專利名稱：一種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于變壓器老化狀態(tài)檢測技術領域，具體涉及一種變壓器油紙絕緣電 熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置。
背景技術：
變壓器尤其是大型油浸式電力變壓器是電力系統(tǒng)中至關重要的設備之一，其運行 可靠性直接關系電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，統(tǒng)計資料顯示，變壓器的運行事故主要由其絕緣系 統(tǒng)故障造成，變壓器的運行壽命很大程度上取決于油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)。因此，準確診 斷油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)，對預測變壓器的壽命至關重要，也是實現(xiàn)變壓器狀態(tài)維護的 前提和基礎。在大多數(shù)變壓器中，其絕緣系統(tǒng)主要有纖維素紙板和變壓器油構成，前者主要起 絕緣和支撐的作用，后者主要用來絕緣和冷卻。在變壓器運行過程中，油紙絕緣長期承受 熱、電、機械、化學等多種外部應力作用，在上述多種應力作用下，纖維素紙板和變壓器油都 會隨著運行時間的累積而逐漸老化，并產(chǎn)生一些老化產(chǎn)物，如乙烯、乙炔、微水、呋喃化合物 等，導致自身絕緣和機械性能逐漸下降并可能造成變壓器故障。由于變壓器在正常運行應 力條件下，油紙絕緣老化過程十分緩慢，在此條件下開展實驗研究時間漫長且不現(xiàn)實，因此 在更高應力水平下對油紙絕緣進行加速老化實驗成為國內(nèi)外專家學者研究油紙絕緣老化 規(guī)律、探索老化內(nèi)在機理的主要途徑。目前，在實際實驗研究中，主要有以下幾種油紙絕緣加速老化方法，如在較高溫度 下進行的加速熱老化、在較高電場應力作用下的加速電老化、在電-熱聯(lián)合應力作用下的 電熱聯(lián)合加速老化以及電、熱、機械等多種應力作用下的綜合加速老化等。國內(nèi)外研究表 明，油紙絕緣在多種應力聯(lián)合作用下的老化過程與單一應力下的老化過程明顯不同。在實 際運行條件下，電應力和熱應力對油紙絕緣的作用一般同時、持續(xù)存在，且難以避免，因此， 一般認為電熱聯(lián)合應力作用下的油紙絕緣加速老化實驗能夠較好的模擬變壓器油紙絕緣 系統(tǒng)在實際運行狀態(tài)下的老化環(huán)境，較單一應力下的加速熱老化或電老化能更合理、科學 地研究油紙絕緣老化過程，評估油紙絕緣剩余壽命。雖然國內(nèi)外一些學者已經(jīng)針對油紙絕 緣在多應力作用下的老化特性做了不少研究，而且提出了一些有價值的油紙絕緣老化壽命 模型，但是，鮮有對在電熱聯(lián)合應力下油紙絕緣老化理化特性進行深入細致的研究，一個主 要原因就是開展電熱聯(lián)合應力作用下的油紙絕緣老化試驗需要設計合理、性能可靠、運行 安全、取樣方便的實驗裝置，這也是進行上述實驗的難點。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有實驗平臺中在模擬油紙絕緣老化過程試驗時普遍存在的不 能同時施加電、熱聯(lián)合應力作用、取樣困難、高溫密封等難題，提出一種變壓器油紙絕緣電 熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，它結構簡單，使用效果，運行安全，取樣方便。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案
