专利名称：一种油质真空绝缘浸渍装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高电压与绝缘技术领域，具体涉及一种油质真空绝缘浸渍装置， 主要用于高压绝缘材料的干燥处理，以及在真空干燥完成后在真空状态下注入变压器油、 漆，使变压器油、漆等绝缘液体填满绝缘材料内部空腔，能够大幅提升材料绝缘性能。
背景技术：
油纸绝缘是高压发、输、变、配电设备采用最普遍的内绝缘结构，在大型电力设备 中得到了广泛的应用。绝缘纸板内部普遍存在空腔、气隙，是造成绝缘局部放电、劣化的主 要原因，另外，未处理的纸板电气性能基本无法满足常规产品绝缘要求。因此在油纸绝缘设 备生产制造过程中，需要采用真空干燥、真空滤油干燥工艺。在电力变压器中，对于绝缘纸板纸绝缘或纸板绝缘的加工工艺，要特别重视干燥 和浸油。在固体绝缘材料进行彻底干燥之后，纸板必须在高真空下用油浸渍。纸板在高真 空和低真空下浸油，其介电强度相差相当明显。从局部放电量控制的角度看，在任何情况下 的气泡都应该避免。常规的真空浸油装置普遍采用压差法进行真空浸油，即在被处理材料真空干燥完 成后，利用贮油罐与浸油罐的气压差，将绝缘液体吸入浸油罐，从而实现真空浸油。例如中 国专利申请992^437. 5公开了一种循环式真空浸油机，其真空泵1与筒体51连通并装有 抽气阀21、真空表31、进气阀41、筒体51上方有密封盖61，内腔有测温热电阻81，下部外 侧装有电热元件71，真空泵1还与筒体52连接并装有抽气阀22、进气阀42，筒体52上方 有密封盖62，内腔有测温热电阻82，下部外侧有电热元件72，筒体52下部与筒体51下部 之间连通并设有双向阀9。该机采用双筒循环浸油，浸油筒和储油筒水平布置，适合于工业 化的快速浸油处理，但油在两个桶之间流动时，需要气压差才能实现，从而影响罐内的真空 度，在常规对真空度要求不高的场合可以实现。但对于超、特高压设备内绝缘特性的研究， 需要研究极限真空下浸油处理对绝缘性能的影响。因此设计了基于重力差法的滤油系统。 可以在极限真空度下完成浸油，进而保证浸渍性能。中国专利申请200810069818. 3公开了一种压差式多功能真空浸油设备，包括真 空罐、油箱和真空泵，真空罐设置在油箱上部，真空罐与油箱之间设置连通管，连通管管路 上设置进放油阀，真空泵通过进排气管与真空罐连通，进排气管管路上设置真空罐出气单 向阀，所述真空罐内设置真空罐加热装置，真空罐在使用时密封，其能够实现绝缘材料真空 干燥和浸油过程，并利用气压差和重力作用实现了油的便利循环利用，其缺点是该装置储 油筒处于浸油筒下方，工作时，需要较高的压差，将下方储油桶的油吸入浸油筒内，因此该 装置更难以保证工作时的真空度。并且，该专利中依靠阀门控制储油筒与浸油筒的连接，储 油筒不能承受真空压力，连接阀门打开后，浸油筒处于真空状态而储油桶上部处于大气压 环境，因此形成接近1个大气压的压力将油注入浸油筒，由此会造成真空度的急剧下降，并 会产生大量油泡沫，影响浸渍效果。综述所诉，传统的使用气压差法进行注油时，必然会造成浸油罐内真空度降低，并
3且可能产生油泡沫，保证不了纸板在真空下的浸油要求，进而影响浸油效果，绝缘纸板内的 水份的蒸发和气泡的溢出效果受到影响，进而影响了绝缘纸板的介损值等参数，因此就无 法保证试验顺利进行，对实验结果的影响更是难以评价。
实用新型内容本实用新型提出了一种采用液位差法进行真空浸油的油质真空绝缘浸渍装置，该 装置的目的在于提高浸油效果，防止气体二次进入变压器油和纸板中去，能进一步提高绝 缘材料浸有效果，减少环境因素对浸渍过程的影响，提高材料电气强度。本实用新型的一种油质真空绝缘浸渍装置，包括贮油罐、真空机组、浸油罐、缓冲 器、温控系统、加热装置、真空度测量装置、球阀、导油管和连管，其特征在于所述贮油罐与 浸油罐之间通过导油管连接，所述贮油罐和浸油罐分别通过连管与缓冲器连接，所述缓冲 器与真空机组之间通过连管连接；所述贮油罐和浸油罐内部分别设有加热装置，所述温控 系统控制加热装置对贮油罐和浸油罐中的油进行加热；所述贮油罐或浸油罐上连接一用于 测量贮油罐和浸油罐内真空程度的真空度测量装置，所述浸油罐上部设有一球阀；所述导 油管和各连管上均设有开关，所述贮油罐的位置高于浸油罐的位置，所述真空机组由真空 泵组成。其中，所述浸油罐内设有两根与导油管相连通的软管。其中，所述贮油罐的底部高于浸油罐的顶部。其中，所述贮油罐的底部比浸油罐的顶部高lO-lOOcm。其中，所述球阀为不锈钢球阀。其中，所述缓冲器与真空机组共同工作使贮油罐和浸油罐中的真空度保持在 3-10Pa。