本發(fā)明涉及油浸式套管絕緣狀態(tài)診斷領(lǐng)域，特別涉及一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

變壓器套管是電氣設(shè)備的重要構(gòu)件，用于變壓器、電抗器等電氣設(shè)備高壓引線對金屬外殼的絕緣，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其絕緣性能直接關(guān)系電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。油浸式套管在運(yùn)行過程中，套管的中心導(dǎo)電銅管會(huì)通過大電流，由于電流的熱效應(yīng)套管的導(dǎo)電銅管將會(huì)產(chǎn)熱，在長期的運(yùn)行中電流通過導(dǎo)電銅管產(chǎn)生的熱不能快速的散發(fā)出去將會(huì)聚集在套管內(nèi)，使得套管的內(nèi)絕緣發(fā)生熱老化。由于油浸式套管內(nèi)絕緣電容芯子的制造過程采取用絕緣紙(厚度0.08～0.15mm，常用0.12mm)，包繞在銅管上。

套管實(shí)際工程運(yùn)行中，套管上部由于受引流線產(chǎn)熱的作用溫度最高，套管底部受變壓器油溫的作用溫度較高但低于套管上部溫度，套管中間部分是套管整體溫度最低的部分。目前，在對套管油紙絕緣狀態(tài)進(jìn)行介電響應(yīng)測試時(shí)，都是將整個(gè)套管放置于一種特定溫度下進(jìn)行測試，但是在實(shí)際工況中變壓器套管不同部位呈現(xiàn)出溫度分布不均勻的狀態(tài)，因此，需要一種能夠在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)與方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，以解決現(xiàn)有測試方法無法準(zhǔn)確獲得套管油紙絕緣的介電特性的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一方面示出一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，用于在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，研究實(shí)際工況溫度和不同溫度下套管油紙絕緣的介電特性。主要由實(shí)驗(yàn)箱、油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)、帶加熱裝置的絕緣油箱、12V直流電源、采集與控制系統(tǒng)、開關(guān)控制系統(tǒng)、介電響應(yīng)測試儀、計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其中：

實(shí)驗(yàn)箱通過一號軟管與油泵相連，油泵通過二號軟管與帶加熱裝置的絕緣油箱相連，帶加熱裝置的絕緣油箱同時(shí)通過三號軟管與實(shí)驗(yàn)箱相連，在實(shí)驗(yàn)箱、一號軟管、油泵、二號軟管、帶加熱裝置的絕緣油箱、以及三號軟管內(nèi)進(jìn)行變壓器絕緣油的循環(huán)；

油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)，包括：一號固定蓋、二號固定蓋、一號銅管、二號銅管、三號銅管、四號銅管、一號PTC加熱圓環(huán)、二號PTC加熱圓環(huán)、三號PTC加熱圓環(huán)、一號隔熱層、二號隔熱層、一號溫度傳感器、二號溫度傳感器、三號溫度傳感器、四號溫度傳感器、支架、一號導(dǎo)線、二號導(dǎo)線、三號導(dǎo)線、第一導(dǎo)線導(dǎo)線，將居里溫度為T1℃的一號PTC加熱圓環(huán)包裹在一號銅管內(nèi)壁，將居里溫度為T2℃的二號PTC加熱圓環(huán)包裹在二號銅管內(nèi)壁，將居里溫度為T3℃的三號PTC加熱圓環(huán)包裹在三號銅管內(nèi)壁，一號銅管和二號銅管通過一號隔熱層連接，二號銅管與三號銅管通過二號隔熱層連接；將一號導(dǎo)線與一號銅管相連接，二號導(dǎo)線與二號銅管相連接，三號導(dǎo)線與三號銅管相連接，并使連接處在垂直方向上處于同一直線上；使用絕緣膠將一號固定蓋、一號銅管、一號PTC加熱圓環(huán)、二號銅管、二號加熱圓環(huán)、三號銅管、二號固定蓋依次相連；四號銅管放置于一號銅管、二號銅管、三號銅管的外層，通過一號螺栓、二號螺栓與一號固定蓋連接、通過三號螺栓、四號螺栓與二號固定蓋連接；將油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)箱中軸處，一號溫度傳感器、二號溫度傳感器、三號溫度傳感器、四號溫度傳感器內(nèi)置于實(shí)驗(yàn)箱，支架支撐整個(gè)實(shí)驗(yàn)箱；

