[發(fā)明專利]一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410584918.5
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104330711A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃旭煒;魯旭;王安東;王健;韓帥;李慶民;王高勇;劉偉杰;曹志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置是恒溫烤箱(6)下部設(shè)置耐溫絕緣支架(8)，試樣灌封盒(7放在耐溫絕緣支架(8)上；由發(fā)生器(1)和功率放大器(2)組成高頻脈沖電源，在功率放大器(2)的高壓輸出端串聯(lián)保護(hù)電阻(3)、觸發(fā)電流傳感器(4)和數(shù)字示波器(5)，保護(hù)電阻(3)和、觸發(fā)電流傳感器(4)的節(jié)點(diǎn)與試樣高壓電極(Ⅰ)連接，功率放大器(2)的接地端連接試樣地電極(Ⅱ)，接在試樣地電極(Ⅱ)上的泄漏電流傳感器(9)與數(shù)字示波器(5)連接；數(shù)字示波器(5再與計(jì)算機(jī)(12)、數(shù)據(jù)庫(11)和處理系統(tǒng)(10)串聯(lián)在一起。

2.一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)試驗(yàn)方法，其特征在于，實(shí)施步驟包括:制取老化絕緣試樣、電熱聯(lián)合老化、采集老化過程中及老化后試樣的唯象數(shù)據(jù)、測試?yán)匣霸嚇悠返慕殡娂袄砘阅堋⒗匣癄顟B(tài)評估；具體如下：

1)試樣制備過程

(1)取高溫固化環(huán)氧樹脂原料，按照通用設(shè)備制造的灌注規(guī)程將原料成分按3MTMScotch-WeldTM雙組份結(jié)構(gòu)型2216B/A環(huán)氧樹脂灌封膠，按體積比混合：B：A＝2：3；

(2)將試樣高壓電極Ⅰ、試樣地電極Ⅱ插入預(yù)先定制的試樣灌封盒，使兩個(gè)電極保持在一定的距離L＝1.2mm,±0.05mm

(3)將上述(1)配好的原料灌注到試樣灌封盒中，再將其置于預(yù)先調(diào)好120℃的恒溫烤箱中固化2h，取出；

(4)將獲取的灌封環(huán)氧樹脂試樣在無水乙醇中清洗，再用超聲進(jìn)行清洗處理，去除表面雜質(zhì)的影響，將處理后的試樣在恒溫烤箱內(nèi)恒溫50℃干燥2h后取出；

2)電熱聯(lián)合老化

(1)將試樣灌封盒7的試樣高壓電極Ⅰ、試樣地電極Ⅱ分別接在高壓端和地電極上，并將試樣灌封盒整個(gè)放在恒溫烤箱內(nèi)的耐溫絕緣支架上；

(2)對試樣施加10kV的單極性高頻脈沖電壓，其頻率為5kHz、上升沿為5μs，恒溫烤箱內(nèi)溫度設(shè)置為120℃，相繼進(jìn)行100h、200h、300h的電熱聯(lián)合老化試驗(yàn)后取出備用；

3)唯象數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)

(1)數(shù)據(jù)采集，通過觸發(fā)電流傳感器獲取老化過程中與試樣連接的地線上的實(shí)時(shí)局部放電脈沖電壓信號和觸發(fā)電壓信號；

(2)數(shù)據(jù)匯集，將上述的電壓信號通過同軸電纜傳輸?shù)綌?shù)字示波器，并通過USB協(xié)議將離散化的電壓數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；

(3)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)從數(shù)字示波器獲取實(shí)時(shí)電壓信號，并對所獲取的實(shí)時(shí)信號進(jìn)行濾波處理；

(4)數(shù)據(jù)存儲，將經(jīng)過濾波處理的實(shí)施電壓信號的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中，以形成歷史電壓數(shù)據(jù)，供以分析和老化狀態(tài)分析；

(5)數(shù)據(jù)分析，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對存儲所得的歷史電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取局部放電特征參數(shù)，形成唯象分析圖譜，分析試樣的絕緣老化狀態(tài)；

4)介電及理化性能測試試驗(yàn)，寬頻介質(zhì)損耗頻率譜測試，使用寬頻介電阻抗分析儀測試頻率在5×10^-2～10³Hz范圍內(nèi)變化時(shí)試樣的介質(zhì)損耗值，確定為1kV的測試電壓，測試在20℃、真空條件下進(jìn)行；對老化試驗(yàn)各階段所獲得的試樣分別測試，在掃描寬頻范圍內(nèi)獲取介電阻抗的頻譜；

5)傅里葉紅外光譜，采用紅外光譜儀對試樣進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中，將老化后的灌封試樣提取表層絕緣材料制成50mm*50mm的方形薄片試樣進(jìn)行紅外光譜掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由OPUS-Viewer軟件讀出；

6)老化狀態(tài)評估

(1)唯象判斷狀態(tài)評估

通過唯象數(shù)據(jù)分析，在線獲取最大放電量相位分布圖譜、平均放電量相位分布圖譜、放電幅值相位分布圖譜、放電次數(shù)相位分布圖譜和Φ-Q-N圖譜，其中：

所述最大放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的最大放電量；

所述平均放電量相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的平均放電量；

所述放電幅值分布圖譜，表示對不同幅值的放電次數(shù)的統(tǒng)計(jì)；

所述放電次數(shù)相位分布圖譜，表示分布在整個(gè)相位區(qū)間內(nèi)各部分的放電次數(shù)；

由此說明Φ-Q-N圖譜表示放電量、放電次數(shù)與放電相位之間的關(guān)系，通過上述頻譜明顯看出，隨著老化時(shí)間的增加，圖譜特征統(tǒng)計(jì)量的差異性逐漸增大；說明飽和電抗器絕緣試樣的放電圖譜與其老化程度存在明顯的相關(guān)性；因此，在線采集泄漏電流數(shù)據(jù)獲得進(jìn)行唯象判斷可以用來評估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)；

(2)介電及理化性能評估，由于不同老化時(shí)間的試樣其寬頻介質(zhì)損耗頻譜曲線有著明顯差異，隨著老化時(shí)間增加，通過試樣介質(zhì)損耗值在整個(gè)頻譜上在增大的特征，說明介質(zhì)損耗和老化程度上存在明顯的相關(guān)性；因此對介損頻譜的測量可以用來評估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)；

(3)在對從飽和電抗器灌封絕緣試樣表面提取的測試樣品進(jìn)行紅外光譜分析中，可以發(fā)現(xiàn)隨著老化時(shí)間的增加，在特定波數(shù)附近的吸收度會存在明顯的增大，這就意味對和電抗器絕緣試樣的紅外光譜與其老化程度也存在著明顯的相關(guān)性；因此對紅外光譜的測量同樣可以用來評估飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)。