[发明专利]一种变压器油纸绝缘热老化的实验装置与实验方法

权利要求书

1.一种变压器油纸绝缘热老化的实验装置，包括外腔(1)与设置在外腔(1)内部的内腔(2)、及介电参数测量与显示系统(11)组成，其特征在于：内腔(2)由筒状结构的主腔体(5)、设置于筒状结构的主腔体(5)上的油枕(4)、设置于筒状结构的主腔体(5)内部的电极-试样试验架(7)与主腔体(5)的周边的至少一个副腔体(8)构成，副腔体(8)连接有副腔体阀门(20)与对应的主腔体阀门(14)通过拆卸结头(21)连接，外部电压源通过外腔体(1)上的高压套管(3)与高压引线(9)与内腔(2)的主腔体(5)上的高压电极接线端(19)连接，再连接到电极-试样试验架(7)的高压电极接线柱(31)上，电极-试样试验架(7)上的测量电极(25)和保护电极(24)通过高温同轴电缆(10)与介电参数测量仪器与显示系统(11)相连接，在主腔体(5)上设置抽气口(18)与注油口(32)。

2.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：设置于筒状结构的主腔体(5)上的油枕(4)，其下端与主腔体(5)的上盖连接，其油枕(4)的上口部设置有起密封作用的硅胶密封囊(12)。

3.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述设置于筒状结构的主腔体(5)内部的电极-试样试验架(7)由上绝缘板(28)、下绝缘板(37)及其连接上下绝缘板的固定杆(26)与绝缘支座(27)、高压电极(22)、保护电极(24)与保护电极(24)同轴设置并与其隔离开的测量电极(25)构成，高压引线(9)通过高压电极接线柱(31)连接的高压电极(22)。

4.根据权利要求3所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述的高压电极(22)及测量电极(25)的导杆上均设置有压紧弹簧。

5.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述的外腔(1)是高温烘箱，温度可调范围为室温+10～300℃、精度为±0.5℃，内部空间尺寸为600×800×900mm。

6.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述主腔体(5)、副腔体(8)的盖板与腔体之间均设置有密封胶垫(13)。

7.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述的副腔体(8)有4个，呈中心对称状设置于筒状结构的主腔体(5)的周边。

8.根据权利要求1所述的变压器油纸绝缘热老化的实验装置，其特征在于：所述的高压套管(3)由接线柱(39)、防晕罩(40)、导电杆(41)、穿墙套管(42)及法兰(43)组成，导电杆(41)通过两个呈半球形的防晕罩(40)的中心孔，导电杆(41)的两端为与输入输出高压线的连接机构(39)，穿墙套管(42)通过法兰(43)与外腔(1)的上壁连接。

9.一种变压器油纸绝缘热老化的实验方法，包括如下步骤，其特征在于：

1)绝缘纸板真空干燥试样处理，首先将绝缘纸板放在真空烘箱中，抽至50±5Pa的粗真空，并将温度升高并保持在110±0.5℃，在真空度明显下降时应再次抽真空，将绝缘纸板试品保持在50±5Pa的粗真空中进行干燥48h，待降至室温后将干燥的纸板试样取出，在空气中吸潮，同时通过精密天平观察试样重量的变化，是否达到设定的微水含量；

2)进行放置试品和注油操作，根据试验设定的油纸比例将所需的绝缘纸板试品均匀放入主腔体和四个副腔体中，并将进行介电参数测量的绝缘纸板试品放入高压电极(22)与测量和保护电极(24)之间并通过压紧弹簧压紧，将各电极接线连好后，把副腔体和主腔体密封；

3)安装副腔体，把四个副腔体(8)通过拆卸结头(21)安装到主腔体(5)四周，然后把主腔体阀门(14)和副腔体阀门(20)全部打开，使副腔体(8)和主腔体(5)连通，连接真空泵和抽气口接嘴(18)，打开抽气口阀门(17)将整个内腔压力抽到50±5Pa的真空；

4)注入变压器油，通过注油口(32)将变压器油注入，直至变压器油进入油枕(4)的高度为5-20mm为止；

5)加速热老化，将注好变压器油的内腔(2)置入外腔(1)中，并接好高压引线(9)及与测量和保护电极连接的高温同轴电缆(10)，根据实验设定的热老化温度设置高温烘箱的加热温度，进行热老化实验；

6)在线介电参数测量可以在热老化过程中随时测量油浸绝缘纸板的介电常数、介质损失因数、体积电导率、复电容等参数并得到相关实验数据；

7)离线试样理化参数分析主要是通过在试验过程中根据需要暂停热老化，将试样冷却至室温，关闭一个副腔体上的所有主腔体阀门(14)和副腔体阀门(20)，拧开拆卸结头(21)，将副腔体(8)从主腔体(5)内取出并打开提取变压器油(6)试样和绝缘纸板试品(23)，进行油中气体检测、糠醛浓度检测、纸板聚合度检测等相关试验并得到具体实验数据。