變壓器電故障模擬裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變壓器電故障模擬裝置，它包括用于盛裝絕緣油的油容器及設于油容器內(nèi)用于放電的電極對，油容器的側(cè)壁設有用于取出絕緣油的取油孔，并且油容器上開設有位于頂部的第一連接孔及位于底部的第二連接孔，電極對與示波器相連且包括相對設置的上電極和下電極，上電極穿過第一連接孔，下電極底部連接有穿過第二連接孔且用于接地的地電極；絕緣油加入到油容器內(nèi)，上電極和下電極之間形成放電電場，當接通電源形成高壓后，上電極和下電極之間形成電弧放電，致使電場中的絕緣油電離產(chǎn)生氣體并溶解于絕緣油中；通過示波器準確模擬局部放電、擊穿放電的變壓器電故障，從取油孔可以連續(xù)獲得各種電故障下的絕緣油樣品，以測氣體組分含量。
【專利說明】變壓器電故障模擬裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種模擬裝置，特別涉及一種變壓器電故障模擬裝置。
【背景技術】
[0002]油浸式變壓器就是將變壓器的線圈和磁芯浸泡在專用的變壓器油即絕緣油里面，既可以散熱又可以使線圈與空氣隔絕，防止空氣中的濕氣對變壓器的磁芯造成腐蝕，同時還可以起到一定的滅弧作用。當運行中的油浸式變壓器承受異常的電作用時，將產(chǎn)生某些可燃性氣體并大部分溶解于絕緣油中。在實際檢測中一般利用油中溶解氣體分析(DGA)技術可以有效地發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部早期故障。隨著絕緣油的不斷研制開發(fā)，新型絕緣油如合成酯、植物絕緣油逐漸取代以往常用的礦物絕緣油，這些絕緣油和一般的礦物絕緣油成分存在差異，因此會導致相同電故障作用下絕緣油及油紙混合絕緣的油中溶解氣體存在差異。因此需要在試驗狀態(tài)下研究各種電故障下的油中溶解氣體的情況，而不能簡單地套用礦物絕緣油油中溶解氣體的故障診斷準則。但是，現(xiàn)有技術中還沒有能夠準確模擬局部放電、擊穿等各種變壓器電故障并獲得各種電故障下絕緣油及油紙混合絕緣的油中溶解氣體組分含量的模擬裝置。
[0003]因此，就需要一種能夠準確模擬局部放電、擊穿放電的變壓器電故障并獲得各種電故障下絕緣油及油紙混合絕緣的油中溶解氣體組分含量的模擬裝置，從而為判斷變壓器運行狀況是否正常、是否存在潛伏性故障提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種變壓器電故障模擬裝置，能夠準確模擬局部放電、擊穿放電的變壓器電故障并獲得各種電故障下絕緣油及油紙混合絕緣的油中溶解氣體組分含量，從而為判斷變壓器運行狀況是否正常、是否存在潛伏性故障提供參考。
[0005]本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置，它包括用于盛裝絕緣油的油容器及設于所述油容器內(nèi)用于放電的電極對，所述油容器的側(cè)壁設有用于取出絕緣油的取油孔，并且所述油容器上開設有位于頂部的第一連接孔及位于底部的第二連接孔，所述電極對與示波器相連且包括相對設置的上電極和下電極，所述上電極穿過所述第一連接孔，所述下電極底部連接有穿過所述第二連接孔且用于接地的地電極。
[0006]進一步，本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置還包括用于控制所述油容器內(nèi)的絕緣油循環(huán)流動的循環(huán)控制機構，所述循環(huán)控制機構包括油泵、進油管和出油管，所述進油管的一端與所述油泵的進油端連接、另一端固定在所述油容器上并形成連通結構，所述出油管的一端與所述油泵的出油端連接、另一端固定在所述油容器上并形成連通結構。
[0007]進一步，本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置還包括包裹所述油容器并用于調(diào)節(jié)絕緣油溫度的調(diào)溫箱，所述調(diào)溫箱上設有與所述取油孔連接的油咀，所述上電極、地電極、進油管、出油管均穿過所述調(diào)溫箱的殼體與所述油容器連接。
[0008]進一步，所述油容器上開設有位于下方側(cè)壁的第三連接孔及位于頂部的第四連接孔，所述進油管、出油管分別通過所述第三連接孔、第四連接孔固定在所述油容器上。
