本发明专利技术涉及一种变压器油纸绝缘电热联合应力老化的实验装置与方法，它结构简单，使用效果，运行安全，取样方便。它包括外腔，外腔内设有至少一个密封的内腔，在内腔中设有测试装置，测试装置设有高压电极和低压电极，试样置于相互压紧的高压电极和低压电极间，高压电极分别与外腔外部的高压电源和电流测量与显示系统连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变压器老化状态检测
，具体涉及一种变压器油纸绝缘电热联 合应力老化的实验装置与方法。
技术介绍
变压器尤其是大型油浸式电力变压器是电力系统中至关重要的设备之一，其运行 可靠性直接关系电力系统的安全稳定，统计资料显示，变压器的运行事故主要由其绝缘系 统故障造成，变压器的运行寿命很大程度上取决于油纸绝缘系统的老化状态。因此，准确诊 断油纸绝缘系统的老化状态，对预测变压器的寿命至关重要，也是实现变压器状态维护的 前提和基础。在大多数变压器中，其绝缘系统主要有纤维素纸板和变压器油构成，前者主要起 绝缘和支撑的作用，后者主要用来绝缘和冷却。在变压器运行过程中，油纸绝缘长期承受 热、电、机械、化学等多种外部应力作用，在上述多种应力作用下，纤维素纸板和变压器油都 会随着运行时间的累积而逐渐老化，并产生一些老化产物，如乙烯、乙炔、微水、呋喃化合物 等，导致自身绝缘和机械性能逐渐下降并可能造成变压器故障。由于变压器在正常运行应 力条件下，油纸绝缘老化过程十分缓慢，在此条件下开展实验研究时间漫长且不现实，因此 在更高应力水平下对油纸绝缘进行加速老化实验成为国内外专家学者研究油纸绝缘老化 规律、探索老化内在机理的主要途径。目前，在实际实验研究中，主要有以下几种油纸绝缘加速老化方法，如在较高温度 下进行的加速热老化、在较高电场应力作用下的加速电老化、在电-热联合应力作用下的 电热联合加速老化以及电、热、机械等多种应力作用下的综合加速老化等。国内外研究表 明，油纸绝缘在多种应力联合作用下的老化过程与单一应力下的老化过程明显不同。在实 际运行条件下，电应力和热应力对油纸绝缘的作用一般同时、持续存在，且难以避免，因此， 一般认为电热联合应力作用下的油纸绝缘加速老化实验能够较好的模拟变压器油纸绝缘 系统在实际运行状态下的老化环境，较单一应力下的加速热老化或电老化能更合理、科学 地研究油纸绝缘老化过程，评估油纸绝缘剩余寿命。虽然国内外一些学者已经针对油纸绝 缘在多应力作用下的老化特性做了不少研究，而且提出了一些有价值的油纸绝缘老化寿命 模型，但是，鲜有对在电热联合应力下油纸绝缘老化理化特性进行深入细致的研究，一个主 要原因就是开展电热联合应力作用下的油纸绝缘老化试验需要设计合理、性能可靠、运行 安全、取样方便的实验装置，这也是进行上述实验的难点。
技术实现思路
本专利技术针对现有实验平台中在模拟油纸绝缘老化过程试验时普遍存在的不能同 时施加电、热联合应力作用、取样困难、高温密封等难题，提出一种变压器油纸绝缘电热联 合应力老化的实验装置与方法，它结构简单，使用效果，运行安全，取样方便。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案4—种变压器油纸绝缘电热联合应力老化的实验装置，它包括外腔，外腔内设有至 少一个密封的内腔，在内腔中设有测试装置，测试装置设有高压电极和低压电极，试样置于 相互压紧的高压电极和低压电极间，高压电极分别与外腔外部的高压电源和电流测量与显 示系统连接。所述测试装置包括玻璃标本瓶，它安装在外部支架上，在玻璃标本瓶内盛有变压 器油，在变压器油中设有内部支架，内部支架吊装在外部支架上，在内部支架下部设有低压 电极，低压电极上方设有高压电极，高压电极与高压电极接线柱连接，高压电极接线柱与外 部高压电源连接。所述外部支架包括不锈钢底板，它通过不锈钢螺栓与绝缘板连接，不锈钢钢螺栓 顶部是保护地电极，它与外腔的金属壁连接；所述内部支架包括一对低压电极接线柱，它们 安装在绝缘板上，下部与电极-试样试验架连接，低压电极与电极-试样试验架间设有压紧弹簧。所述绝缘板下部以及不锈钢底板的上部均设有丁腈橡胶密封垫片。 所述低压电极接线柱外部套装小型聚四氟乙烯套管。