3[0007]—種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，它包括外腔，外腔內(nèi)設有至 少一個密封的內(nèi)腔，在內(nèi)腔中設有測試裝置，測試裝置設有高壓電極和低壓電極，試樣置于 相互壓緊的高壓電極和低壓電極間，高壓電極分別與外腔外部的高壓電源和電流測量與顯 示系統(tǒng)連接。所述測試裝置包括玻璃標本瓶，它安裝在外部支架上，在玻璃標本瓶內(nèi)盛有變壓 器油，在變壓器油中設有內(nèi)部支架，內(nèi)部支架吊裝在外部支架上，在內(nèi)部支架下部設有低壓 電極，低壓電極上方設有高壓電極，高壓電極與高壓電極接線柱連接，高壓電極接線柱與外 部高壓電源連接。所述外部支架包括不銹鋼底板，它通過不銹鋼螺栓與絕緣板連接，不銹鋼鋼螺栓 頂部是保護地電極，它與外腔的金屬壁連接；所述內(nèi)部支架包括一對低壓電極接線柱，它們 安裝在絕緣板上，下部與電極-試樣試驗架連接，低壓電極與電極-試樣試驗架間設有壓緊彈簧。所述絕緣板下部以及不銹鋼底板的上部均設有丁腈橡膠密封墊片。 所述低壓電極接線柱外部套裝小型聚四氟乙烯套管。所述外部高壓電源包括高壓套管為聚四氟乙烯套管，它通過不銹鋼法蘭穿入外腔 內(nèi)；高壓套管的頂部和底部設有防暈罩，導電桿貫穿整個高壓套管，在高壓套管頂部和底部 分別設有接線端，底部的接線端通過高壓導線與高壓電極接線柱連接。所述外腔是高溫烘箱，溫度可調范圍為室溫+10 300°C、溫控精度為士0. 5°C。所述試樣為油浸絕緣紙板試品。一種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合加速老化的實驗方法，它的步驟為1)油浸絕緣紙板試品真空干燥、浸油處理；2)將準備好的油浸絕緣紙板試品置入高壓電極和低壓電極之間并壓緊，然后將內(nèi) 腔放入真空干燥箱，抽至50士5Pa的粗真空，通過注油閥注油適量的變壓器油，取出內(nèi)腔并 進行密封處理；3)內(nèi)腔置入外腔并連接導線，將一定數(shù)量的密封好的內(nèi)腔均勻放入外腔中，并將 高壓電極、低壓電極和保護地電極通過耐高溫導線正確接線；4)升溫、加電壓進行電熱聯(lián)合加速老化試驗，對油浸絕緣紙板試品15施加電和熱 應力作用，設置外腔的加熱溫度，對高壓電極施加電壓，進行電熱聯(lián)合應力下油浸絕緣紙板 試品的加速老化實驗；5)取出內(nèi)腔對試樣進行理化參數(shù)分析，得出油浸絕緣紙板在電熱聯(lián)合應力作用下 的老化規(guī)律。所述步驟1)中，首先將纖維素絕緣紙板放在真空烘箱中，抽至50 士 5 的粗真空， 并將溫度升高并保持在110士0.5°C，干燥48h;降至室溫后將干燥的試樣取出，在空氣中吸 潮，同時通過精密天平觀察試樣重量的變化，達到設定的微水含量后，再次放入真空干燥箱 并抽至50士5Pa的粗真空，溫度升高至50°C，然后通過真空干燥箱上的注油閥在該溫度下 對絕緣紙板進行真空浸油。本實用新型的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力下老化的實驗裝置，包括外腔與放置 在外腔內(nèi)部的一定數(shù)量的內(nèi)腔及測量與顯示系統(tǒng)組成，內(nèi)腔由筒狀結構的玻璃標本瓶、設 置于筒狀結構的玻璃瓶內(nèi)的電極-試樣結構，設置于筒狀玻璃瓶上端的絕緣板，下端的不銹鋼底板，連接和固定絕緣板的不銹鋼螺桿，設置于絕緣板和不銹鋼底板上的耐高溫橡膠 墊構成，外部電壓源通過外腔體上的高壓套管與高壓引線與內(nèi)腔上端絕緣板的高壓電極接 線端連接，再連接到電極-試樣試驗架的高壓電極上，電極-試樣試驗架上的低壓電極和保 護地電極通過高溫導線分別與置于外腔外部的電流、電壓測量與顯示系統(tǒng)和外腔殼體相連 接。