[实用新型]一种变压器油纸绝缘电热联合应力老化的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器老化状态检测技术领域，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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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，它结构简单，使用效果，运行安全，取样方便。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一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℃、温控精度为±0.5℃。

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±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；