CN208999493U - 一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气设备绝缘老化与寿命预测技术领域，具体涉及一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，包括外壳、顶盖、保护电极、测量电极、高压电极、放油管；顶盖上设置通气孔和与通气孔匹配的有机玻璃塞，用于控制通气孔的开关；放油管固定设置在外壳底部，用于放出外壳内部的变压器绝缘油；放油管上设置有放油阀。能够充分释放上次实验用油，进而有效的避免了因换油产生的三电极污染对油纸绝缘样品介电测试响应结果的影响，同时使得装置使用更为简单方便。本实用新型设置有机玻璃塞，打开此有机玻璃塞即可提供为装置抽真空所用通道，抽真空完成后，可有效去除电极与纸板间存在的气泡，进一步解决了油纸绝缘介电响应测试难以重复的问题。

Description

一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备绝缘老化与寿命预测技术领域，具体涉及一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置。

背景技术

随着经济社会对高压电网输电不断提出更高的要求，这使得电网得到了迅速的发展。越来越多的大型电力变压器被运用到现代电力系统中，承担着人们生产生活所需用电的重要责任，由于此种大型电力变压器的生产制造、运输安装和维护水平等诸多关键因素所造成的故障，不仅可能会影响到正常的电能供给，使地区电压降低，甚至可能导致该地区电力系统的稳定运行。近几年来，我国输变电设备故障频发，尤其是处于运行中的高压及特高压级别的变压器发生故障的次数越来越多。大量研究资料表明，导致电力变压器故障的主要原因是因其内部油纸绝缘系统老化所致。

当前，在我国电力系统中大量服役了油浸式变压器，由于其所处运行环境的不同，造成了不同运行环境中变压器主绝缘老化状态的截然不同，对于良好环境下运行的变压器而言，它们的油纸绝缘状态良好，可以继续稳定运行；然而对于部分所处运行环境的恶劣的变压器，它们的内部油纸绝缘老化严重，为了保证其运行的稳定性，急需对这部分变压器进行大修或者更换。然而，变压器由于其高昂的生产与维修成本，盲目的对其进行大规模维修与更换将会造成巨大的经济损失。

现有资料表明：变压器内部油纸绝缘系统中固体绝缘纸板的使用寿命决定了变压器整体的服役寿命，而如何对变压器油纸绝缘状态做出准确的判断一直都是电力行业人员研究的重点。截止到目前，电力企业通常以测量绝缘纸板的聚合度或拉伸强度、油中溶解气体生成总量及其比值以及油中糠醛含量等的方法作为评估变压器油纸绝缘状态的方法，然而由于种种原因使得上述方法在具体实现过程中面临各种问题。基于介电响应技术由于其具有操作简便，携带绝缘信息丰富等特点得到了广泛的研究。因此，以电介质为测试对象的介电响应方法目前已成为了当今国内外的研究热点，其可分为RVM回复电压法、PDC极化去极化电流法以及FDS频域介电谱法，三种方法的研究基础都是基于电介质理论。为了更好地应用介电响技术在实验室研究变压器油纸绝缘的诊断方法，进而将介电响应测试方法用于现场变压器油纸绝缘老化状态的可靠评估，亟需在实验室内开发一套能够测试油纸绝缘样品介电响应的三电极装置。而目前已有的三电极装置存在较多缺陷：（1）测试样品在电极间的位置无法固定，容易产生沿面泄漏电流；（2）测试过程中油纸间会出现气泡，导致介电响应曲线重复性较差。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，具体技术方案如下：

