一种模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验装置的制作方法

本实用新型属于高电压实验技术领域，具体涉及一种模拟变压器油中溶解气体随局部放电发展变化的实验装置。

背景技术：

充油电力变压器在正常运行过程中受到热、电和机械方面力的作用逐渐老化，产生某些可燃气体，当变压器存在潜在性故障时，其气体绝对产气量和气体产气速度将有明显变化，取变压器油样，通过色谱分析法获得油中溶解气体浓度后，就可以对变压器的故障情况进行分析。由于变压器油中放电故障产气机理研究需要正常变压器向放电故障变化的油中溶解气体数据，如何模拟变压器油中溶解气体随局部放电发展变化，测量油中特征气体随故障引入及发展变化，仍是待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验装置，可模拟变压器正常及放电故障发展的产气系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验装置，包括变压器模型、故障腔体、油循环机构和气体检测装置，所述变压器模型包括外壳、设置在外壳顶部的注油口、设置在外壳下部的取油口和设置在外壳内的高压绕组、低压绕组和铁芯，所述变压器模型的外壳的一侧通过油路管路与故障腔体相连通，另一侧通过油路管路与油循环机构相连通，所述故障腔体与油循环机构通过油路管路相连通，通过注油口向变压器模型、故障腔体和油循环机构内充油，油循环机构使变压器模型和故障腔体内油循环流动；高压绕组和低压绕组分别套设在铁芯上，模拟变压器内部电场分布和产气；气体检测模块从取油口收集变压器模型中油样，并测量油样中溶解气体的含量。

进一步的，所述变压器模型的外壳顶部设置有两个出线端子，一出线端子位于外壳内的一端与高压绕组连接，位于外壳外的一端空载或连接负载；另一出线端子位于外壳内的一端与低压绕组连接，位于外壳外的一端连接电源。

进一步的，所述故障腔体为石英玻璃腔体。

进一步的，所述故障腔体内设置有放电模型，用于模拟放电故障；所述放电模型包括电源端子、接地端子及可拆卸故障模型。

进一步的，所述电源端子的一端通过螺纹接可拆卸故障模型，另一端贯穿故障腔体的顶盖板通过螺纹接高压电极；接地端子的一端通过螺纹连接圆盘电机，另一端贯穿故障腔体的底部通过螺纹连接金属螺母接地。

进一步的，所述可拆卸故障模型包括针电极、圆柱电极和多根塑料杆，通过螺母将两个绝缘纸板平行固定在塑料杆上，绝缘纸板上固定安装有金属针，所述针电极和圆柱电极分别安装在两个绝缘板中间的圆孔内。

进一步的，所述注油口和取油口分别设置有开关。

进一步的，所述油路管路采用耐高温液压钢丝编织胶管。

进一步的，所述油循环机构包括储油箱、抽油泵、输油泵、温度检测器、油量检测器和控制装置，所述抽油泵的进油口与储油箱的出油口管路连通，所述抽油泵的出油口与变压器模型管路连通；所述输油泵的进油口与故障腔体管路连通且其出油口与储油箱的进油口管路连通，故障腔体、抽油泵、储油箱、输油泵、变压器模型形成油动态循环回路，温度检测器安装在上述循环回路上，油量检测器安装在储油箱中，所述控制装置连接抽油泵、输油泵、温度检测器和油量检测器。

进一步的，所述气体检测装置包括油气分离模块、气体检测模块和数据处理模块，所述油气分离模块通过管路与变压器模型的取油口连接，收集变压器模型内油样，并将油样中溶解气体分离出来后流入气室，通过安装在气室内的气体检测模块对气体进行采集，并采集的信号至数据处理器，所述数据处理器根据气体检测模块输出电信号得到气体的含量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过油路管路连接变压器模型、故障腔体、循环设备，可模拟变压器正常及放电故障发展的产气系统；

(2)本实用新型的故障腔体采用容纳可替换的放电模型的石英玻璃故障腔体，该腔体具有良好的气密性；油路管路采用耐高温液压钢丝编织胶管。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型实施例公开的模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验装置结构示意图；

图2是变压器模型结构示意图；

其中，1、变压器模型，2、故障腔体，3、油循环机构，4、油路管路，5、外壳，6、高压绕组，7、低压绕组，8、铁芯，9、出线端子，10、注油口，11、取油口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验平台，该实验平台包括变压器模型1、故障腔体2、油循环机构3和气体检测装置；通过油路管路4连接变压器模型、故障腔体和油循环机构，可模拟变压器正常及放电故障发展的产气系统。

