一种干式空心电抗器低温性能检测方法及系统与流程

本发明涉及检测领域，更具体地，涉及一种干式空心电抗器低温性能检测方法及系统。

背景技术：

电抗器在输变电技术领域应用广泛，其中干式空心电抗器是电力系统中一种重要的无功补偿设备，现有技术生产干式空心电抗器，因其设计容量大，抗短路冲击性能优良，绝缘裕度高，现场维护简单等优点而得到迅速发展，现已涵盖10kV～66kV以及特高压交流工程用110kV电压等级系统，最大单台容量达40Mvar。干式空心电抗器投运时流过的电流很大，通常达到数百至一千多安培，为满足此运行条件，干式空心电抗器采用多个绝缘包封并联结构，每个包封由单丝绝缘绕包导线或绝缘换位绞线绕制空心线圈外部包绕绝缘材料后固化而成。多年对干式电抗器运行统计结果显示，在东北地区冬季干式电抗器的故障发生率较高，并且着火等恶性事故频繁发生。但这些故障电抗器均为出厂试验合格的产品，这表明现有的干式空心电抗器试验方法对其运行在低温下的性能考核存在不足。常规的干式空心电抗器的试验是在常温下进行，主要以电气性能考核为主，但以往研究表明，干式电抗器绝缘材料在低温下的电气性能与常温状态相比并无明显变化，可见仅靠常规试验是难以找出干式空心电抗器低温下故障率高的真实原因的，因此有必要在现有试验方法的基础上，针对干式电抗器的特点，提出低温条件下的机械性能的试验方法开展研究，对保证产品质量，提高低温环境下干式电抗器的运行可靠性具有重要意义。现有技术没有针对干式空心电抗器低温性能进行检测方面的研究。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种方法，一种干式空心电抗器的低温性能检测方法，所述干式空心电抗器试品包括至少一个绕组包封，所述绕组包封包括：绕制的导线，在所述导线外部绕制的绝缘材料，以及在所述导线与所述绝缘材料之间布置的应力片，其中所述应力片用于测量所述包封内的应力变化，所述方法包括：

建立用于对干式空心电抗器试品进行低温性能检测的连通回路，其中所述连通回路：调压器、试验变压器、高压开关、补偿电容器、干式空心电抗器试品以及低温试验箱，所述调压器与所述试验变压器相连，所述高压开关与所述试验变压器、所述补偿电容器以及所述干式空心电抗器试品组成检测回路，通过高压开关的闭合或断开控制所述检测回路的导通或截止；

闭合所述高压开关，通过调整调压器来升高电压，使所述干式空心电抗器试品的电流达到进行低温性能检测所需的电流值；

断开所述高压开关，开启并调整所述低温试验箱温度至进行低温性能检测所需的温度值，保持所述干式空心电抗器试品温度恒定；

闭合所述高压开关，测量所述干式空心电抗器试品的绕组包封内应力片的变化；以及

断开所述高压开关，所述调压器降压回零，并且关闭所述低温试验箱。

优选地，其中所述干式空心电抗器试品与干式空心电抗器成品导线和绝缘材料相同。

优选地，其中所述应力片在所述导线和所述绝缘材料之间均匀布置。

优选地，其中所述干式空心电抗器试品的电流与干式空心电抗器成品电流一致。

基于本发明的又一实施方式，本发明提供一种干式空心电抗器的低温性能检测系统，所述系统包括：干式空心电抗器试品以及干式空心电抗器试品的低温性能检测系统连通回路；

所述干式空心电抗器试品包括：至少一个绕组包封，所述绕组包封包括：绕制的导线，在所述导线外部绕制的绝缘材料，以及在所述导线与所述绝缘材料之间布置的应力片，其中所述应力片用于测量所述包封内的应力变化；

所述干式空心电抗器试品低温性能检测系统连通回路包括：调压器、试验变压器、高压开关、补偿电容器、干式空心电抗器试品以及低温试验箱，所述调压器与所述试验变压器相连，所述高压开关与所述试验变压器、所述补偿电容器以及所述干式空心电抗器试品组成检测回路，通过高压开关的闭合或断开控制所述检测回路的导通或截止；