[0009]進一步，所述第一連接孔設于所述油容器的頂部中心，所述第二連接孔設于所述油容器的底部中心，所述油容器與所述調(diào)溫箱的頂部之間、底部之間均設有絕緣支柱，所述上電極與地電極均穿過相對應的所述絕緣支柱的中心。
[0010]進一步，所述油容器和調(diào)溫箱上設有相匹配的用于觀察放電過程的透明觀察孔。
[0011]進一步，所述取油孔設在所述油容器側(cè)壁上位于所述上電極與下電極之間的位置。
[0012]進一步，所述油容器由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
[0013]進一步,所述上電極包括連接棒及以可拆卸方式連接在所述連接棒末端的放電頭，所述第一連接孔為螺孔，所述連接棒表面設有與所述第一連接孔相配合的外螺紋，使得所述連接棒可沿所述第一連接孔的軸向運動。
[0014]進一步,所述下電極呈板狀，所述放電頭呈針狀、球狀或者板狀。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置，絕緣油加入到油容器內(nèi)并浸沒下電極及上電極的下部，上電極和下電極之間形成放電電場，當接通電源形成高壓后，上電極和下電極之間形成電弧放電，致使電場中的絕緣油電離產(chǎn)生氣體并溶解于絕緣油中；通過示波器測量電壓并實時采集放電波形，以靈活控制低能量的局部放電及高能量的擊穿放電，從而準確模擬局部放電、擊穿放電的變壓器電故障，此外，通過改變電極對的形狀和電極對之間的距離可以模擬不同類型和放電強度的電故障；從取油孔可以連續(xù)獲得各種電故障下的絕緣油樣品，以測量油中溶解氣體組分含量，從而為判斷變壓器運行狀況是否正常、是否存在潛伏性故障提供參考；本發(fā)明具有結構簡單、操作方便、模擬性高的優(yōu)點，具有很強的推廣實用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1為本發(fā)明的結構示意圖，如圖所示:本實施例的變壓器電故障模擬裝置，它包括用于盛裝絕緣油的油容器I及設于所述油容器I內(nèi)用于放電的電極對，所述油容器I的側(cè)壁設有用于取出絕緣油的取油孔11，并且所述油容器I上開設有位于頂部的第一連接孔12及位于底部的第二連接孔13，所述電極對與示波器(圖中未示出)相連且包括相對設置的上電極和下電極22，所述上電極穿過所述第一連接孔12，所述下電極22底部連接有穿過所述第二連接孔13且用于接地的地電極4 ;油容器I為圓筒狀，采用絕緣材料制成；取油孔11盡量設在油容器I下部，當然也可以開設在油容器I底部，便于取油；示波器用于將電壓信號轉(zhuǎn)化為波形曲線，其結構及連接方式與現(xiàn)有技術一致，在此不再贅述；相對設置即上電極和下電極22之間具有空隙，而不直接接觸；上電極與第一連接孔12之間、地電極4與第二連接孔13之間密封連接，防止電離出的氣體泄漏；下電極22與地電極4相連，將無用的電流或噪聲干擾導入大地保護使用者不被電擊；絕緣油(或者絕緣油與絕緣紙板的混合物)加入到油容器I內(nèi)并浸沒下電極22及上電極的下部(即上電極穿入油容器I的一部分)，上電極和下電極22之間形成放電電場，當接通電源形成高壓后，上電極和下電極22之間形成電弧放電，致使電場中的絕緣油電離產(chǎn)生氣體并溶解于絕緣油中；通過示波器測量電壓并實時采集放電波形，以靈活控制低能量的局部放電及高能量的擊穿放電，從而準確模擬局部放電、擊穿放電的變壓器電故障，此外，通過改變電極對的形狀和電極對之間的距離可以模擬不同類型和放電強度的電故障；從取油孔11可以連續(xù)獲得各種電故障下的絕緣油樣品，以測量油中溶解氣體組分含量，從而為判斷變壓器運行狀況是否正常、是否存在潛伏性故障提供參考。
[0019]本實施例中，本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置還包括用于控制所述油容器I內(nèi)的絕緣油循環(huán)流動的循環(huán)控制機構，所述循環(huán)控制機構包括油泵51、進油管52和出油管53，所述進油管52的一端與所述油泵51的進油端連接、另一端固定在所述油容器I上并形成連通結構，所述出油管53的一端與所述油泵51的出油端連接、另一端固定在所述油容器I上并形成連通結構；循環(huán)控制機構可以使絕緣油循環(huán)流動，并控制絕緣油在油容器I內(nèi)的流動速度，以模擬真實油浸變壓器中絕緣油的油流速度，使模擬過程更接近真實；同時，循環(huán)流動可以使絕緣油的油中溶解氣體更為均勻，使取樣檢測的結果更為準確；油泵51的結構與現(xiàn)有技術相同，在此不再贅述；采用油泵51可以方便控制油流速度，油泵51固定在油容器I外部，以簡化本模擬裝置的結構；進油管52和出油管53均與油容器I密封連接，形成輸油管道。