12V直流電源通過導(dǎo)線直接與一號PTC加熱圓環(huán)、二號PTC加熱圓環(huán)、三號PTC加熱圓環(huán)并聯(lián)連接；

開關(guān)控制系統(tǒng)包括：一號導(dǎo)線、二號導(dǎo)線、三號導(dǎo)線、開關(guān)、開關(guān)、開關(guān)構(gòu)成，將導(dǎo)線連接到開關(guān)，將導(dǎo)線連接到開關(guān)，將導(dǎo)線連接到開關(guān)，第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線連接至介電響應(yīng)測試儀；

計(jì)算機(jī)與介電響應(yīng)測試儀連接；

一號溫度傳感器、二號溫度傳感器、三號溫度傳感器、四號溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，采集與控制系統(tǒng)采集處理溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)控制帶加熱裝置的絕緣油箱的加熱狀態(tài)與油泵的流速。

所述的實(shí)驗(yàn)箱采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為環(huán)氧樹脂材料、外層為新型陶瓷材料；

實(shí)驗(yàn)箱和帶加熱裝置的絕緣油箱頂部均留有20％空間；

所述的溫度傳感器共四個(gè)，分別位于一號銅管、二號銅管、三號銅管處以及實(shí)驗(yàn)箱底部中心處；

所述的采集與控制系統(tǒng)采用以MCS-51單片機(jī)為核心，結(jié)合數(shù)模轉(zhuǎn)換器件ADC0809構(gòu)成，利用單片機(jī)的內(nèi)部中斷源產(chǎn)生中斷，處理采集到的數(shù)據(jù)；

不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)方法，開啟采集與控制系統(tǒng)，使絕緣油進(jìn)行油路循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)箱中的絕緣油保持恒定油溫T℃；

本發(fā)明實(shí)施例第二方面示出一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)方法，所述方法包括：

采集與控制系統(tǒng)，控制油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使絕緣油在實(shí)驗(yàn)箱、所述油泵以及所述帶加熱裝置的絕緣油箱形成循環(huán)油路內(nèi)循環(huán)，同時(shí)控制所述帶加熱裝置的絕緣油箱對所述絕緣油進(jìn)行加熱，控制油泵的流速；

如果所述絕緣油的溫度達(dá)到預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)控制12V直流電源分別通過一號PTC加熱圓環(huán)對一號銅管加熱、二號PTC加熱圓環(huán)對二號銅管加熱、三號PTC加熱圓環(huán)對三號銅管加熱；

如果所述一號銅管加熱的溫度達(dá)到第一居里溫度，所述二號銅管的溫度達(dá)到第二居里溫度、所述三號銅管的溫度達(dá)到第三居里溫度時(shí)，計(jì)算機(jī)控制介電響應(yīng)測試儀測量油紙絕緣的介電特性；

計(jì)算機(jī)接收所述介電響應(yīng)測試儀上傳的介電特性，并做相應(yīng)的存儲與分析。

進(jìn)一步，所述控制所述帶加熱裝置的絕緣油箱對所述絕緣油進(jìn)行加熱，控制油泵的流速的步驟包括：

如果所述絕緣油的溫度低于預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)控制帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置對所述絕緣油進(jìn)行加熱，并加快油泵的流速；

如果所述絕緣油的溫度高于預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)將開啟帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置，并加快油泵的流速。

由以上技術(shù)方案可知，本申請示出一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，系統(tǒng)包括，實(shí)驗(yàn)箱、油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)、帶加熱裝置的絕緣油箱、12V直流電源、實(shí)驗(yàn)箱與帶加熱裝置的絕緣油箱的連接裝置、采集與控制系統(tǒng)、介電響應(yīng)測試儀、開關(guān)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)；開啟采集與控制系統(tǒng)，使絕緣油進(jìn)行油路循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)箱中的絕緣油保持恒定油溫；接通12V直流電源進(jìn)行加熱到達(dá)至居里溫度；開啟介電響應(yīng)測試儀，使用開關(guān)控制系統(tǒng)對不均勻溫度下套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)接收介電響應(yīng)測試儀上傳的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的存儲與分析。本發(fā)明能夠在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，從而可以研究實(shí)際工況溫度下套管油紙絕緣的介電特性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的驗(yàn)系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖；

