變壓器油紙絕緣試品測量裝置的製作方法

2023-04-30 16:09:51 1

專利名稱：變壓器油紙絕緣試品測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變壓器測量裝置，尤其是涉及一種變壓器油紙絕緣試品測量
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
油紙絕緣電力設備在長期運行中，在電、熱、化學等多種應力的作用下，因而隨著運行時間的增長必將導致絕緣系統的老化，而紙絕緣的老化往往決定了整個絕緣系統能否繼續工作，為此人們對於紙的老化極為關注。一方面，溫度升高會極大的促進老化進程，根據蒙辛格規則推出的熱老化6度法，溫度每升高6Κ，老化速率提高一倍，因此可以通過提高油紙絕緣試品溫度的方法來加速其老化進程，從而獲得具有不同老化程度的試品。另一方面，固體絕緣中的含水量在材料的降解中佔有決定性的作用，較高的含水量強烈的加速了降解的過程。為了更好地研究固體絕緣中含水量對頻域介電譜的影響，需要採取浸泡吸水並逐步烘乾的方法製備了不同含水量的油紙絕緣試品，將不同絕緣狀態的試品在不同的環境因素作用下進行頻域介電譜測試，因此如何設計得到用於測試的裝置成為了目前亟待解決的問題之一。

實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可以獲得較高的測試精度、檢測出不同情況下的實驗數據的變壓器油紙絕緣試品測量裝置。本實用新型的目的 可以通過以下技術方案來實現:變壓器油紙絕緣試品測量裝置，包括測量筒體及設置在測量筒體頂部的環氧樹脂板，所述的測量筒體內自上而下設有施壓電極、測量電極及保護電極，所述的施壓電極及保護電極經導電桿連接環氧樹脂板，所述的施壓電極及測量電極之間設置待測量的變壓器油紙。連接環氧樹脂板與保護電極的導電桿上套設有聚四氟乙烯層。所述的測量筒體為玻璃制容器。所述的測量筒體內盛裝變壓器油。盛裝的變壓器油沒過待測的變壓器油紙。所述的變壓器油紙為絕緣油紙板。與現有技術相比，本實用新型採用油紙絕緣三電極模型，可以獲得較高的測試精度，為了模仿變壓器在實際運行中的環境，在熱老化過程中保持油紙絕緣試品頻域介電譜測量裝置的密封性，具有較高的仿真效果，另外，通過改變實驗條件可以方便地檢測出不同情況下的實驗數據。

