一种变压器套管油气放电试验装置及方法与流程

1.本发明属于变压器检测技术领域，特别是涉及一种变压器套管油气放电试验装置及方法。


背景技术：

2.变压器稳定性对电网安全稳定运行至关重要，变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线穿过绝缘套管，绝缘套管起到引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起固定引出线的作用。
3.变压器套管的伞裙暴露在变压器外壳外，伞裙的放电特征可通过紫外仪观察，变压器套管根部插接于变压器升高座上，导致变压器套管根部放电特征无法直接观察，当变压器静置时间不够，变压器升高座内套管根部产生的气泡将无法全部排出，会产生油气放电故障。但在现场交接试验时，如变压器测试结果显示故障，由于变压器套管根部放电特征无法获取，导致不能判定故障是否为由套管根部悬浮气泡产生的，给现场试验人员对故障的判断带来严重困扰。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种变压器套管油气放电试验装置及方法，主要目的是通过模拟套管根部附着悬浮气泡，并对套管高压加压，获取局放仪放电图谱，实现获得套管根部油气放电图谱特征，进而指导变压器的故障判定。
5.一方面，本发明提供了一种变压器套管油气放电试验装置，包括：
6.高压发生器、图谱获取单元、油箱和实验套管；
7.高压发生器的输出端与实验套管的高压端连接，实验套管的低压端接地，实验套管设置于油箱内；
8.图谱获取单元与实验套管的高压端连接；
9.油箱用于盛放绝缘油，实验套管用于由低压端浸入绝缘油内，以使绝缘油在实验套管上产生悬浮气泡；
10.高压发生器用于向实验套管施加试验预设电压，以使图谱获取单元获取实验套管在试验预设电压下的放电图谱。
11.其中，还包括：支撑组件，支撑组件分别与油箱和实验套管连接，支撑组件用于保持实验套管在油箱内悬置。
12.其中，支撑组件包括支撑杆和承托环；
13.承托环呈环状结构，具有中心开口，中心开口的形状与实验套管外轮廓相适配，支撑杆的两端分别与油箱的内壁和承托环连接，以固定承托环悬置于油箱内；
14.实验套管用于插接于中心开口，中心开口对实验套管限位，以使实验套管在油箱内悬置。
15.其中，油箱、支撑杆和承托环均采用绝缘材质制备而成，支撑杆与油箱可拆卸连
接。
16.其中，高压发生器包括控制装置、调压器和变压器；
17.控制装置与调压器连接，控制装置用于将试验预设电压发送给调压器，并监控变压器的输出电压；
18.调压器与变压器连接，用于调节变压器的输入电压；
19.变压器与实验套管的高压端连接，变压器根据调压器的输入电压，产生试验预设电压；
20.图谱获取单元连接于变压器与实验套管之间，控制装置与图谱获取单元连接，图谱获取单元用于获取实验套管在试验预设电压下的放电图谱，控制装置用于存储放电图谱。
21.其中，还包括：分压器；分压器与变压器连接，分压器还与控制装置连接，分压器用于测量变压器的输出电压，并反馈至控制装置。
22.其中，图谱获取单元包括局放仪、耦合电容器和检测阻抗；
23.耦合电容器的一端与实验套管的高压端连接，耦合电容器的另一端与检测阻抗的一端连接，检测阻抗的另一端接地；
24.局放仪与检测阻抗连接，用于通过检测阻抗上的电性变化获取放电图谱。
25.另一方面，本发明还提供一种变压器套管油气放电试验方法，应用于上述任一项的变压器套管油气放电试验装置，变压器套管油气放电试验方法包括：
26.高压发生器向实验套管施加试验预设电压；
27.图谱获取单元获取实验套管在试验预设电压下的放电图谱。
28.其中，高压发生器向实验套管施加试验预设电压的步骤具体包括；
29.控制装置将试验预设电压发送给调压器，并监控变压器的输出电压；
30.调压器调节变压器的输入电压；
31.变压器根据输入电压，产生试验预设电压。
32.其中，变压器根据输入电压，产生试验预设电压之后，还包括：
33.分压器测量变压器的输出电压，并反馈至控制装置。
34.本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验装置及方法，实现获得套管根部油气放电图谱特征，进而指导变压器的故障判定。现有技术中，如变压器现场交付测试结果显示故障，由于变压器套管根部放电特征无法获取，导致不能判定故障是否为由套管根部悬浮气泡产生的，给现场试验人员对故障的判断带来严重困扰。与现有技术相比，本技术方案中，模拟套管根部在变压器中的环境，将套管根部浸入绝缘油中，绝缘油产生气泡后静置悬浮于套管根部，而后通过对套管加高压，并通过局放仪获取套管根部油气放电图谱特征。为变压器的故障判定提供依据。
附图说明
35.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
36.图1示出了本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验装置的结构示意
图；
37.图2示出了本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验装置中支撑组件的结构示意图；
38.图3示出了本发明实施例提供的另一种变压器套管油气放电试验装置的结构示意图；