設置于外腔上部的耐高溫聚四氟乙烯高壓套管，通過法蘭與外腔上壁連接，導電 桿兩端設置有起防止電暈的半球形不銹鋼防暈罩。外腔是高溫恒溫烘箱，其溫度可調范圍為室溫+10 300°C、溫控精度為士0.5°C， 溫度均勻度< 2°C，具有定時功能，內(nèi)部空間尺寸為1200 X 1000 X 1500mm。筒狀結構的玻璃標本瓶高度為135mm，內(nèi)徑90mm，壁厚為5mm。設置于筒狀玻璃標本瓶內(nèi)的電極-試樣結構由高壓電極、低壓電極、油紙絕緣試 品構成，兩電極均為黃銅材質，邊緣均進行倒圓角處理。高壓套管由聚四氟乙烯套管、導電桿、接線柱、防暈罩、及法蘭組成，導電桿通過兩 個呈半球形的防暈罩的中心孔，導電桿的兩端為與輸入輸出高壓線的接線柱，聚四氟乙烯 套管通過法蘭與外腔的上壁連接。低壓電極的導桿上設置有壓緊彈簧。設置于筒狀玻璃瓶上端的絕緣板為改性雙馬來酰亞胺樹脂板，耐溫等級為H級。一種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力加速老化的實驗方法，包括如下步驟1)纖維素絕緣紙板真空干燥試樣處理，首先將絕緣紙板裁成直徑65mm的圓片狀， 放在真空烘箱中，抽至50士5Pa的粗真空，并將溫度升高并保持在110士0. 5°C，在真空度明 顯下降時應再次抽真空，將絕緣紙板試品保持在50士5Pa的粗真空中進行干燥48h，待降至 室溫后將干燥的紙板試樣取出，在空氣中吸潮，同時通過精密天平觀察試樣重量的變化，是 否達到設定的微水含量；2)對絕緣紙板進行真空浸油，將準備好的絕緣紙板放置在廣口玻璃器皿中，然后 放入真空干燥箱，升高溫度并保持在50士0. 5°C，抽至50士5Pa的粗真空，打開真空干燥箱 上的注油閥門，對絕緣紙板進行真空浸油；3)進行放置試樣和內(nèi)腔注油操作，將充分浸油的絕緣紙板試品放置在高壓電極和 低壓電極之間，通過設置在低壓電極上的彈簧壓緊，將整個內(nèi)腔放入真空干燥箱進行真空 條件下的內(nèi)腔注油，內(nèi)腔上部保留五分之一剩余空間時停止注油，打開真空干燥箱通過螺 桿壓緊上下兩端的絕緣板將內(nèi)腔密封；4)根據(jù)實驗規(guī)劃將規(guī)定數(shù)量的完成注油并密封的內(nèi)腔均勻置入外腔，并將相應電 極、導線、測量及顯示裝置正確連接；5)電熱聯(lián)合應力加速老化部分，根據(jù)實驗規(guī)劃的老化溫度設置高溫烘箱的加熱溫 度，根據(jù)實驗規(guī)劃的電場應力水平設置電源電壓，進行加速電熱聯(lián)合老化實驗；6)實驗過程中實時監(jiān)測外腔內(nèi)部溫度變化，施加在油紙絕緣試品上的電壓大小， 流過試品的電流大小等實驗數(shù)據(jù)；7)不同老化階段試樣理化參數(shù)分析主要是在不同老化階段停止加熱，撤除施加電 壓，將試樣冷卻至室溫，取出并打開一個內(nèi)腔，提取變壓器油試樣和絕緣紙板試品進行油中 氣體檢測、糠醛濃度檢測、紙板聚合度檢測等相關試驗及其得到具體實驗數(shù)據(jù)。
5[0038]本實用新型的有益效果是它可以實現(xiàn)油紙絕緣試品在電熱聯(lián)合應力作用下的加 速老化實驗，能實時監(jiān)測和測量試樣所受熱應力水平、施加電壓以及流過試品的電流的大 小，又能在不同老化階段定期取樣，對變壓器油和絕緣紙板試品進行相關理化分析，包括老 化過程中絕緣油介電參數(shù)、微水含量、PH值、酸值等參數(shù)變化和絕緣紙板聚合度、介電參數(shù)、 表觀形貌等的變化，獲得具體的實驗數(shù)據(jù)，也可以同時進行電熱聯(lián)合加速老化實驗和相應 溫度下的單一熱應力加速老化實驗，以達到對比分析的目的，以研究大型電力變壓器油紙 絕緣材料在不同應力作用條件下的老化規(guī)律，為研究變壓器油紙絕緣系統(tǒng)老化機理，評估 老化狀態(tài)提供了實驗平臺。