所述干式空心电抗器试品低温性能检测系统用于：

闭合所述高压开关，通过调整调压器来升高电压，使所述干式空心电抗器试品的电流达到进行低温性能检测所需的电流值；

断开所述高压开关，开启并调整所述低温试验箱温度至进行低温性能检测所需的温度值，保持所述干式空心电抗器试品温度恒定；

闭合所述高压开关，测量所述干式空心电抗器试品的绕组包封内应力片的变化；以及

断开所述高压开关，所述调压器降压回零，并且关闭所述低温试验箱。

优选地，其中所述干式空心电抗器试品与干式空心电抗器成品导线和绝缘材料相同。

优选地，其中所述应力片在所述导线和所述绝缘材料之间均匀布置。

优选地，其中所述干式空心电抗器试品的电流与干式空心电抗器成品电流一致。

本发明所提出的技术方案，采用新的干式空心电抗器进行低温性能试验，可实现在现场环境温度和运行状况相近条件下进行干式空心电抗器低温性能试验。发明设计一种干式空心电抗器试品，以解决现有干式空心电抗器体积大，无法进行整机的低温试验的问题。本发明的技术方案使用应力测试装置测量干式空心电抗器试品的低温机械特性，获取真实低温条件下的干式空心电抗器机械特性。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器低温性能检测方法流程图；

图2为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器试品绕组包封结构图；以及

图3为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器低温性能检测系统结构。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器低温性能检测方法流程图100。根据本发明的实施方式，本发明设计一种干式空心电抗器试品，以解决现有干式空心电抗器成品体积大，无法进行整机的低温试验的问题。本发明提出的一种干式空心电抗器低温性能试验方法，使用应力测试装置测量干式空心电抗器试品的低温机械特性，获取真实低温条件下的干式空心电抗器机械特性。优选地，方法100包括，获取的干式空心电抗器试品包括至少一个绕组包封，绕组包封包括：绕制的导线，在导线外部绕制的绝缘材料，以及在导线与绝缘材料之间布置的应力片，其中应力片用于测量包封内的应力变化，方法包括：建立用于对干式空心电抗器试品进行低温性能检测的连通回路，其中连通回路：调压器、试验变压器、高压开关、补偿电容器、干式空心电抗器试品以及低温试验箱，调压器与试验变压器相连，高压开关与试验变压器、补偿电容器以及干式空心电抗器试品组成检测回路，通过高压开关的闭合或断开控制检测回路的导通或截止。进行干式空心电抗器试品低温性能检测时，将应力片测量线接入应力测量装置，将干式空心电抗器试品放置于低温试验箱内。闭合高压开关，通过调整调压器来升高电压，使干式空心电抗器试品的电流达到进行低温性能检测所需的电流值。断开高压开关，开启并调整低温试验箱温度至进行低温性能检测所需的温度值，保持干式空心电抗器试品温度恒定。闭合高压开关，测量干式空心电抗器试品的绕组包封内应力片的变化；以及断开高压开关，将调压器降压回零，并且关闭低温试验箱。

优选地，如图1所示，方法100从步骤101处开始。本发明所提出的干式空心电抗器试品由多个绕组包封并联组成，绕组包封数量为1个以上。本方法对干式空心电抗器试品进行设计时，参考成品绕组包封数，选用成品绕组包封数量的一部分作为干式空心电抗器试品绕组包封数，并使每个绕组包封上的电流密度与成品绕组包封电流密度相等，使检测方法与运行状况保持一致。在干式空心电抗器试品的绕组包封内设置导线，导线为金属导线，例如铝导线。导线外部设置有绝缘材料，在绕组包封绕制过程中，将应力片埋设在导线与外部绝缘材料之间，应力片用于测量包封内的应力变化，按正常工艺在外侧绕制绝缘材料并固化完成绕组包封制作，绝缘材料可以为环氧玻璃丝。干式空心电抗器成品在低温环境中投入运行，在通流电动力的冲击和稳太电流发热的作用下，由于导线和绝缘材料的膨胀系数不同，绕组封包内的铝导线和绝缘材料可能发生位移松动，严重会影响绕组包封的开裂，导致外部潮气浸入，逐步发展成故障。

干式空心电抗器试品与成品的体积采用等比单元的设计方法，干式空心电抗器试品与成品的导线、绝缘材料相同。干式空心电抗器试品在运行中为使各绕组负载均衡，电流是对干式空心电抗器试品性能参数影响的关键参数，本发明的实施方式中，每个绕组包封上的电流密度基本是一致的。干式空心电抗器作为无功率补偿设备，需要根据系统无功的变化而频繁投切操作。