圖2為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)剖視正視圖；

圖3為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)剖視俯視圖；

圖4為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例示出的一種套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)方法的流程圖

1-一號固定蓋,2-一號銅管,3-一號PTC加熱圓環(huán),4-一號隔熱層,5-二號銅管,6-二號PTC加熱圓環(huán),7-二號隔熱層,8-三號銅管,9-三號PTC加熱圓環(huán),10-二號固定蓋,11-12V直流電源,12-一號軟管,13-油泵,14-二號軟管,15-帶加熱裝置的絕緣油箱,16-三號軟管,17-支架,18-實(shí)驗(yàn)箱,19-一號溫度傳感器,20-二號溫度傳感器,21-三號溫度傳感器,22-四號溫度傳感器,23-采集與控制系統(tǒng),24-四號銅管,25-一號螺栓,26-二號螺栓,27-三號螺栓,28-四號螺栓,29-油紙絕緣溫度控制系統(tǒng),30-一號導(dǎo)線，31-二號導(dǎo)線，32-三號導(dǎo)線，33-一號開關(guān)，34-二號開關(guān)，35-三號開關(guān)，36-第一導(dǎo)線，37-第二導(dǎo)線，38-介電響應(yīng)測試儀；39-開關(guān)控制系統(tǒng)，40-套管油紙,41-計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了能夠在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，研究實(shí)際工況溫度和不同溫度下套管油紙絕緣的介電特性，本發(fā)明提供了一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法。

圖1所示為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)及組成示意圖。由圖1可知一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法包括：實(shí)驗(yàn)箱18、油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)29、帶加熱裝置的絕緣油箱15、12V直流電源11、帶加熱裝置的絕緣油箱15實(shí)驗(yàn)箱18的連接裝置油泵13、一號軟管12、二號軟管14、三號軟管16、采集與控制系統(tǒng)23、開關(guān)控制系統(tǒng)39、介電響應(yīng)測試儀38、計(jì)算機(jī)41；實(shí)驗(yàn)箱18通過一號軟管12與油泵13相連，油泵13通過二號軟管14與帶加熱裝置的絕緣油箱15相連，帶加熱裝置的絕緣油箱15同時(shí)通過三號軟管16與實(shí)驗(yàn)箱18相連，在實(shí)驗(yàn)箱18、一號軟管12、油泵13、二號軟管14、帶加熱裝置的絕緣油箱15、以及三號軟管16內(nèi)實(shí)現(xiàn)絕緣油的循環(huán)；將0.1mm絕緣紙40纏繞在一號銅管2、二號銅管5、三號銅管8外繞制10層，將四號銅管24用螺栓固定在絕緣紙40外部；12V直流電源11通過導(dǎo)線直接與居里溫度為130℃的一號PTC加熱圓環(huán)3、居里溫度為80℃的二號PTC加熱圓環(huán)6、居里溫度為90℃的三號PTC加熱圓環(huán)9并聯(lián)連接，當(dāng)PTC加熱圓環(huán)的溫度到達(dá)其居里溫度時(shí)，PTC加熱圓環(huán)將停止加熱，當(dāng)PTC加熱圓環(huán)的溫度低于其居里溫度時(shí)，恢復(fù)至加熱狀態(tài)；采集與控制系統(tǒng)23直接與一號溫度傳感器19、二號溫度傳感器20、三號溫度傳感器21、四號溫度傳感器22連接用以采集實(shí)驗(yàn)箱18內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)控制帶加熱裝置的絕緣油箱15的加熱狀態(tài)與油泵13的流速，使實(shí)驗(yàn)箱18內(nèi)溫度保持在80℃，當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱18內(nèi)溫度低于80℃時(shí)，采集與控制系統(tǒng)23將開啟帶加熱裝置的絕緣油箱15內(nèi)加熱裝置，并加快油泵13的流速，當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱18內(nèi)溫度高于或等于80℃時(shí)，采集與控制系統(tǒng)23將關(guān)閉帶加熱裝置的絕緣油箱15內(nèi)加熱裝置，并加快油泵13的流速；當(dāng)銅管溫度到達(dá)至居里溫度以及油溫達(dá)至80℃，開啟介電響應(yīng)測試儀38，使用開關(guān)控制系統(tǒng)39對不均勻溫度下套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，開關(guān)控制系統(tǒng)39將閉合一號開關(guān)33、打開二號開關(guān)34、三號開關(guān)35是測量油紙絕緣在130℃時(shí)的介電特性，閉合二號開關(guān)34、打開一號開關(guān)33、三號開關(guān)35是測量油紙絕緣在80℃時(shí)的介電特性，閉合號三號開關(guān)35、打開一號開關(guān)33、二號開關(guān)34是測量油紙絕緣在90℃時(shí)的介電特性，閉合一號開關(guān)33、二號開關(guān)34、三號開關(guān)35是測量油紙絕緣在實(shí)際工況溫度下的介電特性；計(jì)算機(jī)41接收介電響應(yīng)測試儀38上傳的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的存儲與分析；實(shí)驗(yàn)箱18和帶加熱裝置的絕緣油箱15均留有20％空間。