39.图4示出了本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验方法的流程图；
40.图5示出了本发明实施例提供的另一种变压器套管油气放电试验方法的流程图。
具体实施方式
41.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的变压器套管油气放电试验装置具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
42.一方面，如图1所示，本发明提供了一种变压器套管油气放电试验装置，包括：
43.高压发生器100、图谱获取单元200、油箱300和实验套管400；
44.高压发生器100的输出端与实验套管400的高压端连接，实验套管400 的低压端接地，实验套管400设置于油箱300内；
45.图谱获取单元200与实验套管400的高压端连接；
46.油箱300用于盛放绝缘油500，实验套管400用于由低压端浸入绝缘油 500内，以使绝缘油500在实验套管400上产生悬浮气泡；
47.高压发生器100用于向实验套管400施加试验预设电压，以使图谱获取单元200获取实验套管400在试验预设电压下的放电图谱。
48.变压器套管与变压器升高座嵌套连接，二者之间填充绝缘油，变压器生产交付过程中，由于绝缘油扰动，将会产生气泡，气泡在绝缘油中漂浮，并吸附于套管的外壁上。气泡可通过变压器静置足够的时间而自然排出，但是实际加工流程中，受制于施工工期紧张导致变压器静置时间不够，从而引起变压器套管表面有气泡，在变压器交接检验时会出现由套管根部油气放电导致的故障。为鉴别故障类型，本实施方式提出变压器套管油气放电试验装置，可针对套管进行根部油气放电试验，从而获得该套管的放电特征，进而在变压器交接检验时，可通过放电特征进行故障类型的判断，进而确定故障类型是否为套管根部油气放电。
49.一种实施方式中，实验套管400即为变压器套管用于插接在变压器升高座内部的根部，实验套管400浸入油箱300的绝缘油内，通过搅动绝缘油，使得绝缘油内产生气泡，气泡在绝缘油内悬浮移动，当气泡接触到实验套管400侧壁时，将吸附在实验套管400侧壁上，此时，实验套管400 所处环境与在变压器中环境一致。采用高压发生器100对实验套管400加压，电流通过实验套管400时，由于实验套管400外壁的气泡使得实验套管400上产生油气放电现象，此时，通过图谱获取单元200在实验套管400 输入端采集电信号的变化即可获得放电图谱。
50.上述高压发生器100对实验套管400施加的高压可以为预先设置的试验预设电压，进而直接采集放电图谱；或者，可以通过逐步调整高压发生器100输出电压的方法，直到图谱获取单元200得到放电图谱为止。谱获取单元200可以为多种能反馈实验套管400上电信
号变化的仪器。本实施方式中，采用局放仪201，具体实施方式将在后文中进行详细描述。
51.本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验装置及方法，实现获得套管根部油气放电图谱特征，进而指导变压器的故障判定。现有技术中，如变压器现场交付测试结果显示故障，由于变压器套管根部放电特征无法获取，导致不能判定故障是否为由套管根部悬浮气泡产生的，给现场试验人员对故障的判断带来严重困扰。与现有技术相比，本技术方案中，模拟套管根部在变压器中的环境，将套管根部浸入绝缘油中，绝缘油产生气泡后静置悬浮于套管根部，而后通过对套管加高压，并通过局放仪获取套管根部油气放电图谱特征。为变压器的故障判定提供依据。
52.如图2所示，变压器套管油气放电试验装置还包括支撑组件310，支撑组件310分别与油箱300和实验套管400连接，支撑组件310用于保持实验套管400在油箱300内悬置。
53.支撑组件310与实验套管400的顶端连接，使实验套管400悬置在油箱300内，且实验套管400底端的大部分区域浸入绝缘油内，且与油箱300 侧壁无接触，以准确的实现实验套管400环境的模拟。支撑组件310可以有多种形式，旨在支撑固定实验套管400悬置在油箱300内即可。本实施方式中，基于实验套管400的结构呈由下至上截面逐渐增加的锥形，设置如下结构的支撑组件310：
54.支撑组件310包括支撑杆311和承托环312。承托环312呈环状结构，具有中心开口313，中心开口313的形状与实验套管400外轮廓相适配，支撑杆311的两端分别与油箱300的内壁和承托环312连接，以固定承托环 312悬置于油箱300内。实验套管400用于插接于中心开口313，中心开口对实验套管400限位，以使实验套管400在油箱300内悬置。
55.中心开口313为圆形开口，中心开口313的直径满足可以卡在实验套管400靠近顶端的外壁上。使用时，实验套管400由底端垂直插入中心开口313，直到抵接于中心开口313边沿，实现固定实验套管400悬置于油箱 300内。支撑杆311可以为设置于承托环312的一侧或相对两侧，支撑杆 311连接承托环312与油箱300内壁靠近顶端开口位置。油箱300、支撑杆 311和承托环312均采用绝缘材质制备而成，具体可采用亚克力材质。支撑杆311与油箱300可固定连接，也可为可拆卸连接，进而可通过更换支撑组件310，调整中心开口313的大小，实现变压器套管油气放电试验装置可适用于不同规格的实验套管400的油气放电试验。
