具有热油循环功能的油纸绝缘介电响应测量装置的制作方法

本发明涉及具有热油循环环功能的油纸绝缘介电响应测量装置，属于变压器技术领域。

背景技术：

变压器是电力系统中最为昂贵和重要的设备之一，其安全稳定运行将对整个电网的可靠性和安全性产生重大影响。随着变压器容量的不断增大，重量及体积逐步成为运输的制约因素。对于油纸绝缘型设备，往往采取抽空内部绝缘油的方法以减轻运输重量，然后使用大型专用特种运输工具进行运输。为了避免存储以及运输过程中的外部潮气渗入，充入干燥氮气并保持正压。充氮存放本属于临时措施，因各种原因，厂内及工程现场长时间充氮存放情况屡见不鲜。工厂没有长期存储程序文件及工艺要求，没有长时间充氮存放变压器的特殊试验要求或安装调试注意事项，并且也没有长时间充氮存放处理经验可供参考和借鉴。因此变压器出厂试验结束后长时间充氮存放存在较大的质量风险。另外，在经过长期的充氮存放之后，当需要对变压器进行现场组装时，工程上经常采取措施对变压器的油纸绝缘结构进行干燥处理，以排出油纸绝缘在存放过程中由于各种可能而残留的水分，无论是热油循环法还是绕组加热法，其原理的核心在于通过对油纸的适当加热使得水分排出，但对这些方法的干燥效果尚未有定量的结论。

和运行状态下的油浸式电力变压器相比，长期存放的情况下的变压器的内、外界环境和条件均有所区别，因此其绝缘状态变化的机理和影响因素也有所不同。目前对于变压器充氮长期存放的研究仅限于对绝缘状态变化的定性分析和对个别长期存放变压器的绝缘电阻、击穿电压和工频介损等指标的测量对比，而对于变压器长期存放的相关实验研究，以及经过长期存放的变压器的绝缘状况诊断手段还十分缺乏，且目前还没有可以实现油纸绝缘长期存放以及热油循环功能的试验装置。

因此，需要设计专门的长期存放试验装置，来开展油纸绝缘结构的充氮长期存放试验研究，进一步对出厂后长期存放设备的绝缘状况进行诊断评估，为长时间充氮存放处理积累经验，同时，基于介电响应技术的优势，所设计装置如果具备对油纸绝缘结构的加热干燥功能，则可以有效验证其干燥的效果，从而对于变压器投运后的绝缘强度形成初步的评判，对于出厂设备的质量把控和电力系统最终的安全稳定运行具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有热油循环功能的油纸绝缘介电响应装置，以开展相应的油纸绝缘结构的长期存放和热油循环试验研究。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种具有热油循环功能的油纸绝缘介电响应装置，包括装置装置主体、真空气压表、高密封性真空球阀、耐高温可拆卸支架、螺栓固定式连接杆及循环油泵，其特征在于：所述装置主体设置有三电极测量装置、气阀、油阀、温度传感器探针、可拆卸支架，所述三电极测量装置由高压电极、测量电极、辅助电极构成；所述密封盖板和装置主体之间设有密封圈，通过螺杆固定将密封圈压紧；所述装置主体装装有可拆卸支架通过螺纹与装置主相连接；所述密封盖板上装设有气阀、气压指示表；所述温度传感器探针通过导线与外部智能仪表相连接。

所述装置主体与密封盖板之间设置有密封圈和凹槽，气阀、油阀、气压指示表和装置主体相接处涂有密封胶。

所述高压电极外设有聚四氟乙烯板，以固定高压电极的水平位置，测量电极和辅助电极之间通过聚四氟乙烯隔离绝缘并固定为一体。

所述气阀装设于密封盖板上，油阀装设于装置主体的底座上。

所述气压指示表安装在密封盖板上，气阀连接氮气罐或空气泵，油阀通过导管与油罐连接。

所述温度传感器探针装设于装置主体的底座上，通过导线和外部智能仪表相连接，以测量装置内气体温度。

一种油纸绝缘长期存放的试验方法，包括油纸绝缘试品的真空浸油方法，油纸绝缘试品的长期存放方法，长期存放试品的介电响应测量方法，受潮油纸绝缘试品的热油循环处理方法。其特征在于：

所述油纸绝缘试品的真空浸油方法步骤为：将干燥的绝缘纸板放在高压电极和测量电极之间，将真空泵与气阀相连，保持油阀处于关闭状态，先打开真空泵后打开气阀，对装置内部进行抽真空处理，然后将导管与油阀连接，将另一端伸入油液中，关闭气阀打开油阀，利用外部大气压将变压器油压入装置内部，直至绝缘纸板被油充分淹没，静置一定时间使绝缘纸板充分浸油。

所述油纸绝缘试品的长期存放方法步骤为：对于充分浸油的纸板试品及试验装置，用导管将气阀与氮气罐相连接，打开气阀并向装置内充入氮气，通过气压指示表判断装置内氮气气压，待其内部氮气气压大于一个大气压时，关闭气阀，打开油阀，利用内外气压差将油液排出，然后将气阀与真空泵连接，将装置内抽真空，再通过气阀向装置内充入氮气并保持正压。

