一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的制作方法

本实用新型涉及电力试验领域，尤其涉及一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置。

背景技术：

在变压器中，油纸绝缘系统的工作状态直接决定了变压器的使用寿命，电气绝缘系统和绝缘材料在运行期间，会受到很多因素的影响，比如：环境温度、有害气体、灰尘、辐射、水分、电场、机械应力以及温度变化产生的热冲击等因素。其中温度带来的热应力为主要影响因素。目前国内外普遍使用单温热老化模型来对油纸绝缘系统进行试验，并根据结果分析油纸绝缘系统的各项性能，并根据长期、多温度点的热老化推算变压器油纸绝缘系统的寿命。

现有的单温热老化模型参照标准IEC 62332-2，采用密封罐作为老化容器，将试验所需的绝缘纸、绝缘油、硅钢片按照规定的比例放入密封罐中，并充以氮气作为保护气，然后将装置放入恒温烘箱，在规定的温度下进行热老化。该模型可操作性强，简单可靠，所有试样在同一个温度下进行热老化实验。

但是，该模型与实际变压器内部油纸绝缘系统实际情况不相符，实际变压器内部存在温升，不同的位置温度不一样，匝间绝缘纸不同的部位温度并不相同，ABC三相之间温度、油顶层以及底层温度也不相同。使用单温热老化模型模拟绝缘系统的老化存在无法更好地模拟出实际变压器运行条件的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置，解决了使用单温热老化模型模拟绝缘系统的老化存在无法更好地模拟出实际变压器运行条件的技术问题。

本实用新型提供了一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置，包括：

罐体、硅钢片、固体加热机构和液体加热机构；

所述硅钢片固定设置于所述罐体的底部；

所述固体加热机构固定设置于所述罐体内；

所述固体加热机构包括：第一加热单元和第一测温单元；

第一绝缘纸同时包裹所述第一加热单元与所述第一测温单元；

所述液体加热机构包括：第二加热单元和第二测温单元；

所述第二加热单元固定设置所述硅钢片的上方，浸泡于所述绝缘油的底层，且与所述罐体固定连接；

所述第二测温单元设置于所述固体加热机构的上方，浸泡于所述绝缘油的顶层，用于测量所述绝缘油的上表面温度。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括第二绝缘纸和第三绝缘纸；

所述第二绝缘纸设置于所述固体加热机构和所述液体加热机构的外围，半包围住所述固体加热机构与所述液体加热机构；

设置于所述液体加热机构下方的所述第二绝缘纸的部分镂空；

所述第三绝缘纸将包括所述第一绝缘纸的所述固体加热机构整体包裹在内。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述第一阀门设置于所述罐体的顶部；

所述第二阀门设置于所述罐体的上侧部位；

所述第三阀门设置于所述罐体的下侧部位；

所述第四阀门设置于所述罐体的后侧底部。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括第三测温单元；

所述第三测温单元设置于所述液体加热机构与所述固体加热机构之间，用于测量所述绝缘油的中层温度。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括第四测温单元；

所述第四测温单元设置于所述第一测温单元的对称侧，被包裹于所述第一绝缘纸内。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括温控仪；

所述温控仪分别与所述第一测温单元，所述第二测温单元，所述第三测温单元和所述第四测温单元电连接；

所述温控仪对应与所述第一加热单元和所述第二加热单元电连接。

作为优选，所述第一测温单元，所述第二测温单元，所述第三测温单元和所述第四测温单元均为K型热电偶。

作为优选，所述第一加热单元为铜导体及为所述铜导体提供交流电的电源装置。

作为优选，本实用新型提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置还包括木条；

所述木条固定设置于所述罐体内；

所述木条紧贴所述第二绝缘纸的半包围开口侧的两边，用于将所述第二绝缘纸压紧，防止所述第二绝缘纸与所述罐体之间的缝隙过大。

作为优选，所述第二加热单元为两只焊接了不锈钢管的加热棒；

所述焊接了不锈钢管的加热棒对称从所述罐体的外部插入内部。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型提供了一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置，包括：罐体、硅钢片、固体加热机构和液体加热机构；所述硅钢片固定设置于所述罐体的底部；所述固体加热机构固定设置于所述罐体内；所述固体加热机构包括：第一加热单元和第一测温单元；第一绝缘纸同时包裹所述第一加热单元与所述第一测温单元；所述液体加热机构包括：第二加热单元和第二测温单元；所述第二加热单元固定设置所述硅钢片的上方，浸泡于所述绝缘油的底层，且与所述罐体固定连接；所述第二测温单元设置于所述固体加热机构的上方，浸泡于所述绝缘油的顶层，用于测量所述绝缘油的上表面温度。