如图2所示，所述变压器模型1包括外壳5、设置在外壳顶部的注油口10、设置在外壳下部的取油口11和设置在外壳内的高压绕组6、低压绕组7和铁芯8，可模拟真实变压器内部电场分布，模拟正常变压器产气；所述变压器模型1的外壳的一侧通过油路管路与故障腔体2相连通，另一侧通过油路管路与油循环机构3相连通，所述故障腔体2与油循环机构3通过油路管路相连通，通过注油口10向变压器模型1、故障腔体2和油循环机构3内充油，油循环机构3使变压器模型1和故障腔体2内油循环流动；高压绕组6和低压绕组7分别套设在铁芯8上，模拟变压器内部电场分布和产气。可通过注油口10及取油口11用以补充及采集油样。在所述注油口和取油口分别设置有具有气密性良好的开关，外壳应具有良好接地。

所述变压器模型的外壳顶部设置有两个出线端子9，一出线端子位于外壳内的一端与高压绕组连接，位于外壳外的一端空载或连接负载；另一出线端子位于外壳内的一端与低压绕组连接，位于外壳外的一端连接电源。

所述故障腔体为石英玻璃腔体，腔体具有良好的气密性。所述故障腔体内设置有放电模型，用于模拟放电故障。所述放电模型包括电源端子、接地端子及可拆卸故障模型。所述电源端子为贯穿故障腔体的顶盖板的直径2厘米，长10厘米的圆柱形铜棒，电源端子可上下滑动，电源端子两端有螺纹，电源端子位于故障腔体的一端通过螺纹接可装卸故障模型，位于故障腔体外的一端通过螺纹接高压电极。接地端子是贯穿故障腔体底部的直径1厘米，长5厘米圆柱铜棒，接地端子位于故障腔体内的一端通过螺纹连接厚2厘米，直径10厘米铜制圆盘电极，位于故障腔体外的一端通过螺纹连接金属螺母接地。可拆卸故障模型包括直径2厘米，长10厘米末端具有螺母的针电极，直径4厘米，长5厘米的一段端具有螺母的圆柱电极，及三根直径0.6cm，长7.5cm的塑料杆，可通过螺母将两个绝缘纸板固定在塑料杆上，呈上下两层分布，将金属针固定在绝缘纸板上，将针点极穿过一层绝缘纸板中间的圆孔，将圆柱电极穿过另一层绝缘纸板中间的圆孔，可模拟悬浮放电。

所述油路管路采用耐高温液压钢丝编织胶管，其工作温度范围为-40℃—+100℃。

所述具有温度控制及油流速控制的油循环机构包括储油箱、抽油泵、输油泵、温度检测器、油量检测器和控制装置，所述抽油泵的进油口与储油箱的出油口管路连通，所述抽油泵的出油口与变压器模型管路连通；所述输油泵的进油口与故障腔体管路连通且其出油口与储油箱的进油口管路连通，故障腔体、抽油泵、储油箱、输油泵、变压器模型形成油动态循环回路，温度检测器安装在上述循环回路上，油量检测器安装在储油箱中，所述控制装置连接抽油泵、输油泵、温度检测器和油量检测器，温度检测器检测油的温度，油量检测器检测储油箱内的油量，控制装置通过油量检测器、温度检测器获取储油箱内油量信息、油温度信息，控制抽油泵和输油泵的油流速。该控制装置采用现有技术结构的控制器。

所述气体检测装置包括油气分离模块、气体检测模块和数据处理模块，所述油气分离模块通过管路与变压器模型的取油口连接，收集变压器模型内油样，并将油样中溶解气体分离出来后流入气室，通过安装在气室内的气体检测模块对气体进行采集，并采集的信号至数据处理器，所述数据处理器根据气体检测模块输出电信号得到气体的含量。

如图1所示的本实施例提出的模拟变压器油中溶解气体随局部放电变化的实验平台使用时，试验平台充油，确保正常变压器模型1与故障腔体2、循环设备3、油路4充满油，变压器模型1加电压，启动油循环机构3，故障腔体2不加电压，通过取油口11采集变压器油样，并测量油中气体含量，连续运行收集正常变压器油样，每经过10次变压器油样采集，通过注油口10向变压器模型注油至变压器模型充满；在不切断变压器模型1的情况下故障腔体2加电压，模拟放电故障，收集放电故障变压器油样。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。