[發明專利]一種模擬油浸紙套管缺陷的方法

有效

• 申請號: 201410318815.4
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104049167B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 蔚超;陸云才;陶風波;吳鵬;王有元;陳璧君;吳俊鋒;劉航
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種模擬油浸紙套管缺陷的方法，特別涉及一種模擬油浸紙套管制作工藝缺陷及絕緣老化、受潮缺陷的方法。

背景技術

近年來，變壓器故障屢有發生，套管故障約占變壓器故障總數的30％，在附件故障中一直處于高發狀態。特別是套管的電容芯子一旦出現放電等事故便極易造成爆炸，一旦套管爆炸，將引起主設備損壞，將危及整個電網的安全。變壓器套管不僅把變壓器內部的高、低壓引線引到油箱之外，實現與外部網絡連接，同時還起著固定引線的作用，故套管必須滿足電氣強度和機械強度的雙重要求。同時，套管是載流元件之一，在變壓器運行中將長期通過負載電流，必須具有良好的熱穩定性，以承受短路時的瞬間過熱。高壓套管的絕緣性能要能長時期經受電、力、熱以及它們聯合作用的嚴格考驗。套管以變壓器油浸漬的電纜紙和金屬均壓板組成的多層圓柱形電容器(簡稱電容芯子)作為主絕緣，瓷套作為外絕緣及變壓器油的容器。

目前國內外各種檢測手段都有一定的片面性，還沒有形成完善可靠的油浸紙套管絕緣老化、缺陷及壽命診斷技術。因此，研究實驗室制作油紙電容型絕緣老化和受潮工藝，分析油紙電容型絕緣老化、受潮的介電響應特性是十分重要和必要的。另外，油紙電容型絕緣設備在運行過程中，會受到來自電力系統的各種沖擊，致使絕緣損傷甚至失效引發事故，所以研究可能出現的絕緣缺陷情況是十分必要的。經相關機構的統計分析，套管缺陷中的三位首要原因依次是：接頭部分過熱、絕緣受潮、制造工藝缺陷，分別占缺陷總數的20.6％、17.6％、14.9％；而現場對套管的監測與診斷主要依據例行試驗與診斷性試驗，測量特征參量也主要集中在介損與電容量上，對絕緣老化狀態評估的準確度不高，需要進行進一步的試驗研究。實驗室開展的套管研究主要對已發生缺陷的套管參數進行測試，試驗難度、工作量較大，限制了套管診斷的發展。

因此，目前急需一種能夠高效、準確地模擬油浸紙套管缺陷的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種模擬油浸紙套管缺陷的方法，該方法針對以電纜紙為固體絕緣的油浸紙套管，結合實際生產工藝與運行缺陷情況，在實驗室搭建了所述的部分制作缺陷、絕緣老化和受潮缺陷分析平臺，用于研究所述套管的介電響應變化規律，從而為尋求所述缺陷的最佳特征量表征方式提供依據。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種模擬油浸紙套管缺陷的方法，通過建立模型，對油浸紙套管制作工藝缺陷、絕緣老化缺陷、絕緣受潮缺陷進行模擬；

所述套管制作工藝缺陷模型用于模擬套管在生產和使用過程中出現的問題，包括電容芯子鋁箔極板錯位、極板局部開裂、極板皺褶、卷制疏松和軸向直徑不均勻五種缺陷；

所述套管絕緣老化缺陷模型用于研究電容芯子老化特性，在該模型中指定電纜紙層數，且各電容屏極板長度一致；

所述絕緣受潮缺陷模型用于對套管實際使用過程中的受潮情況進行模擬。

進一步，所述套管制作工藝缺陷包括電容芯子鋁箔極板錯位、極板局部開裂、極板皺褶、卷制疏松和軸向直徑不均勻五種缺陷；

所述鋁箔極板錯位缺陷模擬包括：第1層極板正常，從第2層開始極板長度公差按±10mm進行循環包繞；

所述極板局部開裂缺陷模擬包括：第1、2、3層極板邊緣開裂，開裂方式為：正常包繞好后用刀將邊緣劃壞150mm左右；

所述極板皺褶缺陷模擬包括：將鋁箔包松，且不抹平，直接包繞；

所述卷制疏松缺陷模擬包括：將紙調松，達到疏松的目的；

所述軸向直徑不均勻缺陷模擬包括：控制卷紙機纏繞電纜紙的疏密程度。

進一步，所述套管絕緣老化缺陷模型用于研究電容芯子老化特性，具體包括：按照10kV套管進行設計，電容芯子長度為335mm，導電桿內徑是35mm，外徑是45mm，共4層極板；干燥后的電纜紙試品進行48h的浸油處理，目的是使油和紙充分混合，達到油紙間的水分平衡，在140℃下進行連續熱老化，每次得到一個老化程度的試品后，便開展不同溫度下的PDC和FDS實驗，實驗結束后再進入下一個老化階段。

進一步，所述絕緣受潮缺陷模型用于對套管實際使用過程中的受潮情況進行模擬；其中，電纜紙受潮試品的紙樣制備包括以下步驟：1)試品準備，新絕緣紙折疊成形，總共6份；2)90攝氏度下真空干燥48小時；3)選出4份進行大氣吸潮，然后統一浸油；4)90攝氏度下真空干燥48小時；5)冷卻至室溫油紙夾入電極，模型放入容器，注油浸漬，30攝氏度恒溫24小時之后，試品準備完成。