圖2和圖3分別為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)剖視正視圖包括固定蓋和俯視圖除去固定蓋，由圖2和圖3可知：套管油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)高度為1100mm，直徑300mm放置于實(shí)驗(yàn)箱18中，包括：一號固定蓋1直徑300mm、高度25mm，一號銅管2外徑300mm、內(nèi)徑290mm、高度100mm，一號PTC加熱圓環(huán)3外徑290mm、內(nèi)徑280mm、高度100mm，一號隔熱層4外徑300mm、內(nèi)徑190mm、高度25mm，二號銅管5外徑300mm、內(nèi)徑290mm、高度800mm，二號PTC加熱圓環(huán)6外徑290mm、內(nèi)徑280mm、高度800mm，二號隔熱層7外徑300mm、內(nèi)徑190mm、高度25mm，三號銅管8外徑300mm、內(nèi)徑290mm、高度100mm，三號PTC加熱圓環(huán)9外徑290mm、內(nèi)徑280mm、高度100mm，二號固定蓋10直徑300mm、高度25mm，四號銅管外徑306mm、內(nèi)徑302mm、高度1100mm；一號PTC加熱圓環(huán)3、二號PTC加熱圓環(huán)6、三號PTC加熱圓環(huán)9通過導(dǎo)線與外置12V直流電源11并聯(lián)連接；一號PTC加熱圓環(huán)3內(nèi)置于一號銅管2中，一號PTC加熱圓環(huán)3與一號銅管2的下端通過絕緣膠與一號隔熱層4連接，二號PTC加熱圓環(huán)6內(nèi)置于二號銅管5中，二號PTC加熱圓環(huán)6和二號銅管5的上端通過絕緣膠與一號隔熱層4連接；二號PTC加熱圓環(huán)6和二號銅管5的下端通過絕緣膠與二號隔熱層7連接；三號PTC加熱圓環(huán)9內(nèi)置于三號銅管8中，三號PTC加熱圓環(huán)9和三號銅管8的上端用絕緣膠與二號隔熱層7連接；將一號導(dǎo)線30連接到緊貼一號銅管2的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，二號導(dǎo)線31連接到緊貼二號銅管5的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，三號導(dǎo)線32連接到緊貼三號銅管8的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，并使連接處在垂直方向上處于同一直線上；整個(gè)裝置的上端和下端通過絕緣膠分別用一號固定蓋1和二號固定蓋10固定；在整個(gè)不均勻加速熱老化的裝置外繞制10層0.1mm絕緣紙40；將四號銅管24通過螺栓固定在絕緣紙40外部。