圖1本實用新型實驗裝置和測量與顯示系統(tǒng)總體結構示意圖；圖2本實用新型內(nèi)腔結構主視示意圖；圖3本實用新型電極-試樣結構示意圖(不包括電極-試樣試驗架)；圖4本實用新型耐高溫高壓套管結構示意圖；圖5本實用新型電熱聯(lián)合加速老化實驗方法流程示意圖；圖6本實用新型不同老化階段油試品中溶解乙炔氣體曲線；圖7本實用新型不同老化階段油試品電阻率曲線；圖8本實用新型不同老化階段紙板試品聚合度曲線。其中，1.外腔，2.內(nèi)腔，3.高壓套管，4.耐高溫導線，5.電流、電壓測量及顯示 系統(tǒng)，6.保護地電極，7.絕緣板，8. 丁腈橡膠密封墊片，9.不銹鋼螺柱，10.玻璃標本瓶， 11.不銹鋼底板，12.變壓器油，13.壓緊彈簧，14.低壓電極，15.試樣，16.高壓電極，17.低 壓電極接線柱，18.高壓電極接線柱，19.接線端，20.防暈罩，21.導電桿，22.聚四氟乙烯套 管，23.不銹鋼法蘭，24.小型聚四氟乙烯套管，25.電極-試樣試驗架，26.高壓導線。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明圖1為本實用新型實驗裝置總體結構圖，圖中可以看出，變壓器油紙絕緣電熱聯(lián) 合加速老化實驗裝置，包括外腔1與設置在外腔1內(nèi)部的內(nèi)腔2及電壓、電流測量與顯示系 統(tǒng)5組成。內(nèi)腔2由筒狀結構的玻璃標本瓶10、設置于筒狀玻璃標本瓶10上端的絕緣板7、 設置于筒狀玻璃標本瓶8下部的不銹鋼底板11、連接和固定絕緣板7與不銹鋼底板11的 不銹鋼螺桿9、設置于絕緣板7下表面和不銹鋼底板11上表面的耐高溫的丁腈橡膠密封墊 片8、設置于筒狀玻璃標本瓶10內(nèi)部的電極-試樣試驗架25構成，電極-試樣試驗架25由 高壓電極16、低壓電極14組成，試樣15置于高壓電極16與低壓電極14之間，通過置于低 壓電極14上的壓緊彈簧13將試樣15壓緊，外部電壓源通過外腔體1上的高壓套管3再經(jīng) 過連接高壓套管3下端接線端19的高壓導線沈和內(nèi)腔2上部的高壓電極接線柱18連接， 最后連接到電極-試樣試驗架25的高壓電極16上，高壓電極16上的電壓經(jīng)過高壓電極接 線柱18，在經(jīng)過耐高溫導線4連接到設置于外腔1外部的電流、電壓測量及顯示系統(tǒng)5，電 極-試樣試驗架25上的低壓電極14通過低壓電極接線柱17，在經(jīng)過耐高溫導線4連接到設置于外腔1外部的電流、電壓測量及顯示系統(tǒng)5。圖2是本實驗裝置的內(nèi)腔結構示意圖，圖2中可以明顯看出，電極-試樣試驗架25 置于筒狀玻璃標本瓶10內(nèi)部，高壓電極16、試樣15以及低壓電極14完全浸在注入的變壓 器油12中，絕緣板7和不銹鋼底板11通過不銹鋼螺柱9連接，保護地電極6和外腔1的金 屬外殼連接，通過拉緊不銹鋼螺柱9和丁腈橡膠密封墊片8將內(nèi)腔2密封。圖3為電極-試樣試驗架結構圖，可以明顯看出，高壓電極16固定在絕緣板7上， 且通過丁腈橡膠密封墊片8使兩部分密封連接，絕緣板7為邊長120mm的正方形，厚度為 10mm，低壓電極14可在垂直方向活動，并通過壓緊彈簧13使試品和兩電極緊密接觸，低壓 電極接線柱17上設置有小型聚四氟乙烯套管M，確保高壓電極16與低壓電極接線柱17之 間絕緣，小型聚四氟乙烯套管M外徑8mm，壁厚1mm，長度70mm，高壓電極16和低壓電極14 均為直徑55mm、厚度5mm的黃銅材質圓形電極，邊緣做倒圓角處理。