[0020]本實施例中，本發(fā)明的變壓器電故障模擬裝置還包括包裹所述油容器I并用于調(diào)節(jié)絕緣油溫度的調(diào)溫箱6，所述調(diào)溫箱6上設有與所述取油孔11連接的油咀7，所述上電極、地電極4、進油管52、出油管53均穿過所述調(diào)溫箱6的殼體與所述油容器I連接；油容器I內(nèi)設于調(diào)溫箱6 ;調(diào)溫箱6能夠精確在0-120°C范圍內(nèi)進行控制，以模擬變壓器正常運行時的溫度，使模擬過程更接近真實、檢測結果更為準確；加熱箱采用雙層鋼板內(nèi)填充保溫材料如玻璃保溫棉制成，可設計成形狀規(guī)則的正方體狀，方便控制儀表、加熱管及冷凝器的安裝，且外觀整潔美觀；保溫箱采用加熱電阻絲提供熱源，采用半導體致冷器、散熱器和排風扇進行濕度控制，采用智能溫濕度控制器控制溫濕度保證箱體內(nèi)溫度、濕度恒定；油咀7為類似現(xiàn)有的水龍頭的結構，可控制絕緣油的流止及根據(jù)需要調(diào)整流出量，便于取樣。
[0021]本實施例中，所述油容器I上開設有位于下方側(cè)壁的第三連接孔14及位于頂部的第四連接孔15，所述進油管52、出油管53分別通過所述第三連接孔14、第四連接孔15固定在所述油容器I上；第三連接孔14設于取油孔11下方位置；第三連接孔14、第四連接孔15分別設于電極對的兩側(cè)，并且它們的軸線相垂直，以增強油泵51工作時對絕緣油的擾動作用，使絕緣油的循環(huán)更為徹底，油中的溶解氣體更為均勻，減少試驗誤差。
[0022]本實施例中，所述第一連接孔12設于所述油容器I的頂部中心，所述第二連接孔13設于所述油容器I的底部中心，所述油容器I與所述調(diào)溫箱6的頂部之間、底部之間均設有絕緣支柱8,所述上電極與地電極4均穿過相對應的所述絕緣支柱8的中心；第一連接孔12與第二連接孔13的軸線重合，同時電極對的設置也以軸線對稱，便于油容器I的加工制造，上極板與下極板的中心正對，使它們之間的電場強度均勻，對絕緣油形成均勻的電離作用，減少試驗誤差；絕緣支柱8為絕緣子，支撐油容器I并使油容器I與調(diào)溫箱6之間相對固定，同時保證電極對與調(diào)溫箱6之間的絕緣，避免漏電，增強試驗的安全性；當然，上電極至少其與調(diào)溫箱6相接觸得外表面需是保持絕緣的。[0023]本實施例中，所述油容器I和調(diào)溫箱6上設有相匹配的用于觀察放電過程的透明觀察孔(圖中未示出)；相匹配是指油容器I和調(diào)溫箱6上的孔形狀、大小一致，或者雖然不一致但是不影響觀察；觀察孔采用石英玻璃密封，方便觀察和高速攝像機拍攝放電；當然，觀察孔也可以替換為觀察槽。
[0024]本實施例中，所述取油孔11設在所述油容器I側(cè)壁上位于所述上電極與下電極22之間的位置；取油孔11的高度位于上電極的底端與下電極22的頂端之間，并且盡量靠近上電極的底端，在進行取油時，優(yōu)先流出被充分電離的絕緣油，取出的油樣中含有的油中溶解氣體更均勻，以減少試驗誤差。
[0025]本實施例中，所述油容器I由聚甲基丙烯酸甲酯制成；聚甲基丙烯酸甲酯即有機玻璃，油容器I由有機玻璃制成，其機械強度較高，有一定的耐熱耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，且易于成型；當采用無色透明的有機玻璃時，還可以省略油容器I上的觀察孔結構，便于加工制造。
[0026]本實施例中，所述上電極包括連接棒21a及以可拆卸方式連接在所述連接棒21a末端的放電頭21b，所述第一連接孔12為螺孔，所述連接棒21a表面設有與所述第一連接孔12相配合的外螺紋，使得所述連接棒21a可沿所述第一連接孔12的軸向運動；連接棒21a外部絕緣，內(nèi)部設有將電流導至放電頭21b的部件如銅線；當然，連接棒21a也可以使用其它結構，只要能保證上電極與調(diào)溫箱6之間的絕緣并且順利放電即可；改變放電頭21b的形狀，以及連接棒21a通過自軸螺旋調(diào)整放電頭21b與下極板之間的距離，均可以實現(xiàn)模擬不同類型和放電強度的電故障，便于進行實時調(diào)節(jié)；此外，為保證螺紋連接的密封度，在連接棒21a與第一連接孔12之間可增設密封圈。