本發(fā)明涉及一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開啟采集與控制系統(tǒng)23，使絕緣油進(jìn)行油路循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)箱18中的絕緣油保持恒定預(yù)置油溫；接通12V直流電源11對一號銅管2、二號銅管5、三號銅管8進(jìn)行加熱，使一號銅管2、二號銅管5、三號銅管8溫度到達(dá)至其居里溫度；開啟介電響應(yīng)測試儀38，使用開關(guān)控制系統(tǒng)39對不均勻溫度下套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，閉合一號開關(guān)33、二號開關(guān)34、三號開關(guān)35測量油紙絕緣在實(shí)際工況溫度下的介電特性；計(jì)算機(jī)41接收介電響應(yīng)測試儀38上傳的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的存儲與分析，本發(fā)明實(shí)施例示出的不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，模擬出套管油紙絕緣實(shí)際工況時(shí)所處的環(huán)境，從而可以研究實(shí)際工況溫度下套管油紙絕緣的介電特性和在不同溫度下套管油紙絕緣的介電特性，進(jìn)而準(zhǔn)確獲得套管油紙?jiān)谡鎸?shí)狀態(tài)下的絕緣的介電特性。

實(shí)施例二

進(jìn)一步，所述開關(guān)控制系統(tǒng)39包括：一號導(dǎo)線30、二號導(dǎo)線31、三號導(dǎo)線32、一號開關(guān)33、二號開關(guān)34、三號開關(guān)35、第一導(dǎo)線36以及第二導(dǎo)線37；

所述一號導(dǎo)線30的一端連接到所述一號開關(guān)33的一端，所述二號導(dǎo)線31的一端連接到所述二號開關(guān)34的一端，所述三號導(dǎo)線32的一端連接到所述三號開關(guān)35的一端；

所述介電響應(yīng)測試儀38的一端通過所述第一導(dǎo)線36分別與所述一號開關(guān)33的另一端、二號開關(guān)34的另一端、三號開關(guān)35的另一端相連接；

所述介電響應(yīng)測試儀38的一端通過所述第二導(dǎo)線37分別與所述一號導(dǎo)線30的另一端、所述二號導(dǎo)線31的另一端、所述三號導(dǎo)線32的另一端相連接。

開關(guān)控制系統(tǒng)39將閉合一號開關(guān)33、斷開二號開關(guān)34、三號開關(guān)35是測量絕緣油紙絕緣在130℃時(shí)的介電特性，閉合二號開關(guān)34、斷開一號開關(guān)33、斷開三號開關(guān)35是測量絕緣油紙絕緣在80℃時(shí)的介電特性，閉合號三號開關(guān)35、斷開一號開關(guān)33、二號開關(guān)34是測量絕緣油紙絕緣在90℃時(shí)的介電特性。

本實(shí)施例可分別測試套管油紙不同部位的絕緣介電特性，開展了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)套管油紙不同部位的老化試驗(yàn)，建立了介損特征區(qū)間積分模型，發(fā)現(xiàn)老化時(shí)間與套管油紙介電特性在特征區(qū)間的積分值符合線性規(guī)律，表明套管油紙的頻域介電譜中的介損積分值可反映絕緣老化程度，為現(xiàn)場套管油紙的老化狀態(tài)加速情況提供研究思路。

實(shí)施例三

進(jìn)一步，所述油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)29還包括：一號隔熱層4和二號隔熱層7；所述一號銅管2與所述二號銅管5通過所述一號隔熱層4連接；所述二號銅管5與所述三號銅管8通過所述二號隔熱層7；

一號隔熱層4外徑300mm、內(nèi)徑190mm、高度25mm，二號隔熱層7外徑300mm、內(nèi)徑190mm、高度25mm，一號PTC加熱圓環(huán)3與一號銅管2的下端通過絕緣膠與一號隔熱層4連接，二號PTC加熱圓環(huán)6和二號銅管5的上端通過絕緣膠與一號隔熱層4連接；二號PTC加熱圓環(huán)6和二號銅管5的下端通過絕緣膠與二號隔熱層7連接；三號PTC加熱圓環(huán)9和三號銅管8的上端用絕緣膠與二號隔熱層7連接；

