CN210005674U - 一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，包括密封容器和密封盖，密封容器上端开口，可拆卸地密封盖合有密封盖，密封容器内部安装有固定电容芯子的固定架，密封盖上安装有注油口和真空阀以及密封接线柱，注油口上安装有注油阀，电容芯子通过电缆连接到密封接线柱。建立的多影响因素下电容芯子等值电气参数测量试验平台可针对多个影响CVT电容单元等值电气参数的因素进行分析，找出各影响因素对电容芯子电容量和工频介损值的影响规律，从而可进一步推导出温度、受潮、老化等因素对CVT计量精度的影响情况，为CVT计量误差提供可靠依据。

Description

一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置

技术领域

本实用新型属于CVT试验设备技术领域，涉及一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置。

背景技术

电容式电压互感器(CVT)因具有绝缘结构简单，绝缘强度高，重量轻等优点，作为电压监测设备，其测量结果是二次计量、继电保护、监控设备的重要依据。近年来，CVT广泛处于复杂环境地区，存在误差超差、不稳定、绝缘性能下降、故障率高等问题。在CVT长期运行过程中，电磁单元部分较为稳定，而电容单元电气参数会受到温度、老化以及受潮等因素的影响，从而造成电容分压单元电容量和介损值发生改变，进而引起CVT计量误差。电容芯子作为CVT电容单元的主要组成部分，以电容芯子为实验对象，研究温度、老化以及受潮对CVT电容单元等效电气参数(电容量、介损损耗因数)的影响规律为重点研究内容之一。

目前，对于电容芯子老化试验的研究多针对于变压器套管的电容芯子，对于CVT的电容芯子而言，二者结构差异大，如利用已有研究结果对CVT电容单元进行影响分析，其准确性与可靠性均无法满足要求。因此，温度、水分、老化等因素对于CVT电容单元的等值电气参数的影响规律需要进一步研究。

目前，由于CVT工作环境的复杂性，相较于电磁单元，CVT电容单元的等值电气参(电容量和介质损耗因数)更易受到环境因素的影响，从而引起计量误差。然而，目前有关电容芯子的老化试验多是套管电容芯子的试验，缺少针对CVT电容单元结构的老化试验。本实用新型针对CVT电容分压单元中的电容芯子，建立多影响因素下电容芯子等值电气参数测量试验平台，研究分析温度、受潮及老化对CVT电容单元等值电气参数的影响规律。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置和试验方法，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，包括密封容器和密封盖，密封容器上端开口，可拆卸地密封盖合有密封盖，密封容器内部安装有固定电容芯子的固定架，密封盖上安装有注油口和真空阀以及密封接线柱，注油口上安装有注油阀，电容芯子通过电缆连接到密封接线柱。

优选的，上述密封容器包括底板和密封固定连接在底板上的圆柱形侧壁，圆柱形侧壁采用透明材质制作。

优选的，上述固定架包括两绝缘板、连接杆和锁紧螺母，两绝缘板按压在电容芯子上下端并采用连接杆穿过两绝缘板后通过锁紧螺母锁紧，连接杆两端设置有螺纹。

优选的，上述两绝缘板上均设置有金属板，金属板上设置有接线端子。

优选的，上述一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，还包括温度传感器，温度传感器内置于电容芯子内。

优选的，上述密封盖上还安装有油枕。

优选的，上述密封盖通过螺栓密封连接在密封容器顶端设置的法兰盘上。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的效果如下：

1)建立的多影响因素下电容芯子等值电气参数测量试验平台可针对多个影响CVT电容单元等值电气参数的因素进行分析，找出各影响因素对电容芯子电容量和工频介损值的影响规律，从而可进一步推导出温度、受潮、老化等因素对CVT计量精度的影响情况，为CVT计量误差提供可靠依据；

2)通过注油阀注入电容器油并通过真空阀连接真空泵保持装置内处于真空环境，同时测量引线采用接线柱保持固定，以防止多次测量过程中杂散电容的影响，整个试验过程中具有良好的密封性，通过接线柱引出线可与多种测量仪器进行连接，如使用六位半万用表测量电容值，介电响应仪测量电容介损值等。