圖4是耐高溫聚四氟乙烯高壓套管3結構示意圖，為了將外部高壓引入外腔1的 內(nèi)部，以對試樣15施加電應力，外腔1上部設置高壓套管3，圖中顯示，耐高溫聚四氟乙烯高 壓套管3由導電桿21兩端的接線端19、半球形的防暈罩20、黃銅的導電桿21、聚四氟乙烯 套管22以及不銹鋼法蘭23構成，導電桿21外徑15mm，壁厚3mm，通過兩個防暈罩20的中 心孔，聚四氟乙烯套管22最大直徑80mm，不銹鋼法蘭23處直徑70mm，總長500mm，兩端外壁 加工有傘裙以增大爬電距離。圖5是利用本實用新型進行電熱聯(lián)合加速老化實驗的流程示意圖。為實現(xiàn)電熱聯(lián)合加速老化需要的高溫，外腔1為高溫烘箱，溫度可調范圍為室溫 +10 300°C、溫控精度為士0. 5°C，內(nèi)部空間尺寸為1200 X 1000 X 1500mm，進行加速老化試 驗時可將至少一個內(nèi)腔2置入外腔1中，使變壓器油12和油浸絕緣紙板試品(試樣15)在 試驗設定的高溫和電應力下進行加速老化。為了達到密封、耐高溫及絕緣的要求，內(nèi)腔使用內(nèi)徑90mm，壁厚5mm，高度135mm的 玻璃標本瓶10作為容器，以耐溫等級為H級的改性雙馬來酰亞胺樹脂板為絕緣板7，以耐 溫、耐油性能較好的丁腈橡膠為密封墊片8。由于加熱過程中變壓器油膨脹，內(nèi)腔內(nèi)部壓力 增大的問題，在保證油浸絕緣紙板試品、高壓電極和低壓電極完全浸沒的前提下，注油時必 須使容器上部至少留足五分之一的剩余空間提供給變壓器油受熱膨脹。經(jīng)試驗驗證該實驗 裝置在不高于160°C時可以可靠運行，滿足變壓器油浸絕緣紙板電熱聯(lián)合應力加速老化實 驗的要求。本實驗裝置中所有引線包括高壓導線沈、連接高壓電極、低壓電極和電壓、電流測 量與顯示系統(tǒng)的導線都使用耐高溫導線4，保證在整個電熱聯(lián)合加速老化試驗中其絕緣性 能良好。試樣15壓緊程度的不同對于試品承受的電應力大小及均勻程度、老化環(huán)境有明 顯影響，為使油浸絕緣紙板試樣15壓緊程度一致，本實驗裝置將高壓電極16固定在絕緣板 7上，而低壓電極14的導桿上設計壓緊彈簧，保證油浸絕緣紙板試品15在實驗中每次壓緊 程度一致，壓力均勻。內(nèi)腔2注油時需要在真空條件進行，這樣才能最大程度排除油浸絕緣紙板試樣15 和高壓電極16及低壓電極14之間殘留的空氣，使每個內(nèi)腔油浸絕緣紙板試品15具有一致 的老化應力和環(huán)境。本實驗裝置內(nèi)腔2可放入真空干燥箱中，通過真空泵將整個內(nèi)腔抽到50士5Pa的粗真空，并在此真空條件下通過真空干燥箱上設計的注油閥對內(nèi)腔2的真空入 適量的變壓器油12。由于要研究油浸絕緣紙板試樣15不同老化階段的理化特性，外腔1內(nèi)部可以根據(jù) 實驗規(guī)劃放入多個內(nèi)腔2，每經(jīng)過一定的老化時間取出一個內(nèi)腔2，分析其中變壓器油和絕 緣紙板理化特性，以達到連續(xù)研究油浸絕緣紙板試樣15在電熱聯(lián)合應力下老化規(guī)律的目 的。電熱聯(lián)合加速老化實驗可分為絕緣紙板試樣真空干燥、浸油處理，放置試樣、注 油和密封內(nèi)腔，內(nèi)腔置入外腔并連接導線，升溫、加電壓進行電熱聯(lián)合加速老化試驗，取出 內(nèi)腔對試樣進行理化參數(shù)分析這些步驟。絕緣紙板試樣真空干燥、浸油處理指纖維素絕 緣紙板在真空條件下進行干燥、浸油處理，首先將纖維素絕緣紙板放在真空烘箱中，抽至 50士5Pa的粗真空，并將溫度升高并保持在110士0. 5°C。由于干燥過程中絕緣紙板蒸發(fā)的 水分造成真空度下降，若觀察到真空度明顯下降時應再次抽真空，將試品保持在50士5Pa 的粗真空中進行干燥48h。