一號隔熱層4將一號PTC加熱圓環(huán)3與二號PTC加熱圓環(huán)6隔絕開，一號PTC加熱圓環(huán)3的居里溫度為130℃，二號PTC加熱圓環(huán)6的居里溫度為80℃，一號隔熱層4可避免熱量在一號PTC加熱圓環(huán)3與二號PTC加熱圓環(huán)6之間的傳遞，進(jìn)而保證，一號PTC加熱圓環(huán)3整體溫度均衡，二號隔熱層7將二號PTC加熱圓環(huán)6與三號PTC加熱圓環(huán)9隔絕開；二號PTC加熱圓環(huán)6的居里溫度為80℃，三號PTC加熱圓環(huán)9的居里溫度為90℃，二號PTC加熱圓環(huán)6避免熱量在三號PTC加熱圓環(huán)9與二號PTC加熱圓環(huán)6之間的傳遞；進(jìn)而保證，二號PTC加熱圓環(huán)6和三號PTC加熱圓環(huán)9整體溫度均衡。

本實(shí)施例提供的不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，與實(shí)施例一提供的試驗(yàn)系統(tǒng)，相同的結(jié)構(gòu)及其功能可相互參照，不同的結(jié)構(gòu)可相應(yīng)結(jié)合，并且不同的結(jié)構(gòu)結(jié)合而成的新方案也為本發(fā)明保護(hù)的范圍。且本實(shí)施例提供的試驗(yàn)系統(tǒng)的使用方法系統(tǒng)可相應(yīng)參照實(shí)施例一提供的實(shí)驗(yàn)的使用方法，此處不再贅述。

進(jìn)一步，所述一號銅管2、二號銅管5、三號銅管8以及所述四號銅管24的側(cè)壁均設(shè)置有便于走線的小槽。

將一號導(dǎo)線30連接到緊貼一號銅管2的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，二號導(dǎo)線31連接到緊貼二號銅管5的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，三號導(dǎo)線32連接到緊貼三號銅管8的一面上距離圓心295mm處向內(nèi)部有一深度和寬度各為3mm的小槽，并使連接處在垂直方向上處于同一直線上。所述系統(tǒng)走線簡單，節(jié)省了整個(gè)系統(tǒng)的安裝空間。

進(jìn)一步，所述一號螺栓25、所述二號螺栓26、所述三號螺栓27以及所述四號螺栓28均為聚四氟乙烯的六角頭螺栓。所述聚四氟乙烯的六角頭螺栓幾乎耐所有化學(xué)介質(zhì)，且具有耐磨、耐壓、摩擦系數(shù)低等特性。同時(shí)，聚四氟乙烯的六角頭螺栓密封性能好，不會(huì)出現(xiàn)粘帶或脫落的現(xiàn)象，進(jìn)而保證整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括支架17，所述支架17用于支撐所述實(shí)驗(yàn)箱18。

進(jìn)一步，所述實(shí)驗(yàn)箱18采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述實(shí)驗(yàn)箱18的內(nèi)層材料為環(huán)氧樹脂材料、所述實(shí)驗(yàn)箱18的外層為新型陶瓷材料。

本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)箱18內(nèi)層材料為環(huán)氧樹脂材料，所述環(huán)氧樹脂材料具有良好的物理、化學(xué)性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定。本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)箱18外層為新型陶瓷材料堅(jiān)硬、致密，進(jìn)而保證實(shí)驗(yàn)箱18整體機(jī)構(gòu)穩(wěn)定。

本發(fā)明第二方面示出種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)方法，如圖4所示，所述方法包括

S101，采集與控制系統(tǒng)，控制油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使絕緣油在實(shí)驗(yàn)箱、所述油泵以及所述帶加熱裝置的絕緣油箱形成循環(huán)油路內(nèi)循環(huán)，同時(shí)控制所述帶加熱裝置的絕緣油箱對所述絕緣油進(jìn)行加熱，控制油泵的流速；

S102，如果所述絕緣油的溫度達(dá)到預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)控制12V直流電源分別通過一號PTC加熱圓環(huán)對一號銅管加熱、二號PTC加熱圓環(huán)對二號銅管加熱、三號PTC加熱圓環(huán)對三號銅管加熱；

S103，如果所述一號銅管加熱的溫度達(dá)到第一居里溫度，所述二號銅管的溫度達(dá)到第二居里溫度、所述三號銅管的溫度達(dá)到第三居里溫度時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)發(fā)送一控制信號；