附图说明

图1为电容测量装置结构示意图；

图2为绝缘板示意图；

图3为电容芯子工频介损值测量接线示意图；

图4为不同温度下电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验流程图；

图5为不同水分下的电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-3所示，一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，包括密封容器1和密封盖2，密封容器1上端开口，可拆卸地密封盖合有密封盖2，密封容器1内部安装有固定电容芯子3的固定架4，密封盖2上安装有注油口5和真空阀6以及密封接线柱7，注油口5上安装有注油阀8，电容芯子3通过电缆连接到密封接线柱7。

优选的，上述密封容器1包括底板101和密封固定连接在底板101上的圆柱形侧壁102，圆柱形侧壁102采用透明的有机玻璃材质制作，透明的有机玻璃，便于观测装置内部的电容状态。

优选的，上述固定架4包括采用环氧树脂材料制作的两绝缘板401、连接杆402和锁紧螺母403，两绝缘板401按压在电容芯子3上下端并采用连接杆402穿过两绝缘板401后通过锁紧螺母403锁紧，连接杆402两端设置有螺纹，采用环氧树脂材料，具有较高的绝缘性和耐压强度，并且能够避免漏电、击穿等事故的发生，耐热性能好，不会随着试验温度升高而发生变形的情况，耐热等级为F级(155℃)，并且具有高的机械强度，锁紧螺母和连接杆采用环氧树脂材料，与上下两块绝缘板共同将中间层的电容芯子(长11cm,宽15cm,高1.3cm)固定，可以避免杂散电容的影响，保证试验过程中电容的极间距离大致不变，从而消除因极间距离改变而引起的电容量改变的影响。

优选的，上述两绝缘板401上均设置有金属板404，金属板404上设置有接线端子405，绝缘板规格为22cm*18cm*5cm，金属板404和接线端子405采用铝合金材质制作，金属板将从电容芯子内部引出的铝箔固定在绝缘板上，同时通过接线端子、测量引线和接线柱与外部电容量测量表连接，实现电容量的测量。

优选的，上述一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，还包括温度传感器，温度传感器内置于电容芯子3内，在电容芯子内部装设多个体积较小的温度传感器(图中未画出)，温度传感器对电容量大小的影响可以忽略不计，当各温度传感器的读数基本稳定时，取温度平均值来表示电容芯子内部的实际温度。装置好电容芯子和温度传感器之后，用游标卡尺测量两块绝缘板四个角的上下距离，保证电容在绝缘板之间的受力均匀。

优选的，上述密封盖2上还安装有油枕9，油枕起储油和补油作用，能保证密封容器内充满油，同时使密封容器与空气的接触面减小，且从空气中吸收的水分、灰尘和氧化后的油垢都沉积在密封容器中，从而大大减缓变压器油的劣化速度。

优选的，上述密封盖2通过螺栓10密封连接在密封容器1顶端设置的法兰盘11上。

实施例2：如图4-5所示，一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置的试验方法，该方法包括不同温度下电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验方法和不同水分下的电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验方法。

