一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统与流程

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统。

背景技术：

变压器套管(以下简称套管)是将变压器内部的高压线引到油箱外部的出线装置，是变压器的重要附件。110kV及以上变压器套管，通常为油纸电容型。它由瓷套、电容芯子、中心铜管、头部的储油柜、中部的安装法兰和尾部的均压球等部分组成。套管整体用头部的强力弹簧通过中心铜管串压而成，其中的电容芯子是由绝缘纸和铝箔加压力交替卷在中心铜管上成型的。铝箔形成与中心铜管并列的同心圆柱体电容屏，屏数可为10-60层。油纸电容型套管是根据电容分压原理卷制而成的，电容芯子作为主绝缘，外部为瓷绝缘，里面注入变压器油。

套管作为变压器的主要附件，其运行状态是否良好对于变压器供电可靠性至关重要。统计数据表明套管故障占变压器事故的20-30％左右，其中套管绝缘受潮引起的故障比例占据首位，而水分是引起油纸绝缘劣化的重要因素，因此通过试验研究油浸式电容型套管进水受潮缺陷具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统，包括在线监测装置和局部放电测试仪，还包括：与交流电源连接的调压器，用于调整测试所用的运行电压，与所述调压器连接的变压器，与所述变压器的次级绕组连接的保护电阻，与所述保护电阻连接的第一试品电容和第二试品电容，与所述第一试品电容连接的第一检测阻抗，所述局部放电测试仪与所述第一检测阻抗连接用于检测所述第一检测阻抗两端的局部放电信号，与所述第二试品电容连接的第二检测阻抗，所述在线监测装置与所述第二检测阻抗连接用于检测所述第二检测阻抗处的电信号；

其中，所述变压器包含待测套管，所述第一检测阻抗的另一端和所述第二检测阻抗的另一端接地。

一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法，用于上述所述的测试系统，包括：

S10：在初始状态下，测量得到常温环境中各待测套管的油中微水含量、本体介损、电容量、绝缘电阻值以及吸收比；

S11：在升温过程中，依次测量所述待测套管在各温度值下所对应的10kV介损和电容量，在降温过程中，通过在线监测装置得到所述待测套管在各温度值下所对应的10kV介损、电容量、高压介损和泄露电流值；

S12：对所述待测套管注入预定量的水后，在升温过程中，测量所述待测套管在各温度值下所对应的10kV介损和电容量，在降温过程中，测量所述待测套管在各温度值下所对应的10kV介损、电容、高压介损和泄露电流；

S13：在常温环境中，通过所述在线监测装置得到各所述待测套管的10kV介损和电容量，同时通过局部放电测试仪得到所述待测套管的局部放电信号；

S14：当达到预定时间时，判断当前测量结果与步骤S13中的10kV介损、电容量和局部放电信号是否发生变化，如果是，返回步骤S12，否则控制调压器持续调压，同时周期性地测量所述待测套管的介损和电容量，直至所述待测套管出现渗漏油、裂纹或超过步骤S13中电容量5％以上为止。

优选地，所述待测套管的数量为3支。

优选地，所述步骤S11中，所述升温过程的起点为常温，最大温度值为90℃。

优选地，所述步骤S11中，所述降温过程的起点为90℃，终点为常温。

优选地，所述步骤S11，在所述升温过程中，每次升温幅度为10℃，且保温3小时。

优选地，所述步骤S12中首次对所述待测套管注入预定量的水分别为10ml、20ml、30ml，后续均为30ml。

优选地，所述步骤S12在升温过程之前还包括：在将所述待测套管置于烘房内的情况下，周期性地测量所述待测套管的油中微水含量和10kV介损，直至测量结果没有变化为止。

优选地，所述步骤S12，在所述升温过程中，每次升温幅度为10℃，且保温3小时。

优选地，所述步骤S14中，所述预定时间为3周时间。

本发明所提供的油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统，基于真型变压器套管，在不同含水量和不同温度下，对套管的介损、电容量、局部放电信号、吸收比等参数进行检测，以得到测量结果。该测量结果可以作为分析其变化规律的参考数据。该测试方法对于后续研究套管的故障特征、演变和恶化过程提供了帮助；对于变压器套管进水受潮缺陷的预防和提高变压器安全运行具有非常重要的实际意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统的结构图；

