变压器电故障模拟装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种变压器电故障模拟装置，它包括用于盛装绝缘油的油容器及设于油容器内用于放电的电极对，油容器的侧壁设有用于取出绝缘油的取油孔，并且油容器上开设有位于顶部的第一连接孔及位于底部的第二连接孔，电极对与示波器相连且包括相对设置的上电极和下电极，上电极穿过第一连接孔，下电极底部连接有穿过第二连接孔且用于接地的地电极；绝缘油加入到油容器内，上电极和下电极之间形成放电电场，当接通电源形成高压后，上电极和下电极之间形成电弧放电，致使电场中的绝缘油电离产生气体并溶解于绝缘油中；通过示波器准确模拟局部放电、击穿放电的变压器电故障，从取油孔可以连续获得各种电故障下的绝缘油样品，以测气体组分含量。
【专利说明】变压器电故障模拟装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种模拟装置，特别涉及一种变压器电故障模拟装置。
【背景技术】
[0002]油浸式变压器就是将变压器的线圈和磁芯浸泡在专用的变压器油即绝缘油里面，既可以散热又可以使线圈与空气隔绝，防止空气中的湿气对变压器的磁芯造成腐蚀，同时还可以起到一定的灭弧作用。当运行中的油浸式变压器承受异常的电作用时，将产生某些可燃性气体并大部分溶解于绝缘油中。在实际检测中一般利用油中溶解气体分析(DGA)技术可以有效地发现变压器内部早期故障。随着绝缘油的不断研制开发，新型绝缘油如合成酯、植物绝缘油逐渐取代以往常用的矿物绝缘油，这些绝缘油和一般的矿物绝缘油成分存在差异，因此会导致相同电故障作用下绝缘油及油纸混合绝缘的油中溶解气体存在差异。因此需要在试验状态下研究各种电故障下的油中溶解气体的情况，而不能简单地套用矿物绝缘油油中溶解气体的故障诊断准则。但是，现有技术中还没有能够准确模拟局部放电、击穿等各种变压器电故障并获得各种电故障下绝缘油及油纸混合绝缘的油中溶解气体组分含量的模拟装置。
[0003]因此，就需要一种能够准确模拟局部放电、击穿放电的变压器电故障并获得各种电故障下绝缘油及油纸混合绝缘的油中溶解气体组分含量的模拟装置，从而为判断变压器运行状况是否正常、是否存在潜伏性故障提供参考。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变压器电故障模拟装置，能够准确模拟局部放电、击穿放电的变压器电故障并获得各种电故障下绝缘油及油纸混合绝缘的油中溶解气体组分含量，从而为判断变压器运行状况是否正常、是否存在潜伏性故障提供参考。
[0005]本发明的变压器电故障模拟装置，它包括用于盛装绝缘油的油容器及设于所述油容器内用于放电的电极对，所述油容器的侧壁设有用于取出绝缘油的取油孔，并且所述油容器上开设有位于顶部的第一连接孔及位于底部的第二连接孔，所述电极对与示波器相连且包括相对设置的上电极和下电极，所述上电极穿过所述第一连接孔，所述下电极底部连接有穿过所述第二连接孔且用于接地的地电极。
[0006]进一步，本发明的变压器电故障模拟装置还包括用于控制所述油容器内的绝缘油循环流动的循环控制机构，所述循环控制机构包括油泵、进油管和出油管，所述进油管的一端与所述油泵的进油端连接、另一端固定在所述油容器上并形成连通结构，所述出油管的一端与所述油泵的出油端连接、另一端固定在所述油容器上并形成连通结构。
[0007]进一步，本发明的变压器电故障模拟装置还包括包裹所述油容器并用于调节绝缘油温度的调温箱，所述调温箱上设有与所述取油孔连接的油咀，所述上电极、地电极、进油管、出油管均穿过所述调温箱的壳体与所述油容器连接。
[0008]进一步，所述油容器上开设有位于下方侧壁的第三连接孔及位于顶部的第四连接孔，所述进油管、出油管分别通过所述第三连接孔、第四连接孔固定在所述油容器上。
[0009]进一步，所述第一连接孔设于所述油容器的顶部中心，所述第二连接孔设于所述油容器的底部中心，所述油容器与所述调温箱的顶部之间、底部之间均设有绝缘支柱，所述上电极与地电极均穿过相对应的所述绝缘支柱的中心。
