油纸复合绝缘介电响应测试系统的制作方法

本发明涉及一种电气设备绝缘老化与寿命预测领域，尤其涉及一种油纸复合绝缘介电响应测试系统。

背景技术：

近年来，基于介电响应技术由于其具有操作简便，携带绝缘信息丰富等特点得到了广泛的研究，尤其是具有抗干扰能力强等特点，在变压器油纸绝缘诊断领域得到了广泛关注。为了更好地应用介电响应技术在实验室研究变压器油纸绝缘的诊断方法，必须在实验室等效地模拟变压器的油纸绝缘结构，得到油纸绝缘准确的介电响应信息，而目前已有的测试电极，在测试过程中至少存在以下的几点问题和缺点：(1)测试样品在电极间的位置无法固定，可能导致上下电极直接接触短路，重复性也会受到影响；(2)测试过程中油纸间会出现气泡，导致介电响应曲线重复性较差；(3)无法精确控制油道、绝缘纸的尺寸比例，从而模拟多种变压器主绝缘结构。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新颖的绝缘介电响应测试系统，该绝缘介电响应测试系统可以更好地模拟油浸式电力变压器的油、纸屏障结构，改善了重复性并易于控制油道和绝缘纸的尺寸比例。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种油纸复合绝缘介电响应测试系统，包括壳体101、支座102、第一电极103、第二电极104和多根定位杆106，所述支座固定于壳体的底部，所述第一电极设置于壳体内，所述第二电极设置于支座上且位于第一电极的下方，所述多根定位杆竖直地设置于支座的边缘处，用以固定被测样品105。

进一步，所述定位杆和所述支座的材质为聚四氟乙烯。

进一步，所述定位杆穿过所述被测样品，以固定所述被测样品。

进一步，所述定位杆上标有刻度。

进一步，所述定位杆为定位螺杆，且每一定位螺杆上螺纹连接有至少一对螺母，其中所述被测样品夹持于其中的一对螺母之间。

进一步，所述壳体顶部具有一开孔108，一支杆109伸入到壳体内与第一电极电连接，所述支杆的另一端于壳体外连接一重物110。

进一步，所述支杆上设置有一对螺帽114，所述一对螺帽中的一个位于所述壳体外，所述一对螺帽中的另一个位于所述壳体内，且所述支杆上设置有相应的螺纹结构，以允许通过所述一对螺帽和所述螺纹结构的配合来调节所述第一电极与被测样品之间的间距。

进一步，所述支座上设置有保护电极113，所述保护电极包围第二电极且露出第二电极的上表面。

进一步，该测试系统还包括抽真空装置，所述壳体置于抽真空装置内。

进一步，所述抽真空装置包括腔体201、设置于腔体上的第一阀门202和设置于腔体上的第二阀门203，所述腔体用于容纳所述壳体，所述第一阀门外接真空泵，所述第二阀门接一真空压力表204。

由于采用以上技术方案，本发明具有以下优点：

本发明可以精确地控制油道和绝缘纸的尺寸比例，从而模拟各种油浸式电力变压器的油、纸屏障结构。此外，本发明的绝缘介电响应测试系统还可以解决油纸绝缘介电响应测试重复性较差的问题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的绝缘介电响应测试系统的一个方面的实施例；

图2示意性地示出了根据本发明的绝缘介电响应测试系统的另一方面的实施例。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1示意性地示出了根据本发明的一个方面。特别是，图1所示的仅仅是本发明的一个优选实施例，而不构成对本发明的限制。

参考图1所示的实施例，本发明的绝缘介电响应测试系统包括：壳体101、支座102、第一电极103以及第二电极104。

其中，壳体101的材质可以采用有机玻璃，以方便从外部观察壳体101内部的相关刻度、读数以及各器件的位置。

支座102、第一电极103、第二电极104和被测样品105均置于该壳体101内。支座102固定于该壳体101的底部。该支座102的底部或侧面均可开孔，便于从第二电极104引线出来。

第一电极103用作高压电极，第二电极104用作测试电极，其置于该支座102上且位于第一电极103下方。该第二电极104的材质可以是黄铜，其经由支座102的底部或侧面的开孔连接至接线柱115，然后可以进一步连接至测试仪器的测量线上。

另一方面，本发明的绝缘介电响应测试系统还可以包括置于该支座102上的保护电极113。该保护电极113包围该第二电极104，且仅露出该第二电极104的上表面。该保护电极113可以防止泄露电流从被测样品105的表面流过。

被测样品105，例如单层绝缘纸板，设置于该第一电极103和该第二电极104之间。

较佳地，在上述的优选实施例中，绝缘介电响应测试系统可以进一步包括多根定位杆106，例如四根定位杆106。如图1所示，这些定位杆106竖直地设置于该支座102的边缘处，用以固定该被测样品105。举例来说，定位杆106可以穿过被测样品105的四个边角，从而固定该被测样品105并限制其水平方向的位置。

更佳地，该定位杆106可以采用标有刻度的定位螺杆，且每一定位螺杆上螺纹连接有至少一对螺母107。例如，可以将被测样品105的四个边角分别夹持在分布于支座102的四个边角处的四根定位螺杆上的四对螺母107之间。或者，也可以用定位螺杆穿过被测样品105的四个边角同时将被测样品105的四个边角分别夹持在分布于支座102的四个边角处的四根定位螺杆上的四对螺母107之间。由于定位螺杆上标记有刻度，因此可以方便、准确地对被测样品105的竖直方向的高度进行调节。这样，就可以通过调节螺母107在定位螺杆上的位置来在被测样品105和第二电极104之间保留出所需厚度的油隙。当然，本发明对定位螺杆的数量及其设置位置并无特别限制，本领域的技术人员亦可在本发明的范围之内进行适当调整以达到同样或类似的功效。