所述外部高压电源包括高压套管为聚四氟乙烯套管，它通过不锈钢法兰穿入外腔 内；高压套管的顶部和底部设有防晕罩，导电杆贯穿整个高压套管，在高压套管顶部和底部 分别设有接线端，底部的接线端通过高压导线与高压电极接线柱连接。所述外腔是高温烘箱，温度可调范围为室温+10 300°C、温控精度为士0. 5°C。所述试样为油浸绝缘纸板试品。一种变压器油纸绝缘电热联合加速老化的实验方法，它的步骤为1)油浸绝缘纸板试品真空干燥、浸油处理；2)将准备好的油浸绝缘纸板试品置入高压电极和低压电极之间并压紧，然后将内 腔放入真空干燥箱，抽至50士5Pa的粗真空，通过注油阀注油适量的变压器油，取出内腔并 进行密封处理；3)内腔置入外腔并连接导线，将一定数量的密封好的内腔均勻放入外腔中，并将 高压电极、低压电极和保护地电极通过耐高温导线正确接线；4)升温、加电压进行电热联合加速老化试验，对油浸绝缘纸板试品15施加电和热 应力作用，设置外腔的加热温度，对高压电极施加电压，进行电热联合应力下油浸绝缘纸板 试品的加速老化实验；5)取出内腔对试样进行理化参数分析，得出油浸绝缘纸板在电热联合应力作用下 的老化规律。所述步骤1)中，首先将纤维素绝缘纸板放在真空烘箱中，抽至50 士 5 的粗真空， 并将温度升高并保持在110士0.5°C，干燥48h;降至室温后将干燥的试样取出，在空气中吸 潮，同时通过精密天平观察试样重量的变化，达到设定的微水含量后，再次放入真空干燥箱 并抽至50士5Pa的粗真空，温度升高至50°C，然后通过真空干燥箱上的注油阀在该温度下 对绝缘纸板进行真空浸油。本专利技术的变压器油纸绝缘电热联合应力下老化的实验装置，包括外腔与放置在外 腔内部的一定数量的内腔及测量与显示系统组成，内腔由筒状结构的玻璃标本瓶、设置于 筒状结构的玻璃瓶内的电极-试样结构，设置于筒状玻璃瓶上端的绝缘板，下端的不锈钢底板，连接和固定绝缘板的不锈钢螺杆，设置于绝缘板和不锈钢底板上的耐高温橡胶垫构 成，外部电压源通过外腔体上的高压套管与高压引线与内腔上端绝缘板的高压电极接线端 连接，再连接到电极-试样试验架的高压电极上，电极-试样试验架上的低压电极和保护地 电极通过高温导线分别与置于外腔外部的电流、电压测量与显示系统和外腔壳体相连接。设置于外腔上部的耐高温聚四氟乙烯高压套管，通过法兰与外腔上壁连接，导电 杆两端设置有起防止电晕的半球形不锈钢防晕罩。外腔是高温恒温烘箱，其温度可调范围为室温+10 300°C、温控精度为士0.5°C， 温度均勻度< 2°C，具有定时功能，内部空间尺寸为1200 X 1000 X 1500mm。筒状结构的玻璃标本瓶高度为135mm，内径90mm，壁厚为5mm。设置于筒状玻璃标本瓶内的电极-试样结构由高压电极、低压电极、油纸绝缘试 品构成，两电极均为黄铜材质，边缘均进行倒圆角处理。高压套管由聚四氟乙烯套管、导电杆、接线柱、防晕罩、及法兰组成，导电杆通过两 个呈半球形的防晕罩的中心孔，导电杆的两端为与输入输出高压线的接线柱，聚四氟乙烯 套管通过法兰与外腔的上壁连接。低压电极的导杆上设置有压紧弹簧。设置于筒状玻璃瓶上端的绝缘板为改性双马来酰亚胺树脂板，耐温等级为H级。一种变压器油纸绝缘电热联合应力加速老化的实验方法，包括如下步骤1)纤维素绝缘纸板真空干燥试样处理，首先将绝缘纸板裁成直径65mm的圆片状， 放在真空烘箱中，抽至50士5Pa的粗真空，并将温度升高并保持在110士0. 5°C，在真空度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变压器油纸绝缘电热联合应力老化的实验装置，其特征是，它包括外腔（１），外腔（１）内设有至少一个密封的内腔（２），在内腔（２）中设有测试装置，测试装置设有高压电极（１６）和低压电极（１４），试样（１５）置于相互压紧的高压电极（１６）和低压电极（１４）间，高压电极（１６）分别与外腔（１）外部的高压电源和电流测量与显示系统（５）连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉峰，尹奎龙，朱文兵，王世强，张冠军，慕世友，辜超，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：发明
国别省市：88
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