56.高压发生器100用于提供使实验套管400产生油气放电现象的高压。本实施方式中，如图3所示，高压发生器100包括控制装置101、调压器102和变压器103。控制装置101与调压器102连接，控制装置101用于将试验预设电压发送给调压器102，并监控变压器103的输出电压。调压器 102与变压器103连接，用于调节变压器103的输入电压。变压器103与实验套管400的高压端连接，变压器103根据调压器102的输入电压，产生试验预设电压。图谱获取单元200连接于变压器103与实验套管400之间，控制装置101与图谱获取单元200连接，图谱获取单元200用于获取实验套管400在试验预设电压下的放电图谱，控制装置101用于存储放电图谱。
57.控制装置101用于控制调压器102，以调整调压器102向变压器103提供的输入电压，调压器102可产生如0-220v的输入电压，输入电压经过变压器103的升压后，可达到10kv-20kv。通过控制调压器102，可使变压器103输出试验预设电压，进而使实验套管400产生放电图谱。针对不同的实验套管400，试验预设电压也将不同，当试验预设电压未知时，可通过控制调压器102逐步加大输入电压的大小，直到实验套管400产生放电图谱为止。
58.为对变压器103输出端电压进行监控，变压器套管油气放电试验装置还包括分压器500。分压器500与变压器103连接，分压器500还与控制装置101连接，分压器500用于测量变压器103的输出电压，并反馈至控制装置101。
59.本实施方式中，分压器500包括高压臂电容c2和低压臂电容c3，高压臂电容c2的一端与变压器103的输出端连接，高压臂电容c2的另一端与低压臂电容c3的一端连接，低压臂电容c3的另一端接地。高压臂电容 c2的容量大于低压臂电容c3，高压臂电容c2与低压臂电容c3通过分压实现电压变换，将高压分为低压臂电容c3的低压，控制装置101与低压臂电容c3连接，获取低压臂电容c3上的低压，进而实现监控变压器103输出端电压大小的目的，控制装置101通过变压器103输出端电压的大小调整调压器102提供的输入电压，进而实现闭环控制。
60.进一步的，如图2所示，图谱获取单元200包括局放仪201、耦合电容器c1和检测阻抗r1。耦合电容器c1的一端与实验套管400的高压端连接，耦合电容器c1的另一端与检测阻抗r1的一端连接，检测阻抗r1的另一端接地。局放仪201与检测阻抗r1连接，用于通过检测阻抗r1上的电性变化获取放电图谱。
61.局放仪201利用脉冲电流法原理，实验套管400在高压下产生局部放电的同时会产生电磁波，电磁波向外传播从而形成对地信号的瞬态电压，通过耦合电容器c1耦合到检测阻抗r1上，使得耦合回路上产生脉冲电流，局放仪201对脉冲电流经检测阻抗r1产生的脉冲电压信息予以检测、放大和显示，可以实现测定实验套管400局部放电的基本参数，如放电量等。局放仪201进一步将局部放电参数转化为可见的放电脉冲，即放电图谱。局放仪201与控制装置101相连接，将局部放电的基本参数发送给控制装置101进行分析和存储。控制装置101可以进一步对放电脉冲进行分析，得到反映放电脉冲特性的量化值，如脉冲峰值等，作为实验套管400的根部油气放电图谱特征。在变压器测试时，获取实际变压器放电参数的特征与实验得到的根部油气放电图谱特征进行对比，即可确定产生放电的原因是否为由实验套管400侧壁具有气泡导致的根部油气放电，进而实现故障类型的判断。
62.另一方面，本发明还提供一种变压器套管油气放电试验方法，应用于上述任一项的变压器套管油气放电试验装置，变压器套管油气放电试验方法包括：
63.s1、高压发生器100向实验套管400施加试验预设电压；
64.s2、图谱获取单元200获取实验套管400在试验预设电压下的放电图谱。
65.本发明实施例提供的一种变压器套管油气放电试验装置及方法，实现获得套管根部油气放电图谱特征，进而指导变压器的故障判定。现有技术中，如变压器现场交付测试结果显示故障，由于变压器套管根部放电特征无法获取，导致不能判定故障是否为由套管根部悬浮气泡产生的，给现场试验人员对故障的判断带来严重困扰。与现有技术相比，本技术方案中，模拟套管根部在变压器中的环境，将套管根部浸入绝缘油中，绝缘油产生气泡后静置悬浮于套管根部，而后通过对套管加高压，并通过局放仪获取套管根部油气放电图谱特征。为变压器的故障判定提供依据。
66.其中，s1、高压发生器100向实验套管400施加试验预设电压的步骤具体包括；
67.s101、控制装置101将试验预设电压发送给调压器102，并监控变压器 103的输出电压；
68.s102、调压器102调节变压器103的输入电压；
69.s103、变压器103根据输入电压，产生试验预设电压。
70.其中，s103、变压器103根据输入电压，产生试验预设电压之后，还包括：
71.s104、分压器500测量变压器103的输出电压，并反馈至控制装置101。
72.上述变压器套管油气放电试验方法采用变压器套管油气放电试验装置实现，具有与变压器套管油气放电试验装置相同的技术效果，此处不再赘述。
73.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
74.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。