一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置及实验方法与流程

本发明涉及模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验技术领域。

背景技术：

并联电抗器是高压远距离输变电系统中的重要设备之一，它具有补偿长线电容效应、限制工频电压升高、保护用电设备、降低线路有功损耗、防止谐振过电压、避免同步发电机自励磁、减少潜供电流和加速潜供电弧熄灭、抑制操作过电压等多种功能。特高压并联电抗器内部铁芯为堆叠结构，由于电抗器铁芯中间设置多个气隙，导致特高压并联电抗器在正常工况下铁芯处于稳定的振动状态，在振动条件下振动构件与固定构件之间会产生轴向和径向的震动，形成油隙并发展为悬浮放电，长期下去会引起油质劣化，诱发主绝缘局部放电。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置及实验方法，它具有测试准确性高的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置，包括试验油箱、高压发生装置、电极结构、水平激振装置和垂直激振装置；电极结构设置在试验油箱内，电极结构包括平板电极和悬浮电极，平板电极包括一对水平设置的上电极和下电极，悬浮电极设置在上电极和下电极之间的位置，上电极由高压发生装置通过高压进线提供电压，下电极通过接地线与接地网连接；上电极通过水平激振装置固定安装，悬浮电极通过垂直激振装置固定安装，下电极设置在竖直高度调整结构上，水平激振装置包括水平激振器和水平激振器传动架，水平激振器传动架的一端与水平激振器的振动轴连接，水平激振器传动架的另一端与上电极连接，以使上电极在水平方向做一维方向振动；垂直激振装置包括垂直激振器和垂直激振器传动架，垂直激振器传动架的一端与垂直激振器的振动轴连接，垂直激振器传动架的另一端与悬浮电极连接，以使悬浮电极在竖直方向做一维方向振动。

水平激振器和垂直激振器均能够提供频率范围0～2000hz，振动幅值±10mm的激振力。

竖直高度调整结构可使下电极在竖直方向进行0mm～50mm范围的调节。

水平激振器传动架全部或部分采用绝缘材质，以使上电极与水平激振器之间绝缘；垂直激振器传动架全部或部分采用绝缘材质，以使悬浮电极与垂直激振器之间绝缘。

一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置的试验方法，包括如下步骤：

a.参数检测，参数包括所模拟的电抗器内的铁芯与试验油箱内壁之间的最近距离，该距离与上电极和下电极相对应，测量铁芯中易松动构件的水平振动频率、水平振动幅度，垂直振动频率及垂直振动幅度，水平振动频率和水平振动幅度与水平激振器的振动频率及幅度相对应，垂直振动频率及垂直振动幅度与垂直激振器的振动频率及幅度相对应，识别所模拟的电抗器的工作电压，工作电压与高压发生装置的输出电压相对应；

b.试验准备，根据步骤a中所检测的参数，操作竖直高度调整结构，使电极和下电极之间的间距满足试验要求，在试验油箱内加入变压器油，要求变压器油液面高于上电极；

c.试验过程，实验过程包括以下两步骤：

c-1.试验设备预热，调节水平激振器和垂直激振器的振动频率及幅度满足试验要求，使悬浮电极和上电极之间产生相对振动，待振动平稳后开始逐渐调节高压发生装置的输出电压，满足试验要求；

c-2.试验设备检测，采用超高频传感器、信号解调器、示波器、数据采集卡组成地局部放电测试系统测量并记录放电信号的放电相位、幅值；采用高速相机记录放电过程；

c-3.试验设备整理，逐渐降低高压发生装置的输出电压，在输出电压降至零后关闭高压发生装置，利用高压试验放电棒对上电极和悬浮电极放电，逐步降低水平激振器和垂直激振器的振动频率直至停止，完成试验。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明可以模拟并观测特高压并联电抗器振动时其内部发生的悬浮放电现象，通过与放电理论相结合可以更加清楚的分析电抗器内的此类放电故障，提高电抗器的运行可靠性。它具有测试准确性高的特点。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