其中，所述加热装置采用电加热管。其中，所述连接贮油罐和浸油罐的导油管上设有开关a，所述连接贮油罐和缓冲器 的连管上设有开关b，所述连接缓冲器和真空机组的连管上设有开关c，所述连接浸油罐和 缓冲器的连管上设有开关d。本实用新型所述的油质真空绝缘浸渍装置是通过下述方法来实现的1)首先将需要浸油的试品放入浸油罐中，并且在贮油罐中注入变压器油，开启温 控系统，将试品加热至设定温度，之后通过缓冲器与真空机组对浸油罐抽真空，使用真空度 测量装置将浸油罐设置到所需要的真空程度，并保持足够长的时间；贮油罐中的试品内部 多余的水分在高温、低真空状态下逐步蒸发、溢出，2)开启温控系统，对储油罐中的油进行加热，同时关闭开关d，打开开关b，对储油 罐进行抽真空。3)待储油罐中油加热处理完毕、抽真空至真空度低于浸油罐；打开开关d并保持b 打开、a关闭，使浸油罐和储油罐上部气体连通；再打开贮油罐和浸油罐之间的输油管道的 开关a，贮油罐中的变压器油在重力的作用下通过导油管流入浸油罐中，并且贮油罐中的导 油管伸到底部，起到了充分利用变压器油的作用；4)待浸油罐中的变压器油充分接触试品后，打开温控系统将浸油罐中的变压器油 加热到设定的温度，在设定的温度下保持真空状态持续进行加热，使绝缘油逐步渗透到绝缘材料的内部空腔，从而完成真空浸油处理过程。5)最后当试品充分浸油完毕后，将浸油罐上的球阀打开，使空气进入到浸油罐中， 达到罐内外气压平衡便可方便打开浸油罐拿出试品。其中，将固体绝缘材料试品加热并保持在低真空环境，水分充分蒸发，并且能够在 < 5pa的极限真空状态下，试品内部的气泡能够得到充分的溢出。然后能够在< 5pa极限 真空状态下将液态的绝缘油缓注入浸油罐，使绝缘油缓慢填充固体材料内部空腔，充分完 成干燥、浸油过程。
图1中可以清楚看到设计的贮油罐比浸油罐高，真空浸油装置工作时，可以在高 温、接近极限真空状态下，使试品内部水分充分蒸发，在干燥达到要求后，打开连接阀储油 罐和浸油罐的阀门，由于两罐均出于相同的解决极限真空状态下，储油罐绝缘油依靠重力 作用自动流入浸油罐中。这种加工工艺避免了过去气压差法的缺陷，保持两罐中的真空度 不变，不会进入额外的气体，浸油过程中不会产生油沫，保证固体绝缘材料内部水分得到充 分的蒸发，且固体绝缘材料内部空腔可以被液体绝缘材料充分填充，提高了绝缘材料处理 效果，保证了后序的试验结论的准确性。本实用新型技术方案的有益效果是首先在绝缘材料加热过程中，装置可以将浸油罐内部真空度处理至接近极限真空 度，在此高真空、高温状态下，绝缘材料内部的水分可以得到充分的蒸发，并且在接近极限 真空状态下(<3pa)，试品内部的气泡能够得到充分的溢出。然后由于设计的浸油罐比贮 油罐高出50cm，注油时仅需打开连接贮油罐的注油阀门，变压器油会靠着自身重力作用从 贮油罐中进入浸油罐中。也就是，可以保证，试品在处于极限真空状态下，液体材料缓慢填 充固体材料的内部空腔，充分完成干燥、浸油过程。比起传统压差法的浸油过程，真空浸油 装置完成浸油的过程中没有破坏两罐的真空状态，不会受到其他外界因素的干扰，防止了 气体二次进入变压器油和纸板中去，加工后的纸板能接近高压设备中的技术参数要求，从 而试验结论更可信。本设备的真空装置和缓冲器可使两罐中的真空度保持在5 左右，远高于国内外 设备制造厂绝缘材料处理工艺要求。这比传统工艺加工的绝缘纸板效果要好得多，为试验 提供了良好的保障。采用不锈钢低负荷电加热管对变压器油进行直接加热，其表面温度低于200°C，温 度控制误差<1°C。这种加热装置的特点是在相同的功率条件下，升温快、发热均勻、散热性 能好、热效率高、使用寿命长和加热装置体积小等。浸油罐中的导油管采用耐高温材料，长时间在高温150°C下不会劣化生成其它物 质，保证了绝缘纸板在处理过程中能够持续保持高温状态。同时在浸油罐中增加两根软管 的设计，由于该软管可轻松调节长度，能够伸至罐底部靠近绝缘纸板，充分利用变压器油提 高了浸油效果。在真空浸油机工作的整个过程中，设计的温控系统可以实时控制变压器油的加热 温度和时间，根据反馈信息实现自动控制加温过程。可以保证加工的绝缘纸板的含水量和 变压器油中的含气量在整个加工过程中维持最小值。在真空浸油设备中，连接贮油罐的抽真空管道上的开关采用手动不锈钢球阀。在 试品如绝缘纸板处理完毕后，只需手动开关球阀就能解除真空，取出试品进行试验，操作简便实现较快。