考虑到在使用时均要浸没在油液中，所以上述的定位杆106和支座102的材质优选采用聚四氟乙烯。

另，在本发明的绝缘介电响应测试系统中，该壳体101的顶部可以具有一开孔108和一支杆109。其中，该支杆109的一端与该第一电极103相接。该支杆109的另一端经由该开孔108延伸至该壳体101外并适于在该壳体101外连接一重物110。该重物110可以是中心处有螺孔的铜饼，相应的，该支杆109的上述另一端的顶部有与该螺孔相配的螺纹。这样该铜饼就可以同支杆109安装在一起。这样，该重物110就可以连接至第一电极103，增加第一电极103的重量，压紧被测样品105，使第一电极103与被测样品105良好接触。

较佳地，支杆109为一端同该第一电极103电性接触的导电杆。这样，就可以经由该支杆109与该第一电极103实现电连接。例如，可以在图1中的标号119所标记的位置处形成该第一电极103的接线柱，以便连接至测量设备的高压线。

较佳地，支杆109上可以设置有一对螺帽114，其中一个螺帽位于壳体101外，另一个位于壳体101内，且支杆109上设置有相对应的螺纹结构，如图1所示。这样，通过调节该对螺帽114就可以改变第一电极103(高压电极)与被测样品105之间的油隙厚度。

此外，该壳体101上还可以具有一密封孔111。该该密封孔111同一密封塞112彼此配合。该密封塞112的材质可以是有机玻璃，在真空抽气时打开，抽气完毕后关闭，防止测试过程中外部水汽进入图1所示的结构中。

图1中，还可以设置一对对称布置的接线柱116，用以将第二电极104和保护电极113的接线和外部接线连接起来。

现在转到图2，图2示意性地示出了根据本发明的绝缘介电响应测试系统的另一方面。同样，图2所示的仅仅是本发明的一个优选实施例，而不构成对本发明的限制。

在该实施例中，本发明的绝缘介电响应测试系统可以进一步包括一抽真空装置200。该抽真空装置200至少包括腔体201和第一阀门202。在进行介电响应测试前，可以先将图1所示的结构放入该抽真空装置200的腔体201内进行抽气，除去第一电极和第二电极同测试样品间可能存在的气泡。

腔体201适于容纳上述的壳体101。该容纳表示腔体201可以容纳壳体101的整体。例如，该腔体201可以在上方或侧壁设置开口，以允许壳体101整体置入或移出。为能承受较高的真空度，腔体201优选采用不锈钢材质。

第一阀门202设置于该腔体201上，例如可以如图2所示般设置于腔体201的顶部，或者也可以设置于腔体201的侧壁或其他位置。该第一阀门202适于外接一真空泵，以便对腔体201内实施抽真空操作。

较佳地，在图2所示的实施例中，该抽真空装置200还可以包括适于连接一真空压力表204的第二阀门203。

以下结合图1和图2来详细讨论本发明的绝缘介电响应测试系统的具体测试步骤的一个实施例。本发明并不仅限于以下所讨论的实施方式。

例如，假定测量对定位杆106固定好纸板，防止测试纸板到处漂移，导致测试纸板和第一电极与第二电极的接触面积改变，然后调节螺母114，使第一电极103压在测试纸板上，同时为了让测试纸板和上下电极接触紧密，须将质量较大的铜饼压在第一电极103上。

在测试纸板放置过程中，测试纸板与两个电极间不可避免地会产生一些气泡，而气泡与油纸绝缘的介电参数都不相等，因此会对介电测试结果造成很大的影响，而且每次气泡的产生具有随机性，导致实验结果重复性很差，因此实施测试前，须将测试图1所示的结构整体放入图2所示的抽真空装置200中进行除气操作。

在将图1的结构放入腔体201后，必须首先拔掉密封塞112，然后将整个腔体201密封，开始抽真空。首先打开第一阀门202和第二阀门203，将第一阀门202通过管子接到真空泵(未图示)上，第二阀门203上接真空压力表204(负压表)，观察气压表示数，当读数接近例如-0.01Mpa时，先关第一阀门02，再关闭真空泵，将整个测试系统静置例如约1个小时，使气泡完全消失。

除去气泡后，打开第一阀门202通气一段时间，使内外气压一致后，再轻轻打开抽真空装置200的盖子(设置于腔体201的顶部或者侧壁)，快速将密封塞112封上，防止外部水汽侵入，然后将第一和第二电极的引线接到测试仪器上。

接线时，先将仪器的高压测量线通过接线柱119连接到第一电极103(高压电极)，测量线通过相应的测量电极的接线柱115、118和接线柱116连接到第二电极104(测量电极)，地线则通过保护电极的接线柱117和接线柱116接到电极保护电极上。同时要注意，建议直接将测试仪器的电缆线接到测试电极接线柱上，否者如果采用一般接线或者中间再引入其他接线，测试时容易受到外界的电磁干扰。

在模拟变压器油纸绝缘结构时，需要测试带油隙的油纸绝缘样品。因此，放置样品时，要根据聚四氟乙烯定位杆上的刻度，利用定位杆106上的螺母107，调节好测试纸板的相对位置，然后再通过螺母114控制第一电极103的相对位置，调节出所需油道和纸板的尺寸比例，然后再重复以上所讨论的那些步骤。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。