[发明专利]研究负载条件下套管内绝缘水分分布的实验方法

说明书

本发明公开了一种研究负载条件下套管内绝缘水分分布的实验方法，先搭建测试系统，再对套管模型进行受潮处理，将温度调整至参考温度，并保持恒定，用高温冲击装置对套管模型持续施加冲击负载，用工频介损测试仪得到套管主绝缘电容芯子不同位置的工频介损，根据工频介损与含水量的函数关系，得出冲击负载下套管模型主绝缘不同位置的含水量，及主绝缘水分分布状态与扩散特性，以评估牵引变压器套管在冲击负荷下的受潮状态。本发明能够模拟油浸式套管主绝缘的均匀受潮，消除温度对实验结果的影响，在该条件进行主绝缘不同位置工频高压介损实验，可以得到冲击负荷下牵引变压器套管的水分扩散特性，从而准确地研究牵引变压器套管主绝缘的受潮机制。

技术领域

本发明属于套管绝缘实验领域，具体设一种研究负载条件下套管内绝缘水分分布的实验方法。

背景技术

随着我国高铁事业发展，牵引供电系统中的电力设备安全、可靠运行愈发引起更多重视。套管作为牵引变压器的附属装置，对高压引线起到支撑绝缘装置作用，其受潮、老化等绝缘状态对牵引变压器乃至整个牵引供电系统具有重要影响。牵引负荷具有很强的冲击性，具有负载变化幅度大、过载系数高等特点，在冲击性负荷的作用下，牵引变压器套管内绝缘的水分分布不同于普通电力变压器套管的水分分布特征，进而给牵引变压器套管内绝缘的受潮状态的有效评估带来了极大的影响。为了能够有效地评估牵引变压器套管内绝缘的受潮状态，必须首先明确负载条件下套管内绝缘水分分布特征，因此急需一种研究负载条件下套管内绝缘水分分布的实验方法。

发明内容

为了研究负载条件下套管内绝缘水分分布特征，本发明提供一种研究负载条件下套管内绝缘水分分布的实验方法，包括以下步骤：

第一步：搭建测试系统

搭建负载条件下套管模型水分含量测试系统，主要由特制电容芯子、电传动系统、工频介损测试系统、温度控制系统、受潮系统组成，电容芯子(1)被第一绝缘隔板(6a)、第二绝缘隔板(6b)隔断为三层，架设在绝缘油箱(9)，箱体内填充绝缘油(10)，箱体内壁安装电热丝(13)、冷凝管(12)，接入温度控制器(5)，温度控制器(5)接收第一温度传感器(11a)、第二温度传感器(11b)数据通过控制电热丝(13)、冷凝管(12)通断以控制油温；工频变压器(14)输出接入工频介损测试仪(15)，工频介损测试仪(15)测量端接第一测量端子(4a)测试第一绝缘层(3a)的工频介损，工频介损测试仪(15)测量端接第二测量端子(4b)测试第二绝缘层(3b)的工频介损，工频介损测试仪(15)测量端接第三测量端子(4c)测试第三绝缘层(3c)的工频介损；高温冲击装置(17)集成带有继电装置的控制器，控制内部安装的电热丝对装填的绝缘油(18)进行加热，将油温控制在0～300℃，通过软管(16)和离心泵(19)与电容芯子(1)的中心铜管(2)紧密连接，将不同温度的高温冲击装置内部装填的绝缘油(18)充入铜管(2)，模拟套管受到冲击负载时的热效应；加湿器(20)通过软管(22)、循环泵(21)与绝缘油箱(9)形成闭合气路通道，产生水分对电容芯子(1)进行受潮；

第二步：套管受潮处理

开启加湿器(20)，气体水分通过软管(22)与绝缘油箱(9)建立气路通道，循环泵(21)在软管(22)中间加速循环，湿度控制器(23)根据湿度传感器(24)监测绝缘油箱(9)水分，微水传感器(25)监测到电容芯子(1)水分含量达到预设值后加湿器(20)工作停止；

第三步：测试环境温度，调整测试温度

使用第一温度传感器(11a)、第二温度传感器(11b)测试环境温度，若环境温度小于参考温度，温度控制器(5)接通电热丝(13)，升高绝缘油(10)油温，使其达到参考温度；若环境温度大于参考温度，温度控制器(5)接通冷凝管(12)，降低绝缘油(10)油温，温度控制器(5)通过内部继电装置，控制电热丝(13)、冷凝管(12)保持油温稳定在参考温度；

第四步：开启高温冲击装置，施加冲击负载