以下结合附图对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型所述油质真空绝缘浸渍装置的主视图；图2是本实用新型所述油质真空绝缘浸渍装置的俯视图；图3是使用本实用新型所述装置的方法原理示意图；其中，101-贮油罐、102-真空机组、103-浸油罐、104-缓冲器、105-温控系统、 106-加热装置、107-真空度测量装置、108-球阀、109-导油管，110-连管，111-软管， 112-试品。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的真空浸油装置包括贮油罐101、真空机组102、浸 油罐103、缓冲器104、温控系统105、加热装置106、真空度测量装置107、球阀108、导油管 109和连管110，其中贮油罐101与浸油罐103之间通过导油管109连接、该导油管上配有 开关a ；贮油罐101与缓冲器104通过连管110连接、该连管上配有开关b ；浸油罐103与 缓冲器104通过连管110连接、该连管上配有开关d ；缓冲器104与真空机组102通过连管 110连接，该连管110上配有开关C。贮油罐101和浸油罐103的内壁上分别设有加热装置 106，所述加热装置106与温控系统105相连接，温控系统105控制加热装置106对贮油罐 101和浸油罐103中的油进行加热，贮油罐101或浸油罐103上连接一用于测量贮油罐和浸 油罐内真空程度的真空度测量装置7 ；浸油罐103上部设有一球阀108。所述贮油罐101的 底部高于浸油罐103的顶部，以高出IO-IOOcm为佳，使用缓冲器4与真空机组2共同工作 使贮油罐101和浸油罐103中的真空度保持一致，从而可以采用液位差法进行真空浸油。其中，各部件的具体参数和功能如下a)浸油罐103尺寸0 800X1000，其中盛装有试品112 ；b)贮油罐101内净尺寸0 900X1000，其中注入有变压器油；c)浸油罐内增加了两根与导管109相连通的软管111，该导管109和软管111由 高温材料制成(具体选用四氟管改制而成)，该导管109和软管在高温150°下不劣化生成 其它物质，软管111可从导管109上拆卸下来、也可伸至浸油罐103的底部，从而能够可以 充分利用变压器油提高试品的浸油效果，该软管的设计可使本实用新型装置适合于各种工 况；d)浸油罐103开盖为手动旋转手轮，使盖上升，再旋转；e)配真空度测量装置107 该真空度测量装置选用上海振泰低真空仪一台和水银 真空仪一台；f)配真空机组102 该真空机组由真空泵组成，最好选用旋片式真空泵2X-30A和 罗茨真空泵ZJ-150搭配组成。该真空机组102用于对与其相连接的管路进行抽真空，通过 控制管路上的开关可实现对浸油罐103、贮油罐101分别或共同抽真空；g)配缓冲器104 选用型号为Φ 280X1500的真空缓冲冷凝器，该缓冲器104在 真空机组102和浸油罐103间起到隔离作用，从而避免在抽真空过程中以及浸油罐103内真空突然解除过程中，浸油罐103内的杂质或液体直接进入真空泵对真空泵造成损伤； 使用缓冲器104与真空机组102共同工作使贮油罐101和浸油罐103中的真空度保持在 3-10Pa ；h)配贮油罐101 选用型号为C 900X1000的贮油罐；i)缸法兰上装密封圈，以保证整体密封性；j)配抽真空及解除真空用手动不锈钢球阀108 ；k)设备固定在底板上，保证稳定性及不漏油；1)浸油罐103材料为Q2!35A ；m)加热装置106 可选用不锈钢低负荷电加热管(该电加热管的表面温度低于 200度)对贮油罐101和浸油罐103中的油直接加热，具备加热恒温、定时功能，所述温控系 统105可控制加热装置106的加热时间和加热温度，并且可将加热温度控制误差在< 1 °C的 范围内；η)不锈钢球阀108八个(上海阀门二厂)，其中Dg40不锈钢球阀2个，Dg25不锈 钢球阀6个。
以下结合附图真空浸油装置的原理图3具体讲解设备工作过程阶段一加热及一次抽真空过程首先将试品112放入浸油罐103中，通过106加热装置，对浸油罐加热至80度后， 开始对103浸油罐抽真空，观察麦氏真空表上的数值直到真空度达到1000 左右，抽真空 状态基本完成。在此加热和真空状态下，试品持续保持Mh。阶段二 加热及二次抽真空过程将罐内温度提高100度后，进一步对103浸油罐抽真空，观察麦氏真空表上的数值 直到真空度达到5 左右，抽真空状态基本完成。在此加热和真空状态下，试品持续保持 24h。阶段二 浸油过程开启储油罐加热系统，将油样加热至60°，关闭开关d，打开开关b，对储油罐101 抽真空至小于5 后，打开开关a，使101和103罐真空度一致。之后打开开关a，变压器油 在重力的作用下流入浸油罐103中，而浸油罐103中的软管111伸到底部，避免油喷至试 品表明溅起泡沫，若试品自带小油桶时，还可以直接将软管111伸至小油桶内部，节省用油量。