[发明专利]一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统

说明书

本申请公开了一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统，包括油箱、高压电源装置、气泡注入装置和放电触发观测装置。油箱是击穿发生的主体装置，高压电源装置为油箱提供外施电压，气泡注入装置用于向油箱注入气泡，放电触发观测装置用于实现外施电压、击穿电信号及击穿影像的同步自触发采集。放电发生时，放电触发观测装置中的示波器存储击穿电信号、外施电压，同时输出TTL电平至高速摄像机的触发接口，高速摄像机存储击穿影像，实现了击穿电信号、外施电压和击穿影像的自动同步采集，从而能够为含气泡绝缘油的击穿机理研究提供研究素材。

技术领域

本申请涉及电力装备技术领域，更具体地说，涉及一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统。

背景技术

大型电力变压器内部主要采用油纸复合绝缘，其中，绝缘油的品质对整个变压器的绝缘性能有着重要的影响。绝缘油在长期运行过程中，由于局部放电、局部过热、变压器振动、密封不严等因素，不可避免的产生气泡。气泡作为变压器油中的一种典型绝缘缺陷，其介电强度较低且内部场强较大，易诱发局部放电，进一步引起绝缘油劣化，严重时可以诱发绝缘油被击穿，从而导致变压器故障。

因此，有必要深入研究含气泡绝缘油的击穿机理，在研究时必须精确控制气泡尺寸、气泡数量以及气体种类等因素。然而，在工频电压作用下，含气泡绝缘油击穿的触发和发展是一个复杂的物理过程，同步采集外施电压、击穿电信号以及击穿影像是研究液体电介质击穿机理的关键手段。在工频电压下，击穿发生的时刻是随机的，目前实验设备无法实现在气泡击穿时对影像和多种信号进行同步采集，导致难以深入研究含气泡绝缘油的击穿机理。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统，用于在气泡击穿过程中同步采集影像和多种信号，以便为含气泡绝缘油的击穿机理深入研究提供研究素材。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统，包括油箱、高压电源装置、气泡注入装置和放电触发观测装置，其中：

所述油箱用于盛装绝缘油，并设置有实验电极和橡胶孔，所述实验电极包括平行设置的高压电极和地电极，所述橡胶孔用于使气泡注入装置注入气泡并提供密封功能；

所述高压电源装置包括试验变压器、一端与所述试验变压器连接的保护电阻、与所述保护电阻的另一端连接的电容分压器、一端与所述保护电阻的另一端连接的阻塞电阻和套管，所述阻塞电阻的另一端通过套管与所述高压电极电连接，所述电容分压器并联于所述试验变压器的高压与地之间；

所述气泡注入装置由注射针和注射器组成，所述注射针用于透过所述橡胶孔深入到所述油箱中部；

所述放电自触发观测装置包括高速摄像机、光源、耦合电容、检测阻抗、衰减探头和示波器，所述检测阻抗的一端通过所述耦合电容与所述高压电极电连接，所述检测阻抗的一端还通过同轴电缆连接至示波器，所述检测电阻的另一端接地，所述示波器的输出端通过同轴电缆连接至所述高速摄像机触发接口，所述电容分压器通过所述衰减探头与所述示波器连接。

可选的，所述高压电极与所述地电极均为平板电极。

可选的，所述高速摄像机与所述光源分别置于所述油箱的两侧，且所述高速摄像机和所述实验电极以及所述光源三点共线设置。

可选的，所述检测阻抗并联有瞬态抑制二极管。

可选的，所述高速摄像机通过独立电源供电。

可选的，所述油箱上设置有法兰，其中：

所述法兰的朝向所述油箱的内部的一侧设置有所述高压电极、朝向所述油箱的外侧的另一侧设置有所述套管。

可选的，所述油箱上设置有电极调节装置，其中：