一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置包括外壳、顶盖、保护电极、测量电极、高压电极、放油管；所述顶盖可拆卸固定在外壳上部，所述顶盖上设置通气孔，所述通气孔贯穿顶盖；所述通气孔上设置与通气孔匹配的有机玻璃塞，用于控制通气孔的开关；所述保护电极、测量电极、高压电极置于外壳内部；所述保护电极为空心圆柱状，置于外壳内部的底部，所述测量电极置于保护电极内部；所述高压电极设置在测量电极上方，所述高压电极上设置螺栓连接柱；所述螺栓连接柱贯穿顶盖，螺栓连接柱的一端设置在外壳内部并与高压电极固定连接，螺栓连接柱的另一端设置在外壳外部，并且设置高压电极接线柱与有机玻璃螺母；所述有机玻璃螺母与螺栓的螺纹匹配；高压电极与测量电极之间的间距通过调节有机玻璃螺母升降螺栓连接柱实现调节；所述放油管固定设置在外壳底部，且放油管连通外壳内外部，用于放出外壳内部的变压器绝缘油；所述放油管上设置有放油阀。

优选地，还包括聚四氟乙烯底座；所述聚四氟乙烯底座上对称设置竖直的4根支撑柱；所述支撑柱上固定设置螺母。

优选地，所述支撑柱为聚四氟乙烯支撑柱；所述螺母为聚四氟乙烯螺母，通过调节此螺母可固定待测样品。

优选地，还包括测量电极接线柱、保护电极接线柱；所述测量电极接线柱的一端与测量电极固定连接，另一端贯穿外壳伸至外壳外部；所述保护电极接线柱的一端与保护电极固定连接，另一端贯穿外壳伸至外壳外部。

优选地，所述顶盖的制作材料为有机玻璃。

优选地，所述外壳的制作材料为不锈钢。

优选地，还包括铜饼；所述铜饼固定在螺栓连接柱设置在外壳外部的一端。

优选地，所述外壳外部固定设置2个不锈钢制造的提手，2个提手对称设置。

优选地，所述外壳外部的底部固定设置3-4个支撑脚。

本实用新型的有益效果为：

（1）设置了有机玻璃塞，打开此有机玻璃塞即可提供为装置抽真空所用通道，抽真空完成后，可有效去除电极与纸板间存在的气泡，进一步解决了油纸绝缘介电响应测试难以重复的问题。

（2）设置了放油管和放油阀，能够充分释放上次实验用油，进而有效的避免了因换油产生的三电极污染对油纸绝缘样品介电测试响应结果的影响，同时使得装置使用更为简单方便。

附图说明

图1为本实用新型的剖面示意图；

图2为本实用新型的部分立体结构示意图；

其中：1：外壳、11：支撑脚、12：提手；

2：顶盖、21：有机玻璃塞、22：有机玻璃螺母；

3：保护电极、31：保护电极接线柱；

4：测量电极、41：测量电极接线柱；

5：高压电极、51：高压电极接线柱；

6：放油管、61：放油阀；

7：聚四氟乙烯底座、71：聚四氟乙烯支撑柱、711：聚四氟乙烯螺母；

8：螺栓连接柱；

9：铜饼；

10：待测样品。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1及图2所示，一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置包括外壳1、顶盖2、保护电极3、测量电极4、高压电极5、放油管6、聚四氟乙烯底座7；顶盖2可拆卸固定在外壳1上部，顶盖2上设置通气孔，通气孔贯穿顶盖2；通气孔上设置与通气孔匹配的有机玻璃塞21，用于控制通气孔的开关。通气孔用于对外壳1内部抽真空，可以在实验完成后不必移动装置便可就地通过打开此有机玻璃塞21进行抽真空操作，抽真空完成后，可有效去除测量电极4、高压电极5与待测样品10间存在的气泡，进一步解决了油纸绝缘介电响应测试难以重复的问题。顶盖2的制作材料为有机玻璃。外壳1为圆桶状，制作材料为不锈钢。外壳1外部固定设置2个不锈钢制造的提手12，2个提手12对称设置。

聚四氟乙烯底座7上对称设置竖直的4根支撑柱，用于固定待测样品10；支撑柱上设置有刻度，并且固定设置螺母。该螺母在支撑柱外侧为旋钮状，通过调节支撑柱外侧的旋钮可沿支撑柱上下调节位置；该螺母在支撑柱内侧为卡槽状，通过将待测样品10置于内侧卡槽中从而实现固定，进而可以消除纸板在电极之间因晃动而产生的位置偏移对介电响应测试结果的影响。其中，支撑柱为聚四氟乙烯支撑柱71；螺母为聚四氟乙烯螺母711。

