[發明專利]一種在高壓直流電場檢測油紙電導率的測量設備及方法

有效

• 申請號: 201210579571.6
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103901276A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 于會民;馬書杰;張綺;郭春梅;王會娟;王鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01R27/14
• 分類號: G01R27/14
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種在高壓直流電場檢測油紙電導率的測量設備及方法，屬于變壓器油的絕緣性檢測技術領域。

背景技術

近年來，我國直流輸電工業已經進入大電網、特高壓電網的發展時期，相繼建成±500kV、±660kV和±800kV特高壓直流輸電工程。換流變壓器是直流輸電工程中極其重要的輸變電設備，其行業發展與電力工業的整體發展密切相關。國內換流變壓器行業通過引進國外先進技術，使產品品種、水平及高電壓變壓器容量都有了大幅度提高。運行中換流變壓器主要承受高電壓、雷電沖擊和操作過電壓的長周期作用，因此作為換流變壓器中主要絕緣材料的變壓器油和絕緣紙板除應具備較好的抗電壓擊穿性能外，還應具備較低直流電場下的電導率，即較高的電阻率，電導率與電阻率互成倒數關系。

目前，國內外用于評價變壓器油電阻率標準方法有GB/T5654（等效于IEC60247）、DL/T421、ASTM?D1169等標準，其原理是在直流電場強度為250～500V/mm下，測量1分鐘內的電導電流，換算得到絕緣油的體積電阻率；GB/T21216（等效于IEC61620）原理是在直流電場強度為10～100V/mm下，測量1分鐘內的電導電流，換算得到絕緣油的體積電導率。用于評價絕緣紙板電阻率標準方法有GB/T1410、IEC60093、ASTM?D257等標準，其原理是在直流電壓為500～1000V下，測量電導電流，計算出絕緣材料的體積電阻率。現有標準方法在直流電場強度約為250～1000V/mm下考察變壓器油或絕緣紙板的電阻率，而換流變壓器設計中，油紙絕緣體系統承受的直流電場強度為2kV/mm～20kV/mm。現有標準方法試驗的條件與換流變壓器油紙的實際工況相差較大，不能真實反應變壓器油和絕緣紙板在實際直流電場強度下的電導性能。目前，國內沒有測量變壓器油和絕緣紙板復合體系下電導率的測量設備和方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種在高壓直流電場強度下考察變壓器油、絕緣紙板或油紙體系電導率的測量裝置和方法。

其技術原理為：變壓器油在高溫下，在絕緣紙板存在條件下，快速施加直流高電壓，直流電場強度達到為2kV/mm～20kV/mm，進行充電，充電一定周期后，快速斷開直流高電壓，并快速接地，直至電流為零，停止測試，在整個充電和放電過程中，記錄低壓電極上的電流值，快速充電時產生極化電流值和穩定時期電流值的高低表明變壓器油的電導性能，即變壓器油的絕緣性能好壞。

本發明所述的在高壓直流電場檢測油紙電導率的測量設備，包括120kV直流高壓發生器、高壓開關系統、高壓電極杯、高低溫試驗箱、控制系統。控制系統通過通信線與120kV直流高壓發生器和高低溫試驗箱相連進行控制，120kV高壓直流發生器通過保護電阻與高壓開關系統的高壓輸入端相連，高壓開關系統的高壓輸出端與電極杯高壓端相連，電極杯低壓端通過保護電阻與控制系統的微電流計相連，控制系統與高壓開關系統之間通過無線系統進行信號傳輸；電極杯放置在可控制溫度的試驗箱內。

高壓開關系統由高壓輸入端、無線控制箱、絕緣支柱、接地底座、上150kV充電高壓繼電器、絕緣連接套、高壓輸出端、保護電阻和下150kV放電高壓繼電器組成，高壓輸入端安裝在150kV充電高壓斷電器上端，150kV充電高壓繼電器下端和150kV放電高壓繼電器的上端通過保護電阻與高壓輸出端相連；150kV放電高壓繼電器的下端接連在接地底座上，無線控制箱通過安裝在接地底座上的絕緣支柱的支撐固定到絕緣連接套側面，絕緣連接套用于固定150kV充電高壓繼電器、150kV放電高壓繼電器和保護電阻；由于150kV充電高壓繼電器的下端輸出端通常直接用于連接接地，控制線路與輸出端的絕緣距離只能承受220V或380V工頻電壓，不能直接用于100kV高壓輸出，因此，要實現100kV高壓的通斷，采用高壓懸浮電位技術，即，把充電高壓繼電器的下端輸出端和控制線路與大地之間采用絕緣支撐，絕緣距離大于150kV直流電壓，控制線路的供電和控制，就不能采用傳統的導線與電源直接連接方式，傳統的導線與電源直接連接方式只能承受很低的電壓（220V或380V），不能實現100kV直流高壓通斷，所以制造一種無線控制箱，無線控制箱通過安裝在接地底座上的絕緣支柱，與大地絕緣距離大于150kV直流電壓，無線控制箱中安裝RLD110H型號無線信號接收電路板和供電用的蓄電池，用于給從充電高壓繼電器控制線路供電和控制，從而實現100kV直流高壓的通斷。