本实用新型中，通过在绝缘纸和绝缘油设置不同的加热单元以及测温单元，使得绝缘纸和绝缘油能够在不同的温度下进行老化试验，模仿了实际变压器内部运行情况，解决了使用单温热老化模型模拟绝缘系统的老化存在无法更好地模拟出实际变压器运行条件的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的外部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的第一阀门结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的第二阀门和第三阀门结构图；

图5为本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的第四阀门结构图；

图6为图1中第一加热装置的结构示意图；

图7为图1中固体加热装置的结构示意图；

其中，附图标记为：

1、罐体；2、硅钢片；3、固体加热机构；4、液体加热机构；5、第一绝缘纸；6、第二绝缘纸；7、木条；8、第三测温单元；9、第一阀门；10、第二阀门；11、第三阀门；12、第四阀门；13、第三绝缘纸；301、第一加热单元；302、第一测温单元；303、第四测温单元；401、第二加热单元；402、第二测温单元。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置，解决了使用单温热老化模型模拟绝缘系统的老化存在无法更好地模拟出实际变压器运行条件的技术问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的结构示意图。

本实用新型实施例提供的一种变压器油纸绝缘系统双温热老化试验装置的结构示意图，包括：

罐体1、硅钢片2、固体加热机构3和液体加热机构4；

硅钢片2固定设置于罐体1的底部；

固体加热机构3固定设置于罐体1内；

固体加热机构3包括：第一加热单元301和第一测温单元302；

第一绝缘纸5同时包裹第一加热单元301与第一测温单元302；

液体加热机构4包括：第二加热单元401和第二测温单元402；

第二加热单元401固定设置硅钢片2的上方，浸泡于绝缘油的底层，且与罐体1固定连接；

第二测温单元402设置于固体加热机构3的上方，浸泡于绝缘油的顶层，用于测量绝缘油的上表面温度。

需要说明的是，本实用新型实施例中，罐体1为横向摆放的圆柱体，采用304不锈钢材料，在实际应用中，罐体1还包括用于固定支撑的支撑架。硅钢片2模拟实际变压器中的铁芯，硅钢片2的表面积涉及到本实用新型实施例的双温热老化试验装置中绝缘材料的配比，将在后续进行详细地说明。

本实用新型中，通过在第一绝缘纸5和绝缘油设置不同的加热单元以及测温单元，使得第一绝缘纸5和绝缘油能够在不同的温度下进行老化试验，模仿了实际变压器内部运行情况，解决了使用单温热老化模型模拟绝缘系统的老化存在无法更好地模拟出实际变压器运行条件的技术问题。

进一步地，还包括第二绝缘纸6和第三绝缘纸13；

第二绝缘纸6设置于固体加热机构3和液体加热机构4的外围，半包围住固体加热机构3与液体加热机构4；

设置于液体加热机构4下方的第二绝缘纸6的部分镂空；

第三绝缘纸13将包括第一绝缘纸5的固体加热机构3整体包裹在内。

需要说明的是，第二绝缘纸6需要根据罐体1的实际情况进行裁剪，使得第二绝缘纸6能够起到对绝缘油的引导作用，促进罐体1内部的油循环，第二绝缘纸6通过绳子捆绑固定在罐体1内。第三绝缘纸13将被第一绝缘纸5包裹住的固体加热机构3绕包住，其中，第一绝缘纸6的厚度为0.08mm，第二绝缘纸6的厚度为2mm，第三绝缘纸13的厚度为3mm或2mm。

本实用新型实施例中，具体的绝缘材料配比为：第三绝缘纸13的体积：第二绝缘纸6的体积：绝缘油的体积：硅钢片2的表面积＝488.22cm³:1174.2cm³:10.3L：220.42cm²。

进一步地，还包括第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11和第四阀门12；

第一阀门9设置于罐体1的顶部；

第二阀门10设置于罐体1的上侧部位；

第三阀门11设置于罐体1的下侧部位；

第四阀门12设置于罐体1的后侧底部。

需要说明的是，请参阅图3至图5，第一阀门9包括D阀门、E阀门、F阀门、泄压阀和气压表，第二阀门10包括B阀门和C阀门，第三阀门11包括A阀门，第四阀门12包括G阀门，采用SS-6BW波纹管阀，具备良好的气密性，同时不会与绝缘油发生反应；

