[发明专利]电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统及测试方法，该系统包括：测试仪、比例混合器、气体罐组、点火能量发生器以及变压器油恒温加热装置；测试仪的内腔通过进油管路以及出油管路与变压器油恒温加热装置相连以接入循环油路；比例混合器的输入端分别与气罐组中的多个气罐连接，比例混合器的输出端与测试仪的内腔连通以将来自多个气罐的可燃气体按比例混合后输入测试仪；点火能量发生器的点火端连接至测试仪内腔，为测试仪提供点火电弧。测试方法包括采用测试系统分别进行不同温度下、不同气体组分条件以及变压器油与可燃气体共存情况下的点燃试验。本发明可测试不同变压器故障引发的可燃气体的点燃机理。

技术领域

本发明涉及电力系统防灾减灾技术领域，尤其涉及一种电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统及测试方法。

背景技术

变压器是电力系统广泛应用的核心电工装备。变压器电压高，内部含有大量可燃油，易发生火灾，烧毁变压器，造成大面积长时间停电。随着变压器电压等级升高，容量增大，运行环境日益复杂。近年，变压器火灾频发，严重威胁电网安全运行。2014年，英国英伦海峡变压器起火，欧洲之星国际列车一度停运；2019年，山东1000kV泉城变变压器发生爆炸，导致一死两伤；此外，近年来，西安南郊变电站和天山、宜宾等特高压换流站也相继发生火灾，烧毁多台变压器及阀厅，直接经济损失惨重达数亿元。变压器起火主要原因为变压器局部故障后绝缘油裂解出的可燃气体经带电部位放电电弧点燃，从而引发火灾。研究运行中的变压器火灾点燃与发生机理，对于灾害前期控制措施指导意义重大。

现有变压器火灾试验系统主要局限于点燃常温或加热后的变压器油，开展燃烧特性、灭火特性试验，这对火灾发生后的灭火措施具有较好的指导作用，但无法在火灾发生前的预控措施方面提供指导。

发明内容

本发明提供了一种电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统及测试方法，用以解决目前无法在变压器火灾发生前的进行有效的预控措施的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统，包括：测试仪、比例混合器、气体罐组、点火能量发生器以及变压器油恒温加热装置；

测试仪的内腔通过进油管路以及出油管路与变压器油恒温加热装置相连以接入循环油路；比例混合器的输入端分别与气罐组中的多个气罐连接，比例混合器的输出端与测试仪的内腔连通以将来自多个气罐的可燃气体按比例混合后输入测试仪；

点火能量发生器的点火端连接至测试仪内腔，为测试仪提供点火电弧。

优选地，测试系统还包括控制模块，控制模块分别与测试仪、变压器油恒温加热装置、比例混合器、以及点火能量发生器连接，以获取测试仪中的腔内温度和气压，变压器油恒温加热装置的加热温度和进出油量，比例混合器的混合气体组分及比例，以及点火能量发生器点火功率和点火时间。

本发明还提供一种采用上述的电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统的测试方法，用于进行不同温度下的变压器油火点火机理试验，包括以下步骤：

通过控制模块调节变压器油恒温加热装置的加热油温以调节初始油温；

调节测试仪内腔的腔内温度以模拟不同的环境温度；

调节点火能量发生器的点火功率与点火持续时间以调节点火能量，待油温与环境温度达到设定值并稳定后启动能量发生器进行点火；重复调节点火能量和点火步骤，直到测试出在指定初始油温和指定环境温度下的变压器油临界点火能。

本发明还提供一种采用上述的电场条件下模拟变压器火灾燃烧的测试系统的测试方法，用于开展不同气体组分点燃试验，包括以下步骤：

根据运行数据中不同变压器故障类型导致变压器油分解产生的不同可燃气体组分及比例，通过控制模块调节比例混合器将来自多个气罐的可燃气体按比例混合后输入测试仪；