[發(fā)明專(zhuān)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410584918.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104330711A
• 公開(kāi)（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(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于絕緣材料老化評(píng)估試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

隨著特/超高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，其在遠(yuǎn)距離大功率輸電、電纜輸電和交流系統(tǒng)的非同步聯(lián)絡(luò)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。包括直流換流閥、直流電壓器和飽和電抗器在內(nèi)的高壓直流輸電系統(tǒng)，既構(gòu)成現(xiàn)代新型直流輸電系統(tǒng)的主體，又引發(fā)直流輸電系統(tǒng)事故及電網(wǎng)大面積停電事故的源頭。與運(yùn)行在常規(guī)工頻50Hz的電力設(shè)備不同，飽和電抗器的正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)絕緣的損傷主要來(lái)自其承受高壓脈沖電壓的電應(yīng)力。根據(jù)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究，高壓脈沖電壓所帶來(lái)的陡峭電壓上升率會(huì)明顯加劇電氣絕緣材料的劣化，導(dǎo)致其絕緣過(guò)早老化。因此，如何評(píng)估飽和電抗器的老化狀態(tài)，避免因飽和電抗器的絕緣老化造成事故，成為了目前一個(gè)重要課題。

對(duì)于飽和電抗器絕緣老化狀態(tài)的評(píng)估，主要就是對(duì)在飽和電抗器的運(yùn)行條件下主要是灌封絕緣材料環(huán)氧樹(shù)脂狀態(tài)下的老化狀態(tài)研究。國(guó)外在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始了對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂材料的絕緣弱點(diǎn)檢測(cè)和老化檢測(cè)技術(shù)的研究，但主要是對(duì)其處于工頻正弦電壓下的老化狀態(tài)。對(duì)于50/60Hz工頻下環(huán)氧樹(shù)脂絕緣老化狀態(tài)的檢測(cè)研究，主要是集中在對(duì)于手段和方法的評(píng)估研究。而在飽和電抗器的運(yùn)行環(huán)境下的環(huán)氧樹(shù)脂材料對(duì)老化狀態(tài)評(píng)估在業(yè)內(nèi)的研究開(kāi)展較晚，在工程上還沒(méi)有公認(rèn)可供推廣和產(chǎn)業(yè)使用的老化試驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)及其相應(yīng)的設(shè)備。由于上述的原因，在高頻脈沖的新型飽和電抗器條件下對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的老化狀態(tài)研究的數(shù)據(jù)和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)積累較少，而缺乏相關(guān)可操作的試驗(yàn)手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種飽和電抗器絕緣加速老化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，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，試品灌封盒放在耐溫絕緣支架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。

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(guò)程中及老化后試樣的唯象數(shù)據(jù)、測(cè)試?yán)匣霸嚇悠返慕殡娂袄砘阅堋⒗匣癄顟B(tài)評(píng)估；具體如下：

1)試樣制備過(guò)程

(1)取高溫固化環(huán)氧樹(shù)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(shù)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)先定制的灌封盒7，使兩個(gè)電極保持在一定的距離L＝1.2mm,±0.05mm；

(3)將上述(1)配好的原料灌注到灌封盒7中，再將其置于預(yù)先調(diào)好120℃的恒溫烤箱6中固化2h，取出；

(4)將獲取的灌封環(huán)氧樹(shù)脂試樣在無(wú)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6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7整個(gè)放在恒溫烤箱6內(nèi)的耐溫絕緣支架8上；

(2)對(duì)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6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(guò)觸發(fā)電流傳感器9獲取老化過(guò)程中與試樣連接的地線(xiàn)上的實(shí)時(shí)局部放電脈沖電壓信號(hào)和觸發(fā)電壓信號(hào)；

(2)數(shù)據(jù)匯集，將上述的電壓信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)綌?shù)字示波器，并通過(guò)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)12從數(shù)字示波器5獲取實(shí)時(shí)電壓信號(hào)，并對(duì)所獲取的實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；

(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，將經(jīng)過(guò)濾波處理的實(shí)施電壓信號(hào)的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)11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(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10，對(duì)存儲(chǔ)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)；