阶段三静置过程试品浸油完成后，通过加热管106对浸油罐加热至100°，保持罐内真空度小于 5Pa，持续6小时。真空浸油过程结束。最后处理完毕后，可将手动不锈钢球阀108打开，使气体进入浸油罐103中，达到 罐内外气压平衡便可方便打开浸油罐拿出试品112进行试验。此处已经根据特定的示例性实施例对本实用新型进行了描述。对本领域的技术人 员来说在不脱离本实用新型的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实 施例仅仅是例证性的，而不是对本实用新型的范围的限制，本实用新型的范围由所附的权 利要求定义。
权利要求1.一种油质真空绝缘浸渍装置，包括贮油罐(101)、真空机组(102)、浸油罐(103)、缓 冲器(104)、温控系统(105)、加热装置(106)、真空度测量装置(107)、球阀(108)、导油管 (109)、连管(110)和试品(112)，其特征在于所述贮油罐(101)与浸油罐(103)之间通过 连管(110)连接，所述贮油罐(101)和浸油罐(103)分别通过连管(110)与缓冲器(104) 连接，所述缓冲器(104)与真空机组(10 之间通过连管(110)连接；所述贮油罐(101)和 浸油罐(10 内部分别设有加热装置(106)，所述温控系统(10 控制加热装置(106)对贮 油罐(101)和浸油罐(103)中的油进行加热；所述贮油罐(101)或浸油罐(103)上连接一 用于测量贮油罐和浸油罐内真空程度的真空度测量装置(107)，所述浸油罐(103)上部设 有一球阀(108)；所述导油管(109)和各连管(110)上均设有开关，所述贮油罐(101)的位 置高于浸油罐(103)的位置，所述真空机组(102)由真空泵组成。
2.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述浸油罐(103)内设有两根与导油 管(109)相连通的软管(111)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述贮油罐(101)的底部高于浸油罐 (103)的顶部。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述贮油罐(101)的底部比浸油罐 (103)的顶部高 IO-IOOcm0
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述球阀(108)为不锈钢球阀。
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述缓冲器(104)与真空机组(102)共 同工作使贮油罐(101)和浸油罐(103)中的真空度保持在3-101^。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述加热装置(106)采用电加热管。
8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述连接贮油罐(101)和浸油罐(103) 的导油管(109)上设有开关a，所述连接贮油罐(101)和缓冲器(104)的连管(110)上设有 开关b，所述连接缓冲器(104)和真空机组(102)的连管(110)上设有开关c，所述连接浸 油罐(103)和缓冲器(104)的连管(110)上设有开关d。
专利摘要本实用新型提供了一种油质真空绝缘浸渍装置，贮油罐与浸油罐之间通过导油管连接，贮油罐和浸油罐分别通过连管与缓冲器连接，缓冲器与真空机组之间通过连管连接；贮油罐和浸油罐内部分别设有加热装置，温控系统控制加热装置对贮油罐和浸油罐中的油进行加热；贮油罐或浸油罐上连接一用于测量贮油罐和浸油罐内真空程度的真空度测量装置，浸油罐上部设有一球阀；导油管和各连管上均设有开关，贮油罐的位置高于浸油罐的位置，真空机组由真空泵和罗茨泵配合组成。该装置避免了过去气压差法的缺陷，能保证试品处理过程中保持两罐中的真空度不发生变化，液体在两罐流动过程中不产生油沫，可以将试品处理效果提高到真空浸渍法处理试品的理论极限水平。
文档编号H01B19/02GK201868166SQ20102053383
公开日2011年6月15日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者孙倩, 徐会雨, 李光范, 李博, 李金忠, 程涣超, 邓俊宇 申请人:中国电力科学研究院