优选地，应力片在导线和绝缘材料之间均匀布置。应力片沿干式空心电抗器试品轴向和径向均匀布置在导线外表面，将测量信号线经端部引出。

优选地，在进行干式空心电抗器试品低温性能检测时，首先闭合高压开关，通过调整调压器来升高电压，使干式空心电抗器试品的电流达到进行低温性能检测所需的电流值。然后断开高压开关，开启并调整低温试验箱温度至进行低温性能检测所需的温度值，检测所需的温度值应与现场低温环境温度值基本一致。保持干式空心电抗器试品温度恒定。再次闭合高压开关，测量干式空心电抗器试品的绕组包封内应力片的变化，以及，最后断开高压开关，并且关闭低温试验箱，结束试验。通过本发明的实施方式，使得干式空心电抗器试品能够在低温环境下进行检测，获取了干式空心电抗器在低温环境下的机械性能参数，为改进和优化干式空心电抗器材料和生产工艺术提供参考，降低干式空心电抗器在低温环境下故障发生率，提高干式空心电抗器运行的可靠性。

图2为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器试品绕组包封结构图。优选地，本发明所提出的干式空心电抗器试品由多个绕组包封200并联组成，绕组包封200数量为1个以上。本方法对干式空心电抗器试品绕组包封200进行设计时，参考成品绕组包封数，选用成品绕组包封数量的一部分作为干式空心电抗器试品绕组包封数，并使每个绕组包封上的电流密度与成品绕组包封电流密度相等，使检测方法与运行状况保持一致。在干式空心电抗器试品的绕组包封200内设置导线201，导线201为金属导线，例如铝导线。导线外部设置有绝缘材料，在绕组包封200绕制过程中，将应力片202埋设在导线与外部绝缘材料之间，应力片在导线和绝缘材料之间均匀布置。应力片202用于测量包封内的应力变化，按正常工艺在外侧绕制绝缘材料203并固化完成绕组包封制作。绝缘材料为环氧玻璃丝。干式空心电抗器试品与干式空心电抗器成品导线和绝缘材料相同。干式空心电抗器试品的制作与干式空心电抗器成品采用等比单元的方式进行设计，干式空心电抗器成品与干式空心电抗器试品的体积比的比值范围为2至15。

图3为根据本发明一实施方式的一种干式空心电抗器低温性能检测的系统结构图300。建立用于对干式空心电抗器试品进行低温性能检测的系统结构图300，其中连通回路：调压器301、试验变压器302、高压开关303、补偿电容器304、干式空心电抗器试品305以及低温试验箱306，调压器301与试验变压器302相连，高压开关303与试验变压器302、补偿电容器304以及干式空心电抗器试品试品305组成检测回路，通过高压开关303的闭合或断开控制检测回路的导通或截止。进行干式空心电抗器试品305低温性能检测时，将应力片测量线接入应力测量装置，将干式空心电抗器试品305放置于低温试验箱306内。试验电源由试验变压器302提供，由于干式空心电抗器试品305容量较大，本发明的实施方式中，利用补偿电容器304并联补偿的方法减少所需电源容量。首先闭合高压开关303，通过调整调压器301来升高电压，使干式空心电抗器试品305的电流达到进行低温性能检测所需的电流值。断开高压开关303，开启并调整低温试验箱温度306至进行低温性能检测所需的温度值，并能够保持干式空心电抗器试品305温度恒定。检测所需的温度值应与干式空心电抗器成品实际运行的低温环境温度值一致。闭合高压开关303，测量干式空心电抗器试品305的绕组包封内应力片的变化。以及断开高压开关303，将调压器301降压回零并且关闭低温试验箱，结束试验。

本发明所提出的技术方案，采用新的干式空心电抗器试品进行低温性能试验，可实现在现场环境温度和运行状况相近条件下进行干式空心电抗器低温性能试验。发明设计一种干式空心电抗器试品，以解决现有干式空心电抗器成品体积大，无法进行整机的低温试验的问题。本发明的技术方案使用应力测试装置测量干式空心电抗器试品的低温机械特性，获取真实低温条件下的干式空心电抗器机械特性。本发明提供的技术方案用于降低干式空心电抗器在低温环境下故障发生率，为改进和优化干式空心电抗器材料和生产工艺术提供参考，提高干式空心电抗器运行的可靠性。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。