[发明专利]一种油纸绝缘频域谱的测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及油纸绝缘的性能测试领域，涉及一种油纸绝缘设备及材料绝缘性能测试装置。

背景技术

以油纸绝缘为主绝缘的电力设备如油浸式电力变压器、电抗器、互感器等在电力系统中具有重要作用。在长期运行过程中，由于受到电、热、机械、环境等联合应力的作用，设备的绝缘性能容易逐渐劣化，从而导致其机械强度下降，运行可靠性降低，进而引起故障的发生，严重时甚至会造成供电中断和大量的经济损失。油纸绝缘作为油浸式电力设备的主要绝缘机构，其劣化是不可逆的，一旦绝缘损伤或破坏，很难自我恢复，因此油纸绝缘性能的好坏往往决定了此类设备的运行可靠性和使用寿命。利用优良的测试技术对油纸绝缘的性能参数进行准确测试，进而对电力设备的绝缘状态和剩余寿命进行诊断和评估，这对制定设备的运行维护策略和节约检修成本具有重要意义。油纸绝缘性能参数主要指设备在运行过程中不断改变的一些劣化特征量，这些特征量可以分为直接和间接两种：直接特征量是指电力设备运行中绝缘所必须具有的性能，如介电强度、机械强度等；间接特征量是指和直接特征量相关，但无直接确定关系的参数，如绝缘电阻、介质损耗因数等。直接特征量的测试通常属于破坏性试验，并且存在取样困难，分散性大等缺点，而间接特征量的测试一般属于非破坏性试验，具有操作简单、抗干扰能力强、适用于现场等特点。

近几十年来，国内外发明了很多油纸绝缘性能参数的测试方法，就目前的研究现状来看主要包括两大部分：化学测试方法和电气测试方法。化测试学方法主要包括油中微水测试、油中气体分析(DGA)、纸板聚合度和抗张强度测试、油中糠醛成分测试等；电气测试方法主要包括局部放电法、极化/去极化电流法(PDC)、回复电压法(RVM)、频域介电谱法(FDS)等。化学测试方法虽然能直接获得油纸绝缘的性能参数，但一般要对材料进行取样，存在取样困难、操作复杂等缺点，并且取样过程对材料具有一定的破坏性。电气测试方法由于具有无破坏性、易操作、适用于现场等特点，近十年来一直是研究的热点，同时也得到了广泛的应用。RVM和PDC是在时域内对试品进行测试，都需要对试品施加一定的直流电压激励，由于油纸绝缘属于容性试品，具有存储电荷的功能，每次试验后都需要对试品进行长时间放电，因此测试时间较长，且在现场应用时抗干扰能力差；FDS是在频域范围内对试品进行测试，试验后无需对试品进行放电处理，具有较强的抗干扰能力。

频域介电谱法(FDS)以扫频的方式控制所施电压的频率，通过检测试品上的电压和流过试品的电流获得宽频范围内试品的介质损耗因数频谱曲线和复介电常数曲线。目前，FDS在国内的发展还处于初步阶段，主要集中在利用频域介电谱法研究水分、温度等因素对电介质绝缘性能的影响以及油纸绝缘状态诊断方面；研究时多是利用国外已有的FDS仪器对油纸绝缘性能进行测试和分析，国内还没有成型的基于频域介电谱的油纸绝缘测试仪器，国外虽具有成熟产品，但价格昂贵，因此有必要开发一种廉价的油纸绝缘频域谱测试装置。

发明内容

针对油纸绝缘的化学测试方法一般对油纸绝缘本身具有一定的破坏性，PDC和RVM两种方法测试时间长、现场抗干扰能力差、所获信息量少，国外测试仪器价格昂贵等问题，本发明提出如下技术方案：

一种油纸绝缘频域谱的测试装置，包括：计算机、模拟量输出卡、数据采集卡、接线端子板、、电压放大器、分压器、电流放大器、串口通信电缆、金属屏蔽壳、同轴电缆和虚拟仪器操作面板，模拟量输出板卡和数据采集卡插在计算机的PCI插槽上，两者分别通过接线电缆与模拟量输出卡接线端子板和数据采集卡接线端子板相连，电压放大器的输入端和输出端分别连接模拟量输出板卡接线端子板和试品的高压端，电阻分压器的两端分别连接试品高压端和数据采集卡接线端子板，电流放大器的电流输入端、电压输出端和控制端分别连接试品接地端、数据采集卡接线端子板和数据采集卡，电压放大器、分压器和电流放大器的接地端均接同一地线。

所述计算机为工控机，所述虚拟仪器操作面板在工控机上显示，用外接鼠标和键盘进行控制。

所述装置可以提供0～200V的测试电压峰值，扫频范围为10^-410³Hz，可以测量pA～mA级的电流。

所述装置的所有接地点均为同一接地点。

本发明的装置操作简单，方便灵活，可产生丰富的测量信息，便于试验结果的分析与处理，相对于国外的测试仪器，成本较低，因而适应于在实际工作中使用。

本发明具有以下有益效果：