所述长期存放试品的介电响应测量方法步骤为：将待测试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将试品自然压紧，将外施电压通过上电极接线柱接高压电极，将测量电极与外接设备的测量端相连接，将辅助电极接地，通过外接测量设备分别测量施加在试品上的电压和流过试品内部的电流，可进一步得到试品的介电谱。

所述受潮油纸绝缘热油循环试验方法步骤为：在实验室通过烘箱加热绝缘油，使绝缘油达到相应的预期温度，通过导管与耐高温管道式油泵连接。使装置内部呈无油状态并保持油泵管道的阀门打开并关闭其他阀门。利用油泵将热油注入装置直至热油完全浸没试品，关闭油泵管道阀门。保持浸油状态一定时间后打开排油阀门并利用导管和抽油装置将内部热油排出装置主体，完成一个热油循环周期。为改变试验变量，可多次循环相同温度的油样以进行油温影响试验，亦可在不同循环次数下测量从而探究循环次数对干燥效果的影响。

在测量试品的介电响应时，将辅助电极接地，以屏蔽流过试品表面的电流，通过测量电极测量流过试品内部的电流，得到较准确的测量结果。

在油纸绝缘试品的充氮长期存放过程中，可根据气压指示表读数改变气压，可根据温度传感器监控温度并配合加热装置改变装置内温度，实现不同气压和不同温度下的长期存放。

本发明采用如上技术方案的有益效果是：实现了油纸绝缘试品的长期存放及其介电响应测量，并能够通过热油循环的方法对受潮油纸绝缘进行绝缘干燥处理，以实现对常用的变压器现场干燥处理方法进行模拟和评估，为长期存放后变压器的绝缘状况以及处理后的绝缘性能做出评价。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图对其作进一步说明。

如图1所示，全密封式油纸绝缘充氮长期存放试验装置包括装置主体1、三电极测量装置2、气阀3、油阀4、温度传感器探针5、可拆卸支架6、密封盖板7、螺杆8和气压指示表9。装置主体1呈圆柱形，三电极测量装置2位于装置主体内部，电极均呈圆柱形，其中辅助电极和测量电极固定于装置主体1的底座上，分别通过测量接线柱和接地接线柱从主体底座引出，高压电极由有机玻璃板水平固定，通过高压接线柱引出。试验时将制备好的油纸绝缘试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将其压紧。装置主体1和密封盖板7之间用螺杆8固定，两者之间设有密封圈和凹槽，通过拧紧螺杆来压紧密封圈，保证装置的气密性。气阀3装设于密封盖板7上，连接真空泵或氮气瓶，用来抽真空或充氮，油阀4装设于装置主体1的底座上，用来注入或排出绝缘油。温度传感器探针5装设于装置主体1的底座上，与外部智能仪表相连，用来监测装置内部环境温度。装置主体1的底座上装设有可拆卸支架6，可根据实验需要调整装置高度。气压指示表9装设于密封盖板7上，用于监测装置内气体压强。

本实施例应用时：

在对绝缘纸板进行真空浸油时，先将干燥的绝缘纸板放在高压电极和测量电极之间，将真空泵与气阀相连，保持油阀处于关闭状态，先打开真空泵后打开气阀，对装置内部进行抽真空处理，然后将导管与油阀连接，将另一端伸入油液中，关闭气阀打开油阀，利用外部大气压将变压器油压入装置内部，直至绝缘纸板被油充分淹没，静置一定时间使绝缘纸板充分浸油。

在进行油纸绝缘试品的长期存放试验时，首先需要将装置内部绝缘油排出。对于放入了充分浸油的纸板试品的试验装置，用导管将气阀与氮气罐相连接，打开气阀并向装置内充入氮气，通过气压指示表判断装置内气压，待其内部气压大于一个大气压时，关闭气阀，打开油阀，利用内外气压差将油液排出，然后将气阀与真空泵连接，将装置内抽真空，再通过气阀向装置内充入氮气并保持正压，即可得到存储于一定气压的氮气环境中的油浸纸板试品。

在测量流过油浸纸板试品的电流时，将待测试品放置于高压电极和测量电极之间，由高压电极自身重量将试品自然压紧，将外施电压通过上电极接线柱接高压电极，将测量电极与外接设备的测量端相连接，将辅助电极接地，以消除流过试品表面的电流的影响。

在油纸绝缘试品的充氮长期存放过程中，可根据气压指示表读数改变气压，可根据温度传感器监控温度并配合加热装置改变装置内温度，实现不同气压和不同温度下的长期存放。

在进行热油循环干燥操作过程中，在实验室通过烘箱加热绝缘油，使绝缘油达到相应的预期温度，将足量的有取出并通过导管与耐高温管道式油泵连接。使装置内部呈无油状态并保持油泵管道的阀门打开并关闭其他阀门。利用油泵将热油注入装置直至热油完全浸没试品，关闭油泵管道阀门。保持浸油状态一定时间后打开排油阀门并利用导管和抽油装置将内部热油排出装置主体，完成一个热油循环周期。为改变试验变量，可多次循环相同温度的油样以进行油温影响试验，亦可在不同循环次数下测量从而探究循环次数对干燥效果的影响。

定期检验装置的密封性，具体操作为：打开气阀并与氮气瓶连通，关闭油阀，通过氮气瓶向腔体内充入一定压力的氮气，并关闭气阀。观察气压指示表示数，如果在较长时间内，气压指示表示数基本保持不变，则表明装置密封性良好。