕组匝间绝缘结构。

请参阅图4，为试验平台的结构示意图，主要由匝间绝缘模型、变压器油、电极以及有机玻璃容器组成。平台外部为有机玻璃组成，底部设有内槽式地电极用于固定匝间绝缘模型，模型高压电极直接与冲击电压发生器的输出端相接。试验时，将整个平台内部充满25号变压器油，用于模拟实际变压器中油环境，有机玻璃作为容器，能有效防止放电产生。

请参阅图1，为整个变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统的结构示意图，主要由冲击电压发生器以及试验平台2通过电气连接组成。冲击试验回路1以冲击电压发生器作为电源，通过试验平台2中所设计的高压电源将冲击电压发生器的输出端接到试验平台2的高压侧，试验平台2的低压侧接地。通过冲击电压发生器可以产生不同电压等级、不同波形的暂态过电压，并施加到匝间绝缘模型上，通过多次重复冲击试验，可以研究暂态冲击的累积效应对变压器匝间绝缘的影响。

本实用新型实施例提供了一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，包括：冲击试验回路、试验平台；冲击试验回路包括冲击电压发生器，冲击电压发生器与试验平台的高压侧连接，试验平台的低压侧接地；试验平台包括匝间绝缘模型、电极及容器，匝间绝缘模型由两段换位导线构成，电极固定于匝间绝缘模型两端，匝间绝缘模型和电极设置于容器内部，本实用新型实施例中基于实际变压器的绕组绝缘结构，选取了换位导线作为试验用的模型材料；并基于实际变压器绕组结构，设计了一种模拟变压器匝间绝缘结构的等效模型；最后，利用冲击电压发生器以及等效模型建立试验回路，设计了用于变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验研究的试验系统。该系统在模型材料选择上充分参考了现有变压器绕组制造工艺，在模型设计上充分考虑了变压器匝间绝缘结构。整个系统平台具有良好的等效性，易于安装和操作等优点，能够充分满足变压器匝间绝缘的暂态冲击累积效应的试验研究，解决了现有技术中对于侵入波对不同状态下变压器绝缘劣化的影响以及如何评估侵入波对变压器绝缘损伤的研究很少及缺乏有效的用于侵入波累积效应研究的试验平台的技术问题。

以上对本实用新型所提供的一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，包括：

冲击试验回路、试验平台；

所述冲击试验回路包括冲击电压发生器，所述冲击电压发生器与所述试验平台的高压侧连接，所述试验平台的低压侧接地；

所述试验平台包括匝间绝缘模型、电极及容器，所述匝间绝缘模型由两段换位导线构成，所述电极固定于所述匝间绝缘模型两端，所述匝间绝缘模型和所述电极设置于所述容器内部。

2.根据权利要求1所述的变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，所述两段换位导线由绑扎带紧密绑扎固定于一体。

3.根据权利要求1所述的变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，所述电极包括高压电极和地电极；

所述高压电极采用内槽式固定所述两段换位导线的一侧；

所述地电极采用内槽式固定所述两段换位导线的另一侧。

4.根据权利要求3所述的变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，所述两段换位导线包括第一换位导线和第二换位导线；

所述第一换位导线的一端连接所述高压电极，所述第一换位导线的另一端折弯；

所述第二换位导线的一端折弯，所述第二换位导线的另一端连接所述地电极。

5.根据权利要求1所述的变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，所述试验平台还包括：变压器油，所述变压器油充斥于所述容器内部。

6.根据权利要求5所述的变压器匝间绝缘暂态冲击累积效应试验系统，其特征在于，所述变压器油为25号变压器油。