[0027]本實施例中，所述下電極22呈板狀，所述放電頭21b呈針狀；下電極22為一電極板；電極對形成針-板電極結構，放電頭21b的尖端鄰域有極強的電場，容易形成放電電場；當然，還可以將電極對替換成板-板、針-球等電極結構，以獲得不同的放電特性。
[0028]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:它包括用于盛裝絕緣油的油容器及設于所述油容器內(nèi)用于放電的電極對，所述油容器的側(cè)壁設有用于取出絕緣油的取油孔，并且所述油容器上開設有位于頂部的第一連接孔及位于底部的第二連接孔，所述電極對與示波器相連且包括相對設置的上電極和下電極，所述上電極穿過所述第一連接孔，所述下電極底部連接有穿過所述第二連接孔且用于接地的地電極。
2.根據(jù)權利要求1所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:模擬裝置還包括用于控制所述油容器內(nèi)的絕緣油循環(huán)流動的循環(huán)控制機構，所述循環(huán)控制機構包括油泵、進油管和出油管，所述進油管的一端與所述油泵的進油端連接、另一端固定在所述油容器上并形成連通結構，所述出油管的一端與所述油泵的出油端連接、另一端固定在所述油容器上并形成連通結構。
3.根據(jù)權利要求2所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:模擬裝置還包括包裹所述油容器并用于調(diào)節(jié)絕緣油溫度的調(diào)溫箱，所述調(diào)溫箱上設有與所述取油孔連接的油咀，所述上電極、地電極、進油管、出油管均穿過所述調(diào)溫箱的殼體與所述油容器連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述油容器上開設有位于下方側(cè)壁的第三連接孔及位于頂部的第四連接孔，所述進油管、出油管分別通過所述第三連接孔、第四連接孔固定在所述油容器上。
5.根據(jù)權利要求4所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述第一連接孔設于所述油容器的頂部中心，所述第二連接孔設于所述油容器的底部中心，所述油容器與所述調(diào)溫箱的頂部之間、底部之間均設有絕緣支柱，所述上電極與地電極均穿過相對應的所述絕緣支柱的中心。
6.根據(jù)權利要求5所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述油容器和調(diào)溫箱上設有相匹配的用于觀察放電過程的透明觀察孔。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述取油孔設在所述油容器側(cè)壁上位于所述上電極與下電極之間的位置。
8.根據(jù)權利要求7所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述油容器由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
9.根據(jù)權利要求8所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述上電極包括連接棒及以可拆卸方式連接在所述連接棒末端的放電頭，所述第一連接孔為螺孔，所述連接棒表面設有與所述第一連接孔相配合的外螺紋，使得所述連接棒可沿所述第一連接孔的軸向運動。
10.根據(jù)權利要求9所述的變壓器電故障模擬裝置，其特征在于:所述下電極呈板狀，所述放電頭呈針狀、球狀或者板狀。
【文檔編號】G01R31/00GK103941128SQ201410188446
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權日:2014年5月6日
【發(fā)明者】張召濤, 李劍, 李曉斌, 田勇, 鐘光強, 鄒平, 陳曉陵, 艾林 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)重慶市電力公司長壽供電分公司