[0010]进一步，所述油容器和调温箱上设有相匹配的用于观察放电过程的透明观察孔。
[0011]进一步，所述取油孔设在所述油容器侧壁上位于所述上电极与下电极之间的位置。
[0012]进一步，所述油容器由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
[0013]进一步,所述上电极包括连接棒及以可拆卸方式连接在所述连接棒末端的放电头，所述第一连接孔为螺孔，所述连接棒表面设有与所述第一连接孔相配合的外螺纹，使得所述连接棒可沿所述第一连接孔的轴向运动。
[0014]进一步,所述下电极呈板状，所述放电头呈针状、球状或者板状。
[0015]本发明的有益效果:本发明的变压器电故障模拟装置，绝缘油加入到油容器内并浸没下电极及上电极的下部，上电极和下电极之间形成放电电场，当接通电源形成高压后，上电极和下电极之间形成电弧放电，致使电场中的绝缘油电离产生气体并溶解于绝缘油中；通过示波器测量电压并实时采集放电波形，以灵活控制低能量的局部放电及高能量的击穿放电，从而准确模拟局部放电、击穿放电的变压器电故障，此外，通过改变电极对的形状和电极对之间的距离可以模拟不同类型和放电强度的电故障；从取油孔可以连续获得各种电故障下的绝缘油样品，以测量油中溶解气体组分含量，从而为判断变压器运行状况是否正常、是否存在潜伏性故障提供参考；本发明具有结构简单、操作方便、模拟性高的优点，具有很强的推广实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0017]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]图1为本发明的结构示意图，如图所示:本实施例的变压器电故障模拟装置，它包括用于盛装绝缘油的油容器I及设于所述油容器I内用于放电的电极对，所述油容器I的侧壁设有用于取出绝缘油的取油孔11，并且所述油容器I上开设有位于顶部的第一连接孔12及位于底部的第二连接孔13，所述电极对与示波器(图中未示出)相连且包括相对设置的上电极和下电极22，所述上电极穿过所述第一连接孔12，所述下电极22底部连接有穿过所述第二连接孔13且用于接地的地电极4 ;油容器I为圆筒状，采用绝缘材料制成；取油孔11尽量设在油容器I下部，当然也可以开设在油容器I底部，便于取油；示波器用于将电压信号转化为波形曲线，其结构及连接方式与现有技术一致，在此不再赘述；相对设置即上电极和下电极22之间具有空隙，而不直接接触；上电极与第一连接孔12之间、地电极4与第二连接孔13之间密封连接，防止电离出的气体泄漏；下电极22与地电极4相连，将无用的电流或噪声干扰导入大地保护使用者不被电击；绝缘油(或者绝缘油与绝缘纸板的混合物)加入到油容器I内并浸没下电极22及上电极的下部(即上电极穿入油容器I的一部分)，上电极和下电极22之间形成放电电场，当接通电源形成高压后，上电极和下电极22之间形成电弧放电，致使电场中的绝缘油电离产生气体并溶解于绝缘油中；通过示波器测量电压并实时采集放电波形，以灵活控制低能量的局部放电及高能量的击穿放电，从而准确模拟局部放电、击穿放电的变压器电故障，此外，通过改变电极对的形状和电极对之间的距离可以模拟不同类型和放电强度的电故障；从取油孔11可以连续获得各种电故障下的绝缘油样品，以测量油中溶解气体组分含量，从而为判断变压器运行状况是否正常、是否存在潜伏性故障提供参考。
[0019]本实施例中，本发明的变压器电故障模拟装置还包括用于控制所述油容器I内的绝缘油循环流动的循环控制机构，所述循环控制机构包括油泵51、进油管52和出油管53，所述进油管52的一端与所述油泵51的进油端连接、另一端固定在所述油容器I上并形成连通结构，所述出油管53的一端与所述油泵51的出油端连接、另一端固定在所述油容器I上并形成连通结构；循环控制机构可以使绝缘油循环流动，并控制绝缘油在油容器I内的流动速度，以模拟真实油浸变压器中绝缘油的油流速度，使模拟过程更接近真实；同时，循环流动可以使绝缘油的油中溶解气体更为均匀，使取样检测的结果更为准确；油泵51的结构与现有技术相同，在此不再赘述；采用油泵51可以方便控制油流速度，油泵51固定在油容器I外部，以简化本模拟装置的结构；进油管52和出油管53均与油容器I密封连接，形成输油管道。