保护电极3、测量电极4、高压电极5置于外壳1内部；保护电极3为空心圆柱状，置于外壳1内部的底部，测量电极4置于保护电极3内部，测量电极4与保护电极3皆置于聚四氟乙烯底座7上，且4根支撑柱在保护电极3的外部。其中保护电极3可以有效防止泄漏电流从测试样品表面流过，消除对测试结果的影响。

高压电极5设置在测量电极4上方，且高压电极5与测量电极4之间的间距可调；高压电极5上设置螺栓连接柱8；螺栓连接柱8贯穿顶盖2，螺栓连接柱8的一端设置在外壳1内部并与高压电极5固定连接，螺栓连接柱8的另一端设置在外壳1外部，并且设置高压电极接线柱51与有机玻璃螺母22；有机玻璃螺母22与螺栓的螺纹匹配；螺栓连接柱8与铜饼9、高压电极5相连，通过调节螺栓连接柱8上的有机玻璃螺母22可以调节高压电极5与测量电极4的相对位置，待测样品10放置于高压电极5与测量电极4之间，并分别与高压电极5、测量电极4紧密接触，

放油管6固定设置在外壳1底部，且放油管6连通外壳1内外部，用于放出外壳1内部的变压器绝缘油，保证了换油不会污染电极，放油管6上设置有放油阀61。放油管6设置在外壳1底部，能够充分释放上次实验用油，进而有效的避免了因换油产生的三电极污染对油纸绝缘样品介电测试响应结果的影响，同时使得装置使用更为简单方便。

一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置还包括测量电极接线柱41、保护电极接线柱31；测量电极接线柱41的一端与测量电极4固定连接，另一端贯穿外壳1伸至外壳1外部；保护电极接线柱31的一端与保护电极3固定连接，另一端贯穿外壳1伸至外壳1外部。测量电极接线柱41、保护电极接线柱31设置在外壳1外部的底部。外壳1外部的底部固定设置3个支撑脚11，使得外壳1底部与地面有一点距离，方便仪器连接测量电极接线柱41、保护电极接线柱31。

一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置还包括铜饼9；铜饼9固定在螺栓连接柱8设置在外壳1外部的一端，铜饼9为圆柱形，通过螺栓连接柱8压在高压电极的上方，用于保证高压电极5的稳定，使得待测样品10分别与高压电极5、测量电极4紧密接触，保证了油浸式绝缘纸板介电响应测试结果的可靠性。

本实用新型的使用过程如下：

（1）若待测样品10为不带油隙的单层绝缘纸板，则将该待测样品10放置在测量电极4上，使用保护电极3旁的4根聚四氟乙烯支撑柱71固定单层绝缘纸板的位置；然后调节聚四氟乙烯支撑柱71上的聚四氟乙烯螺母711，固定单层绝缘纸板的位置，使测量电极4紧贴单层绝缘纸板；为使待测样品10与高压电极5、测量电极4紧密接触，须将圆柱形的铜饼9通过螺栓连接柱8与高压电极5相连接，使铜饼9固定在高压电极5上，并调节螺栓连接柱8上的有机玻璃螺母22，调节高压电极5与测量电极4之间的间距，使得待测样品10分别与高压电极5、测量电极4紧密接触。

（2）在待测样品10放置过程中，为避免待测样品10与高压电极5、测量电极4间产生气泡，而这些与油纸绝缘的介电参数都不相等的气泡会对介电测试结果造成重大影响，从而导致实验结果重复性很差。因此在实施测试前，须使用抽真空装置，例如真空泵对外壳1内部进行抽真空处理。

