[发明专利]不均匀温度下套管油纸绝缘频域介电谱实验系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及油浸式套管绝缘状态诊断领域，特别涉及一种不均匀温度下套管油纸绝缘频域介电谱实验系统与方法。

背景技术

变压器套管是电气设备的重要构件，用于变压器、电抗器等电气设备高压引线对金属外壳的绝缘，是电力系统的重要组成部分，其绝缘性能直接关系电网的安全、稳定和经济运行。油浸式套管在运行过程中，套管的中心导电铜管会通过大电流，由于电流的热效应套管的导电铜管将会产热，在长期的运行中电流通过导电铜管产生的热不能快速的散发出去将会聚集在套管内，使得套管的内绝缘发生热老化。由于油浸式套管内绝缘电容芯子的制造过程采取用绝缘纸(厚度0.08～0.15mm，常用0.12mm)，包绕在铜管上。

套管实际工程运行中，套管上部由于受引流线产热的作用温度最高，套管底部受变压器油温的作用温度较高但低于套管上部温度，套管中间部分是套管整体温度最低的部分。目前，在对套管油纸绝缘状态进行介电响应测试时，都是将整个套管放置于一种特定温度下进行测试，但是在实际工况中变压器套管不同部位呈现出温度分布不均匀的状态，因此，需要一种能够在不均匀温度下对套管油纸绝缘进行频域介电谱实验的系统与方法。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种不均匀温度下套管油纸绝缘频域介电谱实验系统与方法，以解决现有测试方法无法准确获得套管油纸绝缘的介电特性的技术问题。

根据本发明的实施例，第一方面示出一种不均匀温度下套管油纸绝缘频域介电谱实验系统与方法，用于在不均匀温度下对套管油纸绝缘进行频域介电谱实验，研究实际工况温度和不同温度下套管油纸绝缘的介电特性。主要由实验箱、油纸绝缘温度控制系统、带加热装置的绝缘油箱、12V直流电源、采集与控制系统、开关控制系统、介电响应测试仪、计算机构成，其中：

实验箱通过一号软管与油泵相连，油泵通过二号软管与带加热装置的绝缘油箱相连，带加热装置的绝缘油箱同时通过三号软管与实验箱相连，在实验箱、一号软管、油泵、二号软管、带加热装置的绝缘油箱、以及三号软管内进行变压器绝缘油的循环；

油纸绝缘温度控制系统，包括：一号固定盖、二号固定盖、一号铜管、二号铜管、三号铜管、四号铜管、一号PTC加热圆环、二号PTC加热圆环、三号PTC加热圆环、一号隔热层、二号隔热层、一号温度传感器、二号温度传感器、三号温度传感器、四号温度传感器、支架、一号导线、二号导线、三号导线、第一导线导线，将居里温度为T1℃的一号PTC加热圆环包裹在一号铜管内壁，将居里温度为T2℃的二号PTC加热圆环包裹在二号铜管内壁，将居里温度为T3℃的三号PTC加热圆环包裹在三号铜管内壁，一号铜管和二号铜管通过一号隔热层连接，二号铜管与三号铜管通过二号隔热层连接；将一号导线与一号铜管相连接，二号导线与二号铜管相连接，三号导线与三号铜管相连接，并使连接处在垂直方向上处于同一直线上；使用绝缘胶将一号固定盖、一号铜管、一号PTC加热圆环、二号铜管、二号加热圆环、三号铜管、二号固定盖依次相连；四号铜管放置于一号铜管、二号铜管、三号铜管的外层，通过一号螺栓、二号螺栓与一号固定盖连接、通过三号螺栓、四号螺栓与二号固定盖连接；将油纸绝缘温度控制系统设置于实验箱中轴处，一号温度传感器、二号温度传感器、三号温度传感器、四号温度传感器内置于实验箱，支架支撑整个实验箱；

12V直流电源通过导线直接与一号PTC加热圆环、二号PTC加热圆环、三号PTC加热圆环并联连接；

开关控制系统包括：一号导线、二号导线、三号导线、开关、开关、开关构成，将导线连接到开关，将导线连接到开关，将导线连接到开关，第一导线、第二导线连接至介电响应测试仪；

计算机与介电响应测试仪连接；

一号温度传感器、二号温度传感器、三号温度传感器、四号温度传感器采集实验箱内的温度数据，采集与控制系统采集处理温度数据，并根据所得数据控制带加热装置的绝缘油箱的加热状态与油泵的流速。

所述的实验箱采用复合结构，内层为环氧树脂材料、外层为新型陶瓷材料；

实验箱和带加热装置的绝缘油箱顶部均留有20％空间；

所述的温度传感器共四个，分别位于一号铜管、二号铜管、三号铜管处以及实验箱底部中心处；

所述的采集与控制系统采用以MCS-51单片机为核心，结合数模转换器件ADC0809构成，利用单片机的内部中断源产生中断，处理采集到的数据；

不均匀温度下套管油纸绝缘频域介电谱实验方法，开启采集与控制系统，使绝缘油进行油路循环，使实验箱中的绝缘油保持恒定油温T℃；