[0020]本实施例中，本发明的变压器电故障模拟装置还包括包裹所述油容器I并用于调节绝缘油温度的调温箱6，所述调温箱6上设有与所述取油孔11连接的油咀7，所述上电极、地电极4、进油管52、出油管53均穿过所述调温箱6的壳体与所述油容器I连接；油容器I内设于调温箱6 ;调温箱6能够精确在0-120°C范围内进行控制，以模拟变压器正常运行时的温度，使模拟过程更接近真实、检测结果更为准确；加热箱采用双层钢板内填充保温材料如玻璃保温棉制成，可设计成形状规则的正方体状，方便控制仪表、加热管及冷凝器的安装，且外观整洁美观；保温箱采用加热电阻丝提供热源，采用半导体致冷器、散热器和排风扇进行湿度控制，采用智能温湿度控制器控制温湿度保证箱体内温度、湿度恒定；油咀7为类似现有的水龙头的结构，可控制绝缘油的流止及根据需要调整流出量，便于取样。
[0021]本实施例中，所述油容器I上开设有位于下方侧壁的第三连接孔14及位于顶部的第四连接孔15，所述进油管52、出油管53分别通过所述第三连接孔14、第四连接孔15固定在所述油容器I上；第三连接孔14设于取油孔11下方位置；第三连接孔14、第四连接孔15分别设于电极对的两侧，并且它们的轴线相垂直，以增强油泵51工作时对绝缘油的扰动作用，使绝缘油的循环更为彻底，油中的溶解气体更为均匀，减少试验误差。
[0022]本实施例中，所述第一连接孔12设于所述油容器I的顶部中心，所述第二连接孔13设于所述油容器I的底部中心，所述油容器I与所述调温箱6的顶部之间、底部之间均设有绝缘支柱8,所述上电极与地电极4均穿过相对应的所述绝缘支柱8的中心；第一连接孔12与第二连接孔13的轴线重合，同时电极对的设置也以轴线对称，便于油容器I的加工制造，上极板与下极板的中心正对，使它们之间的电场强度均匀，对绝缘油形成均匀的电离作用，减少试验误差；绝缘支柱8为绝缘子，支撑油容器I并使油容器I与调温箱6之间相对固定，同时保证电极对与调温箱6之间的绝缘，避免漏电，增强试验的安全性；当然，上电极至少其与调温箱6相接触得外表面需是保持绝缘的。[0023]本实施例中，所述油容器I和调温箱6上设有相匹配的用于观察放电过程的透明观察孔(图中未示出)；相匹配是指油容器I和调温箱6上的孔形状、大小一致，或者虽然不一致但是不影响观察；观察孔采用石英玻璃密封，方便观察和高速摄像机拍摄放电；当然，观察孔也可以替换为观察槽。
[0024]本实施例中，所述取油孔11设在所述油容器I侧壁上位于所述上电极与下电极22之间的位置；取油孔11的高度位于上电极的底端与下电极22的顶端之间，并且尽量靠近上电极的底端，在进行取油时，优先流出被充分电离的绝缘油，取出的油样中含有的油中溶解气体更均匀，以减少试验误差。
[0025]本实施例中，所述油容器I由聚甲基丙烯酸甲酯制成；聚甲基丙烯酸甲酯即有机玻璃，油容器I由有机玻璃制成，其机械强度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，且易于成型；当采用无色透明的有机玻璃时，还可以省略油容器I上的观察孔结构，便于加工制造。
[0026]本实施例中，所述上电极包括连接棒21a及以可拆卸方式连接在所述连接棒21a末端的放电头21b，所述第一连接孔12为螺孔，所述连接棒21a表面设有与所述第一连接孔12相配合的外螺纹，使得所述连接棒21a可沿所述第一连接孔12的轴向运动；连接棒21a外部绝缘，内部设有将电流导至放电头21b的部件如铜线；当然，连接棒21a也可以使用其它结构，只要能保证上电极与调温箱6之间的绝缘并且顺利放电即可；改变放电头21b的形状，以及连接棒21a通过自轴螺旋调整放电头21b与下极板之间的距离，均可以实现模拟不同类型和放电强度的电故障，便于进行实时调节；此外，为保证螺纹连接的密封度，在连接棒21a与第一连接孔12之间可增设密封圈。