降至室溫后將干燥的紙板試樣取出，在空氣中吸潮，同時通過精 密天平觀察試樣重量的變化，達到設定的微水含量后，再次放入真空干燥箱并抽至50士5Pa 的粗真空，溫度升高至50°C，然后通過真空干燥箱上的注油閥在該溫度下對絕緣紙板進行 真空浸油。放置試樣、注油和密封內(nèi)腔部分，首先將準備好的油浸絕緣紙板試樣15置入高 壓電極16和低壓電極14之間并壓緊，然后將內(nèi)腔2放入真空干燥箱，抽至50士5 的粗真 空，通過注油閥注油適量的變壓器油12，取出內(nèi)腔2并進行密封處理。內(nèi)腔置入外腔并連接 導線部分是指將一定數(shù)量的密封好的內(nèi)腔2均勻放入外腔1中，并將高壓電極16、低壓電極 14和保護地電極6通過耐高溫導線正確接線。升溫、加電壓進行電熱聯(lián)合加速老化試驗指 的是為了對油浸絕緣紙板試樣15施加電和熱應力作用，設置外腔1的加熱溫度，對高壓電 極16施加電壓，進行電熱聯(lián)合應力下油浸絕緣紙板試品的加速老化實驗。最后進行的步驟 是取出內(nèi)腔對試樣進行理化參數(shù)分析，以研究油浸絕緣紙板在電熱聯(lián)合應力作用下的老化 規(guī)律，對變壓器油分析油中溶解氣體、PH值、酸值、糠醛濃度、微水、電阻率、擊穿電壓、介損 等，對纖維素絕緣紙板主要分析聚合度的變化。在本實用新型試驗過程中，高壓電極16上施加的電壓、流過油浸絕緣紙板試樣15 的電流都可以實時在線測量，并通過示波器顯示，實現(xiàn)不需要暫停試驗，不需要關閉高溫烘 箱而連續(xù)監(jiān)測油浸絕緣紙板試品的電流、電壓等參數(shù)變化。本實用新型可以對油浸絕緣紙板試品同時施加電應力和熱應力，實現(xiàn)在電熱聯(lián)合 應力下的加速老化實驗；可以實現(xiàn)高溫下內(nèi)腔的密封性；可以實現(xiàn)定期提取試樣，進行變 壓器油和絕緣紙板試樣的理化參數(shù)分析；可以實現(xiàn)在線實時監(jiān)測實驗過程中外腔溫度、試 品電壓、電流等參數(shù)的變化；低壓電極設置壓緊彈簧使油浸絕緣紙板試品壓緊程度一致、均 勻。附圖6為以該實驗裝置為平臺對油浸絕緣紙板試品進行的電熱聯(lián)合應力加速老 化實驗和相應溫度下單一熱應力加速老化實驗在不同老化階段油中溶解乙炔含量變化曲 線。實驗溫度為130°C，油浸絕緣紙板試品承受電應力為4kV/mm，曲線1為單一熱應力130°C 下的加速老化實驗結果，曲線2為電熱聯(lián)合應力下加速老化實驗結果。由圖可見，電熱聯(lián) 合應力作用下，油中溶解乙炔含量與單一熱應力下比較，變化顯著不同，隨著老化時間的延 長，單一熱應力下油中并沒有出現(xiàn)溶解的乙炔氣體，而在電熱聯(lián)合老化應力作用下，油中溶
8解乙炔氣體迅速增加，并在老化后期含量趨于穩(wěn)定。圖7為以該實驗裝置為平臺對油浸絕緣紙板試品進行的電熱聯(lián)合應力加速老化 實驗和相應溫度下單一熱應力加速老化實驗在不同老化階段變壓器油體積電阻率變化曲 線。曲線1為單一熱應力130°C下的加速老化實驗結果，曲線2為電熱聯(lián)合應力下加速老化 實驗結果。由圖可見，在兩種老化應力條件下，變壓器油的體積電阻率都隨著老化時間的延 長而顯著降低，而且兩種條件下，變壓器油的體積電阻率變化一致，沒有顯著不同，因此可 以認為電應力對于變壓器體積電阻率的變化影響較小。圖8為以該實驗裝置為平臺對油浸絕緣紙板試品進行的電熱聯(lián)合應力加速老化 實驗和相應溫度下單一熱應力加速老化實驗在不同老化階段纖維素紙板聚合度變化曲線。 曲線1為單一熱應力130°C下的加速老化實驗結果，曲線2為電熱聯(lián)合應力下加速老化實驗 結果?？梢钥闯鲭姂w維素絕緣紙板聚合度變化作用明顯，在兩種老化應力環(huán)境下，絕 緣紙板聚合度隨著老化時間的延長而降低，而4kV/mm電場的存在反而使絕緣紙板聚合度 降低速度變慢。