图2为本发明提供的一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明提供的一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统的结构图。如图1所示，油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统(以下简称系统)，包括在线监测装置10和局部放电测试仪11，还包括：与交流电源AC连接的调压器T1，用于调整测试所用的运行电压，与调压器T1连接的变压器T2，与变压器T2的次级绕组连接的保护电阻Zf，与保护电阻Zf连接的第一试品电容Ck和第二试品电容Cx，与第一试品电容Ck连接的第一检测阻抗Z1，局部放电测试仪11与第一检测阻抗Z1连接用于检测第一检测阻抗Z1两端的局部放电信号，与第二试品电容Cx连接的第二检测阻抗Z2，在线监测装置10与第二检测阻抗Z2连接用于检测第二检测阻抗Z2处的电信号；

其中，变压器T2包含待测套管，第一检测阻抗Z1的另一端和第二检测阻抗Z2的另一端接地。

在具体实施中，变压器T2的参数可以根据实际情况选择，例如可以是具体应用环境中使用的真实参数。调压器T1用于将电源AC的电压进行调整，例如将电压有小达到调节，或者由大到小调节，能够获取电压最大值范围内的全部电压值。变压器中包含待测套管，在待测套管正常情况下，通过局部放电测试仪以及在线监测装置能够获取相应的测量结果，但是在待测套管不正常的情况下，也能通过局部放电测试仪以及在线监测装置能够获取相应的测量结果，只不过该测量结果与正常时得到的测量结果是不同的。在正常情况和不正常情况下得到的测量结果能够反应出何种测量结果对应待测套管处于何种状态，从而能够估计出使用中的变压器的套管是否出现故障。

本发明中，主要是获取待测套管受潮后对应的各个测量结果，通过这些测量结果分析出变化规律，为预防变压器故障提供可靠的数据。

本实施例提供的测试装置，为测试方法提供必要的硬件测试基础，能够得到待测套管在线工作时对应的测量结果，对后续工作中提取表征故障演变过程的特征参量，分析其变化规律以及预防和提高变压器安全运行具有非常重要的实际意义。

图2为本发明提供的一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法的流程图。如图2所示，包括：

S10：在初始状态下，测量得到常温环境中各待测套管的油中微水含量、本体介损、电容量、绝缘电阻值以及吸收比。

本发明中，初始状态指的是，各个待测套管没有受潮的情况，常温指的是25℃。在本步骤中，在常温环境中通过相应的测试仪器得到各个待测套管的初始参数，例如油中微水含量、本体介损、电容量、绝缘电阻值以及吸收比。由于测量上述参数用到的仪器均为现有技术，因此，本实施例不再赘述。需要说明的是，本步骤不需要在上述实施例中的油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统中进行。

作为一种优选的实施方式，待测套管的数量为3支。可以理解的而是，待测套管的数量可以任意选取，但是如果数量过少，例如一个的话，测量结果没有对比性，如果数量过多，则测试过程较为繁琐。

S11：在升温过程中，依次测量待测套管在各温度值下所对应的10kV介损和电容量，在降温过程中，通过在线监测装置得到待测套管在各温度值下所对应的10kV介损、电容量、高压介损和泄露电流值。

本步骤，对步骤S10中的待测套管进行升温测量和降温测量。在升温过程中，依次得到各待测套管在不同温度值下的10kV介损和电容量。这里依次的意思，可以是对每个待测套管逐一升温得到一系列测量结果，也可以在同一个温度值下，得到全部待测套管在该温度值时对应的测量结果。优选的为后者对应的实施方式。

作为一种优选的实施方式，升温过程的起点为常温，即25℃，最大温度值为90℃，即终点90℃。可以理解的实施，最大温度值可以根据实际情况设定，例如，为了过程较为简单，还可以设置最大温度值为50C。

作为一种优选的实施方式，降温过程的起点为90℃，终点为常温。可以理解的实施，降温过程的最大温度值就是升温过程的最大温度值。

作为一种优选的实施方式，每次升温幅度为10℃，且保温3小时。

在上述实施例中，只限定了温度值的起始范围，并没有限定升温的降温的幅度。可以理解的是，采用多大范围的幅度升温或降温可以根据实际情况设定，但是为了达到更好的测量结果，本实施例中优选升温幅度为10℃，且每次升温完毕之后，再保温3小时才进行相应的测量。这样做的目的在于，能够使得待测套管的温度更加接近设定的温度值。