（3）在进行抽真空过程中，首先拔掉顶盖2上的有机玻璃塞21，随后通过通气孔开始抽真空操作。完成抽真空工作后，将整个装置静置1小时，直至气泡完全消失。

（4）除去气泡后，为防止外部水汽侵入外壳1内部，需迅速将有机玻璃塞21塞住通气孔，后将引线通过高压电极接线柱51、测量电极接线柱41以及保护电极接线柱31接到测试仪器上。

（5）在对装置进行接线工作时：首先将测试仪器的高压测量线通过高压电极接线柱51连接到高压电极5，测试仪器的测量线连接到测量电极接线柱41，测试仪器的地线接到保护电极接线柱31上。此时需注意：建议直接将测试仪器的电缆线接到测量电极接线柱41上，否者如果采用一般接线或者中间再引入其他接线，测试时容易受到外界电磁干扰。

（6）在模拟变压器油纸绝缘结构时，需要测试带油隙的油纸绝缘样品。因此，放置待测样品10时，要根据聚四氟乙烯支撑柱71上的刻度，利用聚四氟乙烯支撑柱71上的聚四氟乙烯螺母711，调节好待测样品10的相对位置，然后再通过调节嵌入高压电极5的螺栓连接柱8上的有机玻璃螺母22升降螺栓连接柱8从而控制高压电极5与测量电极4的相对位置，调节出所需油道和纸板的尺寸比例，接下来的步骤同（1）-（5）。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：包括外壳（1）、顶盖（2）、保护电极（3）、测量电极（4）、高压电极（5）、放油管（6）；所述顶盖（2）可拆卸固定在外壳（1）上部，所述顶盖（2）上设置通气孔，所述通气孔贯穿顶盖（2）；所述通气孔上设置与通气孔匹配的有机玻璃塞（21），用于控制通气孔的开关；所述保护电极（3）、测量电极（4）、高压电极（5）置于外壳（1）内部；所述保护电极（3）为空心圆柱状，置于外壳（1）内部的底部，所述测量电极（4）置于保护电极（3）内部；所述高压电极（5）设置在测量电极（4）上方，所述高压电极（5）上设置螺栓连接柱（8）；所述螺栓连接柱（8）贯穿顶盖（2），螺栓连接柱（8）的一端设置在外壳（1）内部并与高压电极（5）固定连接，螺栓连接柱（8）的另一端设置在外壳（1）外部，并且设置高压电极接线柱（51）与有机玻璃螺母（22）；所述有机玻璃螺母（22）与螺栓的螺纹匹配；高压电极（5）与测量电极（4）之间的间距通过调节有机玻璃螺母（22）升降螺栓连接柱（8）实现调节；所述放油管（6）固定设置在外壳（1）底部，且放油管（6）连通外壳（1）内外部，用于放出外壳（1）内部的变压器绝缘油；所述放油管（6）上设置有放油阀（61）。

2.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：还包括聚四氟乙烯底座（7）；所述聚四氟乙烯底座（7）上对称设置竖直的4根支撑柱；所述支撑柱上固定设置螺母。

3.根据权利要求2所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：所述支撑柱为聚四氟乙烯支撑柱（71）；所述螺母为聚四氟乙烯螺母（711），通过调节此螺母可固定待测样品（10）。

4.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：还包括测量电极接线柱（41）、保护电极接线柱（31）；所述测量电极接线柱（41）的一端与测量电极固定连接，另一端贯穿外壳（1）伸至外壳（1）外部；所述保护电极接线柱（31）的一端与保护电极固定连接，另一端贯穿外壳（1）伸至外壳（1）外部。

5.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：所述顶盖（2）的制作材料为有机玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：所述外壳（1）的制作材料为不锈钢。

7.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：还包括铜饼（9）；所述铜饼（9）固定在螺栓连接柱（8）设置在外壳（1）外部的一端。

8.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：所述外壳（1）外部固定设置2个不锈钢制造的提手（12），2个提手（12）对称设置。

9.根据权利要求1所述的一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置，其特征在于：所述外壳（1）外部的底部固定设置3-4个支撑脚（11）。