不同温度下电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验方法包括以下步骤：

(1)将电容芯子置于110℃/50pa真空箱中干燥48h；

(2)用两绝缘板的固定架固定电容芯子，放入密封容器中，盖合密封盖；

(3)采用不注油测量或注油方式测量，若不注油(十二烷基苯)，直接跳转第(5)步；

(4)将已脱水的电容器油通过试验装置的注油口注入试验装置中，电容在试验装置中静置48h使电容充分浸油：

(5)将整个试验装置放入高温恒温试验箱，控制其他外界条件相同，选择室温10℃、20℃、40℃、60℃、80℃测量电容的电容量，每次加热保持1h；

(6)利用耐高温导线连接电容的两端电极通过绝缘棒延伸到高温恒温试验箱外，以实现在较高温度下的实时测量；

(7)万用表调至测量电容档，并将万用表的两个表笔与电容的两根引线相接，测量注油与不注油两种方式的电容值；

(8)将万用表替换为介电响应仪，如图3所示的接线，测量电容芯子的频域介电谱，提取工频下的介损值；

为保证试验重复性，每次试验测试2～3次，且重复测量采用的不是同一个样品进行测试。

不同水分下的电容量的变化特性测量和介质损耗测量试验方法包括以下步骤：

(1)将电容芯子置于110℃/50pa真空箱中干燥48h；

(2)用两绝缘板的固定架固定电容芯子，放入密封容器中，盖合密封盖；

(3)准备初始水分含量为10ppm、20ppm、30ppm和40ppm的电容器油(由新电容器油在室温下吸潮得到)，电容器油的水分质量采用卡尔-费休水分仪进行测量；

(4)将准备好的电容器油试样通过注油口注入试验装置中，电容在试验装置中静置48h使电容充分浸油；

(5)利用耐高温导线连接电容的两端电极通过绝缘棒延伸到高温试验箱外，设置温度为室温；

(6)万用表调至测量电容档，并将万用表的两个表笔与电容的两根引线相接，测量电容值；

(7)将万用表替换为介电响应仪，如图3所示的接线，测量电容芯子的频域介电谱，提取工频下的介损值；

为保证试验重复性，每次试验测试2～3次，且重复测量采用的不是同一个样品进行测试。

将整个电容测量装置放置于恒温温度箱内，控制其它外界环境相同，改变温度，通过六位半万用表测量不同温度下电容芯子的电容量大小，得到电容芯子电容值—温度关系曲线，提取电容芯子温度系数，分析其影响规律；同时，该平台可以测量不同受潮和老化状态下的电容芯子的电容值大小，分析受潮和长期老化对电容量的影响规律。

利用DIRANA介电响应仪，将不同温度、老化以及受潮状态下的电容芯子置于电容测量装置中，按附图3接线，DIRANA介电响应仪测试电缆分别接电容测试装置两端，同时屏蔽端和接地电缆同时有效接地，即可测量不同温度、老化以及受潮程度下的电容芯子的频域介电谱，并提取工频下的电容芯子介损值，分析温度、老化以及受潮对电容芯子介损值的影响规律。

电容测量装置结构简单，便于在试验过程中取出和放入试样，组合灵活，易于操作。可以有效测量得到温度、水分、老化等因素对于CVT电容单元的等值电气参数的影响规律，从而分析出温度、水分、老化等因素对于CVT计量误差特性的影响。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：包括密封容器(1)和密封盖(2)，密封容器(1)上端开口，可拆卸地密封盖合有密封盖(2)，密封容器(1)内部安装有固定电容芯子(3)的固定架(4)，密封盖(2)上安装有注油口(5)和真空阀(6)以及密封接线柱(7)，注油口(5)上安装有注油阀(8)，电容芯子(3)通过电缆连接到密封接线柱(7)。

2.根据权利要求1所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：密封容器(1)包括底板(101)和密封固定连接在底板(101)上的圆柱形侧壁(102)，圆柱形侧壁(102)采用透明材质制作。

3.根据权利要求1所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：固定架(4)包括两绝缘板(401)、连接杆(402)和锁紧螺母(403)，两绝缘板(401)按压在电容芯子(3)上下端并采用连接杆(402)穿过两绝缘板(401)后通过锁紧螺母(403)锁紧，连接杆(402)两端设置有螺纹。

4.根据权利要求3所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：两绝缘板(401)上均设置有金属板(404)，金属板(404)上设置有接线端子(405)。

5.根据权利要求1所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：还包括温度传感器，温度传感器内置于电容芯子(3)内。

6.根据权利要求1所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：密封盖(2)上还安装有油枕(9)。

7.根据权利要求1所述的一种多影响因素下电容芯子电气参数测量试验装置，其特征在于：密封盖(2)通过螺栓(10)密封连接在密封容器(1)顶端设置的法兰盘(11)上。

Images