S12：对待测套管注入预定量的水后，在升温过程中，测量待测套管在各温度值下所对应的10kV介损和电容量，在降温过程中，测量待测套管在各温度值下所对应的10kV介损、电容、高压介损和泄露电流。

在步骤S10和步骤S11中均是待测套管没有受潮的情况下进行的测量，而在本步骤中，要在待测套管受潮的情况下进行测量。首先对各待测套管注入预定量的水，然后进行升温和降温过程的测量。由于本步骤获取的各个参数的方法均是本领域技术人员所熟知的技术，本实施例不再赘述。

由于待测套管已经受潮，因此得到的测量结果与步骤S11得到的测量结果不同。通过将温度值与各个测量结果相对应就能得到不同温度下，各个参数的变化过程。

作为一种优选的实施方式，首次对待测套管注入预定量的水分别为10ml、20ml、30ml。可以理解的是，该实施方式是针对3支待测套管的实施方式，如果是5支待测套管，则可以为10ml、15ml、20ml、35ml、30ml。至于对待测套管注入多少水可以根据实际情况设定，并不是只有上述一种量值的方式。

作为一种优选的实施方式，步骤S12在升温过程之前还包括：在将待测套管置于烘房内的情况下，周期性地测量待测套管的油中微水含量和10kV介损，直至测量结果没有变化为止。

之所以加这一步骤，是能够让受潮的待测套管更加均匀，并且更加符合实际运行情况，例如在某一时刻，使用中的变压器的套管受潮了，但是随着时间的推移，受潮的套管会慢慢变干。通过这一步骤我们就可以判断出受潮到变干的过程中，是否对变压器的影响较大，变干后是否能够正常使用。

作为一种优选的实施方式，在升温过程中，每次升温幅度为10℃，且保温3小时。

S13：在常温环境中，通过在线监测装置得到各待测套管的10kV介损和电容量，同时通过局部放电测试仪得到待测套管的局部放电信号。

在各待测套管受潮后，分别进行了升温和降温的过程，此时受潮的待测套管已经趋于平稳状态，将其安装在变压器内，运行图1所示的装置，得到10kV介损和电容量以及局部放电信号。

需要说明的是，在本步骤中，降温过程中需要在上述实施例所述的油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试系统中进行。

S14：当达到预定时间时，判断当前测量结果与步骤S13中的10kV介损、电容量和局部放电信号是否发生变化，如果是，返回步骤S12，否则进入步骤S15；

S15：控制调压器持续调压，同时周期性地测量待测套管的介损和电容量，直至待测套管出现渗漏油、裂纹或超过步骤S13中电容量5％以上为止。

本发明中的预定时间可以根据实际情况设定，例如在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，预定时间为3周时间。当到达预定时间，例如3周时，再次测量各个待测套管10kV介损和电容量，和局部放电信号，如果本次测量结果与步骤S13中的测量结果没有发生变化，则继续控制调压器调整输出电压，并周期性的测量上述参数，直到待测套管出现渗漏油、裂纹或超过步骤S13中电容量5％以上为止；如果发生变化，则说明待测套管受潮不是很严重，可以进一步让其受潮，即返回步骤S12，继续执行S12-S14。如果是第二次或第三次等给待测套管注水，则注入量为均为30ml。

在上述实施例中，通过每个步骤就能得到待测套管在各种不同环境下，例如不同温度，不同潮湿度的测量结果，通过分析这些测量结果就可以得到待测套管的性能。采用逆向分析，当测量变压器的性能后，就可以反推出，该变压器的套管是否出现受潮的问题，以及受潮是否严重。

本实施例提供的油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法，基于真型变压器套管，在不同含水量和不同温度下，对套管的介损、电容量、局部放电信号、吸收比等参数进行检测，以得到测量结果。该测量结果可以作为分析其变化规律的参考数据。该测试方法对于后续研究套管的故障特征、演变和恶化过程提供了帮助；对于变压器套管进水受潮缺陷的预防和提高变压器安全运行具有非常重要的实际意义。

以上对本发明所提供的油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。