[發明專利]基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置及方法

有效

• 申請號: 202110543947.7
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113324913B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 張喬根;和曉輝;文韜;郭沖;張銳;吳治誠;王少琦;吳興旺;吳杰;尹睿涵;謝佳;楊海濤;張晨晨
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網安徽省電力有限公司電力科學研究院;合肥工業大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/51;G01N29/036
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

公開了一種基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置及方法，測定裝置中，平行板設在變壓器油中以產生空化泡，平行板中的一個固定連接設在樣品池外的微分頭以調節平行板之間的狹縫間距，另一個連接設在樣品池外的激振器，功率放大器放大正弦信號且發送到激振器，激振器對連接的平行板施加頻率與加速度可調的振動，平行板在其狹縫中產生交變壓力波以生成空化氣泡，中心光電探測陣列檢測通過空化氣泡的光散射的光強分布，信號處理系統基于光強分布判定變壓器油是否生成空化氣泡，根據空化氣泡生成時的振動的頻率與加速度信息生成交變壓力最大幅值，交變壓力最大幅值作為變壓器油的空化閾值。

技術領域

本發明屬于變壓器油參數檢測技術領域，特別是一種基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置及方法。

背景技術

油浸式電力變壓器是電力系統中的核心設備，其可靠運行對電力系統的安全穩定至關重要。而油紙絕緣因其良好的絕緣性能，被廣泛運用于變壓器的絕緣結構，但當油紙絕緣系統內出現氣泡時，其絕緣性能會受到嚴重影響，輕微的則會導致局部放電，嚴重的則會會導致油紙間隙的擊穿進而引起變壓器的爆炸。因此有必要掌握油紙絕緣系統中氣泡的產生條件，進而對變壓器的運行狀態進行評估，保證其安全可靠運行。

實際的油紙絕緣系統中會產生兩類氣泡，一類是由于溫度升高而導致紙中水分蒸發進而形成熱致氣泡，這一類氣泡的產生條件為起始溫度，現已有許多研究獲得了不同條件下的起始溫度；而另一類為振動導致油中壓力發生周期性變化，當局部壓力低于相應條件下的閾值時，會形成空化氣泡，該閾值與油紙絕緣的狀態密切相關，稱為空化閾值。但目前尚未有方法能夠獲得不同狀態下變壓器油的空化閾值，因此如何測定不同運行狀態下變壓器油的空化閾值，來指導變壓器的狀態的評估，成為目前亟待解決的問題。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置及方法。解決了油紙絕緣系統中空化氣泡產生條件的確定問題。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置包括，

樣品池，其容納變壓器油，所述樣品池的側壁由透光材料制成；

平行板，其設在所述變壓器油中以產生空化泡，所述平行板中的一個固定連接設在樣品池外的微分頭以調節平行板之間的狹縫間距，另一個連接設在樣品池外的激振器，

信號發生器，其生成預定頻率的正弦信號，

功率放大器，其一端連接所述信號發生器，另一端連接所述激振器，所述功率放大器放大所述正弦信號且發送到所述激振器，激振器對連接的平行板施加頻率與加速度可調的振動，所述平行板在其狹縫中產生交變壓力波以生成空化氣泡，

加速度傳感器，其設在所述平行板與所述激振器之間以測量所述振動的頻率與加速度信息，

激光源，其朝向所述樣品池以提供用于光散射的光源，

中心光電探測陣列，其設在所述樣品池遠離所述激光源的一側且與所述光源保持同心，中心光電探測陣列檢測通過空化氣泡的所述光散射的光強分布，

信號處理系統，其連接所述中心光電探測陣列和加速度傳感器以接收所述光強分布以及振動的頻率與加速度信息，信號處理系統基于光強分布判定變壓器油是否生成空化氣泡，根據空化氣泡生成時的振動的頻率與加速度信息生成交變壓力最大幅值，所述交變壓力最大幅值作為變壓器油的空化閾值。

所述的基于激振器的變壓器油空化閾值的測定裝置中，激光準直系統設在所述激光源和樣品池之間，激光準直系統包括，

物鏡，其接收并聚焦來自激光源的入射光，

針孔濾波器，其通過來自物鏡的入射光，