[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖中，I為環氧樹脂板、2為導電桿、3為施壓電極、4為變壓器油紙、5為保護電極、6為聚四氟乙烯層、7為測量筒體、8為測量電極、9為變壓器油。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其結構如圖1所示，包括測量筒體7及設置在測量筒體頂部的環氧樹脂板1，在測量筒體7內自上而下設有施壓電極3、測量電極8及保護電極5，施壓電極3及保護電極5經導電桿2連接環氧樹脂板I，在施壓電極3及測量電極8之間設置待測量的變壓器油紙4。其中，連接環氧樹脂板I與保護電極5的導電桿2上套設有聚四氟乙烯層6。為了提高密封性能，採用的測量筒體7為玻璃制容器。在使用時測量筒體7內盛裝變壓器油9，變壓器油9沒過待測的變壓器油紙4，該變壓器油紙4為絕緣油紙板。採用本實用新型可以對絕緣油紙板不同的老化程度、水分含量以及溫度對油紙絕緣頻域介電譜的影響根據蒙辛格規則推出的熱老化6度法，將油紙絕緣試品至於恆溫高溫烘箱中持續加熱，每隔一定的時間進行FDS測試。烘箱的設定溫度為120°C。在烘箱內分別老化0、48、96、144等小時分別測量其25°C (室溫，不同天氣可能變化2°C左右)、60°C、90°C的FDS數據，從而得到不同 老化程度下油紙絕緣FDS數據，通過初步分析，發現隨著試品在烘箱中加熱時間的增加，等效老化程度加深，介損tan δ呈現了明顯的增大趨勢，尤其是在低頻段表現明顯，而高頻段則區別甚微。這主要是由於介質極化的頻率特性作用的結果。絕緣介質的介質損耗主要由電導損耗和極化損耗組成，而極化損耗主要由偶極子極化、空間電荷極化以及介質夾層極化等有損極化組成，這些極化只能在頻率低於IHz左右的頻段下作用明顯，在高頻段則來不及發生弛豫現象。因此，當絕緣介質因溫度升高而分解出水分、羧酸等小分子極性介質時，對高頻段的介損tanS影響不大，而對低頻段則影響顯著。同時，隨著試品老化程度的增加，試品的電容值隨頻率變化曲線展現了很大的差異，並且在高頻段和低頻段的影響不同。在高頻段，隨著老化程度的增加，電容值呈現降低的趨勢；在低頻段，隨著老化程度的增加，電容值則迅速增大。可見隨著老化程度加大，紙板聚合度降低，纖維素裂解並成極性小分子，使介質的極性增強，必然導致其電容值的增大。然而在高頻段，儘管極性增強，但是介質的鬆弛時間常數很大，極化所需時間遠遠大於電源變化的周期，介質的介電常數ε = ε ，極性雜質不起主導作用，導致可能出現隨著老化程度增加而電容值降低的現象。另外，對於相同的測量溫度，不同老化程度的試品其tan δ -f曲線最低值對應的頻率保持不變，而最低值隨著老化程度的增加而逐步增大，因此tan δ -f曲線的介損最小值可以作為反映其老化狀態的特徵信息。對於相同的老化程度，隨著測量溫度的增大，tan δ -f曲線最低值呈現向右移趨勢。綜上，油紙絕緣在老化過程中產生的分解物等雜質主要為極性介質，對頻域介電譜的低頻段影響明顯。研究低頻時的頻域介電譜，對油紙絕緣的分析與診斷非常重要。油紙絕緣的tan δ -f曲線的最小值隨老化程度的加深而逐漸上移，且對應的頻率基本保持不變，可作為判斷老化狀態的特徵信息。隨著含水量的增加，測試試品的tan δ呈明顯上升趨勢，主要是由於水分是極性分子，含水量的增加必然導致介質極性損耗的增大。五條曲線在高頻和低頻段區分比較明顯，而在中頻段(0.1-1Hz)區分較弱，而且介損隨頻率變化的速度也大，曲線到了 0.0OlHz時區分又進一步弱化。對於厚度為2mm的試品，含水量分別為1%，2%，3%和4%的曲線在0.0OlHz時甚至出現了交疊；而對於厚度為3mm的試品，則交疊點向高頻移動，大約在
0.01Hz，而後曲線交叉，可以預見如果測量頻率再降低，則也會出現類似厚度3_試品的情況。而該交叉點則與試品的厚度有關。可見油浸紙FDS特性不僅與試品絕緣狀態(殘餘含水量)有關，而且受到絕緣結構的影響(水分分布情況等等)。對於試品實驗，測量過程中試品是否接地對測量結果影響顯著。根據以前的實驗，當試品電容值較大時(nF數量級)，採用UST和GST測量所得曲線是一致的，測量誤差也很小。而根據圖4-8(a)(厚度2mm，含水量I %的試品，電容約60pF)，由於試品電容值相對以前的老化油紙絕緣試品大大提高，UST測量不再出現負值的情況，但是在高頻段仍與GST測量結果差別較大，導致兩種情況下所擬合的水分值差別很大，測得的工頻電容值差別也很大。而再由圖4-8 (b)(厚度2_，含水量7 %的試品，電容約94pF)，UST和GST曲線基本重合，擬合所得水分含量也一致，說明隨著電容值的增加，測量結果越準確可靠一些。另外，同一試品GST測量方法所得電容值明顯高於UST方法所測值，對於厚度為2_的試品，相差7-8pF，而對於厚度為3mm的試品，差別則聞達IIpF左右。環境溫度與FDS的測量結果具有較強的關係，如隨著溫度升高，FDS曲線整體呈現右偏移的趨勢。可採用阿累尼烏斯模型可對此進行解釋，即溫度的每升高8 10°C，化學反應速度可增加2 4倍。溫度提升後，分子間的相互作用力增強，極化程度也相應增強，FDS曲線隨溫度普遍上移，但當環溫達到一定程度後(大於20°C )，FDS曲線在不同的低頻點處出現了拐點，分析其原因，在不同的環溫下，弓I起極化的機制不同，同一試品而言，且具有特徵性。進一步分析，溫度對FDS曲線的影響主要取決於兩個因素:電導率和油紙水分平衡關係。當溫度升高時，油的電導率增大，水分從紙板向油中遷移，導致介質損耗的增加；對絕緣紙來說，由於含水量的降低而使介質損耗減小，並在低頻段表現明顯。因此在現場實際設備應用時，環境溫度對測量結果尤為重要。如以電力變壓器為例，剛停運後油溫逐漸緩慢下降，最佳的測量條件為變壓器經過長時間的靜置達到溫度穩定的狀態。另外，電力變壓器各部分的油溫分布並不均勻，通常是頂部溫度較高，底部溫度較低。考慮綜合效應，宜以設備 中部的油溫進行測量分析。
權利要求1.變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，該裝置包括測量筒體及設置在測量筒體頂部的環氧樹脂板， 所述的測量筒體內自上而下設有施壓電極、測量電極及保護電極，所述的施壓電極及保護電極經導電桿連接環氧樹脂板，所述的施壓電極及測量電極之間設置待測量的變壓器油紙。
2.根據權利要求1所述的變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，連接環氧樹脂板與保護電極的導電桿上套設有聚四氟乙烯層。
3.根據權利要求1所述的變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，所述的測量筒體為玻璃制容器。
4.根據權利要求1或3所述的變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，所述的測量筒體內盛裝變壓器油。
5.根據權利要求4所述的變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，盛裝的變壓器油沒過待測的變壓器油紙。
6.根據權利要求1或5所述的變壓器油紙絕緣試品測量裝置，其特徵在於，所述的變壓器油紙為絕緣 油紙板。
專利摘要本實用新型涉及變壓器油紙絕緣試品測量裝置，包括測量筒體及設置在測量筒體頂部的環氧樹脂板，測量筒體內自上而下設有施壓電極、測量電極及保護電極，施壓電極及保護電極經導電桿連接環氧樹脂板，施壓電極及測量電極之間設置待測量的變壓器油紙。與現有技術相比，本實用新型採用油紙絕緣三電極模型，可以獲得較高的測試精度，為了模仿變壓器在實際運行中的環境，在熱老化過程中保持油紙絕緣試品頻域介電譜測量裝置的密封性，具有較高的仿真效果，另外，通過改變實驗條件可以方便地檢測出不同情況下的實驗數據。
文檔編號G01R27/26GK203164308SQ20132014520
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者李紅雷, 劉家妤 申請人:國家電網公司, 上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司