第一阀门9、第二阀门10、第三阀门11和第四阀门12配合完成真空注油以及后续注氮气的操作，其中，真空注油过程为：

1、由于B阀门处的管子孔径小，需要提前将氮气袋连接到B阀门处，并关紧B阀门；

2、将C阀门关紧，打开氮气袋管子上的小型输液开关；

3、缓慢开启B阀门，可以听到嘶嘶的声音，直到将B阀门完全开启；

4、将滤油装置下方出油口管子伸到一个烧杯里，缓慢打开A阀门，往烧杯里排出管子里的废油，之后关闭A阀门；

5、将出油口管子连接至罐体1底部的G阀门，真空泵连接至罐体1上方的D阀门，E阀门和F阀门全程紧闭，G阀门暂时关闭；

6、开启真空泵，一并开启A阀门，且可直接开至最大程度，缓慢开启G阀门，可以听到油流进罐体1的声音，G阀门无需开至最大，紧盯抽滤瓶上的刻度，确保注入10.3L绝缘油；

7、确保注入10.3L绝缘油后，将G阀门关紧，同时继续对罐子抽真空5分钟，之后关紧D阀门，移走真空泵；

8、将罐子放在烘箱内，保证全部阀门都关紧的状态下，在90℃下，处理至少12h。

真空注油过程中不需要加装气压表。

注氮气的过程为：

1、将真空泵连接至D阀门处，将氮气袋连接至F阀门处；

2、将气压表用生料带缠好，并装在罐子上，千万注意拧紧·的力度，如果太紧会导致里面胶圈堵死，气压表没有示数，如果拧的有些松，会导致漏气，正常情况下，宁可拧紧也不能漏气，漏气会导致实验失败；

3、打开D、E和F阀门，并开启真空泵，抽气少许后(10s左右即可，主要目的是排出气压表和E阀门这一段管子内部的空气，以及排出F阀门和氮气袋上输液开关之间一段管子内部的空气)，可关闭D阀门，并打开氮气袋上的输液开关，直到氮气进入，罐体内外气压一致即可。

进一步地，还包括第三测温单元8；

第三测温单元8设置于液体加热机构4与固体加热机构3之间，用于测量绝缘油的中层温度。

进一步地，还包括第四测温单元303；

第四测温单元303设置于第一测温单元302的对称侧，被包裹于第一绝缘纸5内。

需要说明的是，第四测温单元303作为第一测温单元302的备用测温装置，与第一测温单元302对称分布于第一加热单元301的两边。

进一步地，还包括温控仪；

温控仪分别与第一测温单元302，第二测温单元402，第三测温单元8和第四测温单元303电连接；

温控仪对应与第一加热单元301和第二加热单元401电连接。

需要说明的是，第一测温单元302，第二测温单元402，第三测温单元8和第四测温单元303将采集到的热信号转换为电信号发送给温控仪，而温控仪通过内部的PID控制模块，发出电信号给对应的第一加热单元301和/或第二加热单元401，使得对第一加热单元301和第二加热单元401的加热温度进行控制，从而对绝缘纸和绝缘油的试验温度进行控制。

进一步地，第一测温单元302，第二测温单元402，第三测温单元8和第四测温单元303均为K型热电偶。

进一步地，第一加热单元301为铜导体及为铜导体提供交流电的电源装置。

需要说明的是，请参阅图6至图7，第一加热单元301为铜导体及为铜导体提供交流电的电源装置，其中，铜导体采用M型，材质为紫铜，截面尺寸为3×10mm，总长度约为1248mm，在铜导体四个直臂上分别加工了四个“凹槽”，两边的“凹槽”长度为100mm，中间的长度为50mm，深度均为1.5mm。M型铜导体与实际的变压器相近，能够更大程度的对实际变压器进行模拟。电流装置包括交流接触器、电流互感器和调压器。

进一步地，还包括木条7；

木条7固定设置于罐体1内；

木条7紧贴第二绝缘纸6的半包围开口侧的两边，用于将第二绝缘纸6压紧，防止第二绝缘纸6与罐体1之间的缝隙过大。

进一步地，第二加热单元401为两只焊接了不锈钢管的加热棒；

焊接了不锈钢管的加热棒对称从罐体1的外部插入内部。

需要说明的是，焊接了不锈钢管的加热棒易于更换，采用氟橡胶密封罐体1与焊接了不锈钢管的加热棒之间。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。