[發明專利]利用電荷測量PEA法對變壓器油流動時絕緣系統測量的裝置

有效

• 申請號: 201710198591.1
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107024643B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 韓旭杉;馬彥宏;鄭偉;范迪龍;錢康;吳鍇;代杰;成傳暉
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網公司;西安交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種利用電荷測量PEA法對變壓器油流動時絕緣系統測量的裝置，包括一個帶有翼緣的圓柱狀上殼體和一個與其相連接的長方體狀的下殼體，在上殼體和下殼體之間墊有墊片；所述上殼體中心設有PEA測量上電極，所述下殼體中心設有與所述PEA測量上電極相對應的PEA測量下電極，在PEA測量上電極和PEA測量下電極之間間隔有由墊片中心孔構成的測量區油流通道；所述下殼體中設有與所述測量區油流通道相連通的流油通道，流油通道與下殼體上所設的進油孔和出油孔相貫通，由外部油流控制系統連通所述進油孔和出油孔構成變壓器油流動測量通道。本發明根據油流動力系統性能的不同可實現的油流帶電研究的流速范圍和平均電場范圍，誤差小，測量效果好。

技術領域

本發明屬于大型電力設備絕緣破壞機理研究方法，涉及一種實驗裝置，特別涉及換流變壓器變壓器油及油紙絕緣特性研究的電極系統。

背景技術

輸電網絡建設對輸電設備制造技術提出了更高的要求。從絕緣結構上看,普通電力變壓器的主絕緣結構設計基于薄紙板小油隙理論,紙板的作用主要是分隔油隙,基本上不具備單獨承受電壓的能力,紙筒厚度薄且總量小。但在換流變壓器中由于直流電場的存在,主絕緣中需要更多的紙板來承擔大部分的直流電壓,閥側繞組要被多層紙板及角環包繞,主絕緣中紙筒的厚度和用量遠高于普通變壓器,而且換流變壓器的絕緣結構更加緊密、復雜。

在換流變壓器中,變壓器油起到絕緣與冷卻的雙重作用,為改善變壓器的溫升性能,大容量變壓器大多采用了強迫油循環的冷卻方式。隨著容量的提升,變壓器的溫升也越發明顯。在傳統的絕緣結構中,通常采用提高油流速度的方式來控制變壓器的溫升。但是油流速度的提升,給換流變壓器油紙絕緣體系帶來了新的問題——油流帶電。

由于直流電壓下油流帶電量遠大于交流，因此與普通交流電力變壓器相比,換流變壓器的油流帶電問題將更加嚴重。所以為確保直流輸電的可靠,必須及時開展換流變壓器油流帶電問題的理論分析與試驗研究,以預防換流變壓器在設計、生產、使用、操作及維護中因油流帶電問題導致的事故或危害。

在變壓器系統中，由于固體絕緣紙板與變壓器油的相對摩擦運動，以及直流電壓下的電荷注入和遷移等，使得在油紙絕緣的接觸面和內部出現電荷分離現象，由于變壓器油的流動使分離的電荷彼此遠離產生電荷遷移、并且可能在絕緣結構中發生電荷積聚，當累積到一定程度后固體絕緣表面電荷通過放電釋放，這個過程會造成沿面閃絡，嚴重的時候會導致擊穿，對絕緣性能行成破壞性影響。因此，油流帶電問題是研究換流變壓器絕緣性能過程中一個非常重要的問題。油流帶電特性的研究直接關系到換流變壓器能否正常運行^[3]。

目前，國內外對油流電荷的測量研究主要局限于油中電荷量的測量，無法測量絕緣紙及油紙-油界面處的電荷量變化。而較為傳統的測量固體電介質內部電荷分布的方法，如電聲脈沖法(PEA法)、探針法等，對液體介質中電荷分布的研究較少，而對油流時的電荷分布尚無人研究。鑒于變壓器油流動時油紙-油或油紙-油-油紙等結構中可能出現大量的電荷不均勻分布而影響系統的絕緣性能，發明一種能夠測量變壓器油流動時絕緣系統中電荷測量PEA法電極裝置十分必要。

發明內容

針對上述現有油流帶電及絕緣介質中空間電荷測量電極系統存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種更加高效更加全面的測量實驗裝置。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。

一種利用電荷測量PEA法對變壓器油流動時絕緣系統測量的裝置，包括一個帶有翼緣的圓柱狀上殼體和一個與其相連接的長方體狀的下殼體，在上殼體和下殼體之間墊有墊片；

所述上殼體中心設有PEA測量上電極，所述下殼體中心設有與所述PEA測量上電極相對應的PEA測量下電極，在PEA測量上電極和PEA測量下電極之間間隔有由墊片中心孔構成的測量區油流通道；