權利要求1.一種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，它包括外腔(1)，外 腔(1)內(nèi)設有至少一個密封的內(nèi)腔0)，在內(nèi)腔O)中設有測試裝置，測試裝置設有高壓電 極(16)和低壓電極(14)，試樣(15)置于相互壓緊的高壓電極(16)和低壓電極(14)間，高 壓電極(16)分別與外腔(1)外部的高壓電源和電流測量與顯示系統(tǒng)( 連接。
2.如權利要求1所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述測試裝置包括玻璃標本瓶(10)，它安裝在外部支架上，在玻璃標本瓶(10)內(nèi)盛有變壓器 油(12)，在變壓器油(1 中設有內(nèi)部支架，內(nèi)部支架吊裝在外部支架上，在內(nèi)部支架下部 設有低壓電極(14)，低壓電極(14)上方設有高壓電極(16)，高壓電極(16)與高壓電極接 線柱(18)連接，高壓電極接線柱(18)與外部高壓電源連接。
3.如權利要求2所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述外部支架包括不銹鋼底板(11)，它通過不銹鋼螺栓(9)與絕緣板(7)連接，不銹鋼鋼螺 栓(9)頂部是保護地電極(6)，它與外腔(1)的金屬壁連接；所述內(nèi)部支架包括一對低壓電 極接線柱(17)，它們安裝在絕緣板(7)上，下部與電極-試樣試驗架05)連接，低壓電極 (14)與電極-試樣試驗架05)間設有壓緊彈簧(13)。
4.如權利要求3所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述絕緣板(7)下部以及不銹鋼底板(11)的上部均設有丁腈橡膠密封墊片(8)。
5.如權利要求3所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述低壓電極接線柱(17)外部套裝小型聚四氟乙烯套管04)。
6.如權利要求1或2所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是， 所述外部高壓電源包括高壓套管(3)為聚四氟乙烯套管(22)，它通過不銹鋼法蘭03)穿 入外腔(1)內(nèi)；高壓套管(3)的頂部和底部設有防暈罩(20)，導電桿貫穿整個高壓套 管(3)，在高壓套管C3)頂部和底部分別設有接線端(19)，底部的接線端(19)通過高壓導 線06)與高壓電極接線柱(18)連接。
7.如權利要求1所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述外腔(1)是高溫烘箱，溫度可調范圍為室溫+10 300°C、溫控精度為士0.5°C。
8.如權利要求1所述的變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，其特征是，所 述試樣(1 為油浸絕緣紙板試品。
專利摘要本實用新型涉及一種變壓器油紙絕緣電熱聯(lián)合應力老化的實驗裝置，它結構簡單，使用效果好，運行安全，取樣方便。它包括外腔，外腔內(nèi)設有至少一個密封的內(nèi)腔，在內(nèi)腔中設有測試裝置，測試裝置設有高壓電極和低壓電極，試樣置于相互壓緊的高壓電極和低壓電極間，高壓電極分別與外腔外部的高壓電源和電流測量與顯示系統(tǒng)連接。
文檔編號G01R31/12GK201926732SQ20112000280
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權日2011年1月6日
發(fā)明者尹奎龍, 張冠軍, 慕世友, 朱文兵, 王世強, 辜超 申請人:山東電力研究院