在附图中：1、垂直激振器；2、水平激振器；3、垂直激振器传动架上的绝缘装置；4、上电极；5、下电极；6、悬浮电极；7、试验油箱；8、试验油箱上的高压进线孔；9、试验油箱上的接地线孔；10、垂直激振器传动架；11、水平激振器传动架；12、高压发生装置；13、高压进线；14、接地线；15、水平激振器传动架上的绝缘装置；16、试验油箱上的竖直运动开孔；17、试验油箱上的水平运动开孔；18.竖直高度调整结构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置，包括试验油箱7、高压发生装置12(150kv工频高压发生器)、电极结构、水平激振装置和垂直激振装置；电极结构设置在试验油箱7内，电极结构包括平板电极和悬浮电极6(采用钢材质)，平板电极包括一对水平设置的上电极4和下电极5，悬浮电极6设置在上电极4和下电极5之间的位置，上电极4由高压发生装置12通过高压进线13提供电压，下电极5通过接地线14与接地网连接；上电极4通过水平激振装置固定安装，悬浮电极6通过垂直激振装置固定安装，下电极5设置在竖直高度调整结构18上，水平激振装置包括水平激振器2(bruel&kjaer品牌4808-4828型)和水平激振器传动架11，水平激振器传动架11的一端与水平激振器2的振动轴连接，水平激振器传动架11的另一端与上电极4连接，以使上电极4在水平方向做一维方向振动；垂直激振装置包括垂直激振器1(bruel&kjaer品牌4808-4828型)和垂直激振器传动架10，垂直激振器传动架10的一端与垂直激振器1的振动轴连接，垂直激振器传动架10的另一端与悬浮电极6连接，以使悬浮电极6在竖直方向做一维方向振动。

水平激振器2和垂直激振器1均能够提供频率范围0～2000hz，振动幅值±10mm的激振力。

竖直高度调整结构18包括竖直设置在试验油箱7底壁上的螺杆和旋接在螺杆上的两个螺母，下电极5固定在两个螺母中间，可使下电极5在竖直方向进行0mm～50mm范围的调节。

水平激振器传动架11全部或部分采用绝缘材质，以使上电极4与水平激振器2之间绝缘；垂直激振器传动架10全部或部分采用绝缘材质，以使悬浮电极6与垂直激振器1之间绝缘。

一种模拟电抗器内部铁芯油隙放电试验装置的试验方法，包括如下步骤：

a.参数检测，参数包括所模拟的电抗器内的铁芯与试验油箱内壁之间的最近距离，该距离与上电极4和下电极5相对应，测量铁芯中易松动构件的水平振动频率、水平振动幅度，垂直振动频率及垂直振动幅度，水平振动频率和水平振动幅度与水平激振器2的振动频率及幅度相对应，垂直振动频率及垂直振动幅度与垂直激振器1的振动频率及幅度相对应，识别所模拟的电抗器的工作电压，工作电压与高压发生装置12的输出电压相对应；

b.试验准备，根据步骤a中所检测的参数，操作竖直高度调整结构18，使电极4和下电极5之间的间距满足试验要求，在试验油箱7内加入变压器油，要求变压器油液面高于上电极4；

c.试验过程，实验过程包括以下两步骤：

c-1.试验设备预热，调节水平激振器2和垂直激振器1的振动频率及幅度满足试验要求，使悬浮电极6和上电极4之间产生相对振动，待振动平稳后开始逐渐调节高压发生装置12的输出电压，满足试验要求；

c-2.试验设备检测，采用超高频传感器、信号解调器、示波器、数据采集卡组成地局部放电测试系统测量并记录放电信号的放电相位、幅值；采用高速相机记录放电过程(上述设备均为现有设备，其检测使用方法从现有技术)；利用相关高压试验监测设备观测和记录试验现象。

c-3.试验设备整理，逐渐降低高压发生装置12的输出电压，在输出电压降至零后关闭高压发生装置12，利用高压试验放电棒对上电极4和悬浮电极6放电，逐步降低水平激振器2和垂直激振器1的振动频率直至停止，完成试验。