[0027]本实施例中，所述下电极22呈板状，所述放电头21b呈针状；下电极22为一电极板；电极对形成针-板电极结构，放电头21b的尖端邻域有极强的电场，容易形成放电电场；当然，还可以将电极对替换成板-板、针-球等电极结构，以获得不同的放电特性。
[0028]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种变压器电故障模拟装置，其特征在于:它包括用于盛装绝缘油的油容器及设于所述油容器内用于放电的电极对，所述油容器的侧壁设有用于取出绝缘油的取油孔，并且所述油容器上开设有位于顶部的第一连接孔及位于底部的第二连接孔，所述电极对与示波器相连且包括相对设置的上电极和下电极，所述上电极穿过所述第一连接孔，所述下电极底部连接有穿过所述第二连接孔且用于接地的地电极。
2.根据权利要求1所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:模拟装置还包括用于控制所述油容器内的绝缘油循环流动的循环控制机构，所述循环控制机构包括油泵、进油管和出油管，所述进油管的一端与所述油泵的进油端连接、另一端固定在所述油容器上并形成连通结构，所述出油管的一端与所述油泵的出油端连接、另一端固定在所述油容器上并形成连通结构。
3.根据权利要求2所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:模拟装置还包括包裹所述油容器并用于调节绝缘油温度的调温箱，所述调温箱上设有与所述取油孔连接的油咀，所述上电极、地电极、进油管、出油管均穿过所述调温箱的壳体与所述油容器连接。
4.根据权利要求3所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述油容器上开设有位于下方侧壁的第三连接孔及位于顶部的第四连接孔，所述进油管、出油管分别通过所述第三连接孔、第四连接孔固定在所述油容器上。
5.根据权利要求4所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述第一连接孔设于所述油容器的顶部中心，所述第二连接孔设于所述油容器的底部中心，所述油容器与所述调温箱的顶部之间、底部之间均设有绝缘支柱，所述上电极与地电极均穿过相对应的所述绝缘支柱的中心。
6.根据权利要求5所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述油容器和调温箱上设有相匹配的用于观察放电过程的透明观察孔。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述取油孔设在所述油容器侧壁上位于所述上电极与下电极之间的位置。
8.根据权利要求7所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述油容器由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
9.根据权利要求8所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述上电极包括连接棒及以可拆卸方式连接在所述连接棒末端的放电头，所述第一连接孔为螺孔，所述连接棒表面设有与所述第一连接孔相配合的外螺纹，使得所述连接棒可沿所述第一连接孔的轴向运动。
10.根据权利要求9所述的变压器电故障模拟装置，其特征在于:所述下电极呈板状，所述放电头呈针状、球状或者板状。
【文档编号】G01R31/00GK103941128SQ201410188446
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月6日 优先权日:2014年5月6日
【发明者】张召涛, 李剑, 李晓斌, 田勇, 钟光强, 邹平, 陈晓陵, 艾林 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司长寿供电分公司