S104，計(jì)算機(jī)根據(jù)控制信號控制介電響應(yīng)測試儀測量油紙絕緣的介電特性。

S105，計(jì)算機(jī)接收所述介電響應(yīng)測試儀上傳的介電特性，并做相應(yīng)的存儲與分析。

開啟采集與控制系統(tǒng)，使絕緣油進(jìn)行油路循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)箱中的絕緣油保持恒定在預(yù)置油溫，12V直流電源對一號PTC加熱圓環(huán)，二號PTC加熱圓環(huán)以及三號PTC加熱圓環(huán)進(jìn)行加熱；當(dāng)所述一號銅管的溫度低于第一居里溫度130℃，所述二號銅管的溫度低于第二居里溫度80℃、所述三號銅管的溫度低于第三居里溫度90℃時(shí)，12V直流電源繼續(xù)對一號PTC加熱圓環(huán)3，二號PTC加熱圓環(huán)6以及三號PTC加熱圓環(huán)加熱；當(dāng)所述一號銅管的溫度達(dá)到第一居里溫度130℃，所述二號銅管的溫度達(dá)到第二居里溫度80℃、所述三號銅管的溫度達(dá)到第三居里溫度90℃時(shí)，12V直流電源停止對一號PTC加熱圓環(huán)，二號PTC加熱圓環(huán)以及三號PTC加熱圓環(huán)加熱；開啟介電響應(yīng)測試儀，使用開關(guān)控制系統(tǒng)對不均勻溫度下套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，測量紙絕緣在實(shí)際工況溫度下的介電特性；計(jì)算機(jī)接收介電響應(yīng)測試儀38上傳的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的存儲與分析。

進(jìn)一步，所述控制帶加熱裝置的絕緣油箱對所述絕緣油進(jìn)行加熱，控制油泵的流速的步驟包括：

S1011，如果所述絕緣油的溫度低于預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)控制帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置對所述絕緣油進(jìn)行加熱，并加快油泵的流速；

S1012，如果所述絕緣油的溫度高于預(yù)置油溫時(shí)，則采集與控制系統(tǒng)將開啟帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置，并加快油泵的流速。

采集與控制系統(tǒng)直接與一號溫度傳感器、二號溫度傳感器三號溫度傳感器、四號溫度傳感器連接用以采集實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)控制帶加熱裝置的絕緣油箱的加熱狀態(tài)與油泵的流速，使實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)溫度保持在預(yù)置油溫80℃，當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)溫度低于預(yù)置油溫80℃時(shí)，采集與控制系統(tǒng)將開啟帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置，并加快油泵的流速，當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)溫度高于或等于預(yù)置油溫80℃時(shí)，采集與控制系統(tǒng)將關(guān)閉帶加熱裝置的絕緣油箱內(nèi)加熱裝置，并加快油泵的流速當(dāng)所述使一號銅管的溫度達(dá)到第一居里溫度130℃，所述二號銅管的溫度達(dá)到第二居里溫度80℃、所述三號銅管的溫度達(dá)到第三居里溫度90℃時(shí)以及油溫達(dá)至預(yù)置油溫80℃。

由以上技術(shù)方案可知，本申請示出一種不均勻溫度下套管油紙絕緣頻域介電譜實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法，系統(tǒng)包括，實(shí)驗(yàn)箱、油紙絕緣溫度控制系統(tǒng)、帶加熱裝置的絕緣油箱、12V直流電源、實(shí)驗(yàn)箱與帶加熱裝置的絕緣油箱的連接裝置、采集與控制系統(tǒng)、介電響應(yīng)測試儀、開關(guān)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)；開啟采集與控制系統(tǒng)，使絕緣油進(jìn)行油路循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)箱中的絕緣油保持恒定油溫；接通12V直流電源進(jìn)行加熱到達(dá)至居里溫度；開啟介電響應(yīng)測試儀，使用開關(guān)控制系統(tǒng)對不均勻溫度下套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)接收介電響應(yīng)測試儀上傳的數(shù)據(jù)，并做相應(yīng)的存儲與分析。本發(fā)明能夠在不均勻溫度下對套管油紙絕緣進(jìn)行頻域介電譜實(shí)驗(yàn)，從而可以研究實(shí)際工況溫度下套管油紙絕緣的介電特性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。