CN104571203A - 一种绝缘油过热性故障模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，试验装置包括绝缘油盛放装置、取样装置和加热控制装置，绝缘油盛放装置包括从上到下依次连接的气压平衡装置、冷凝回流器和盛有绝缘油的石英烧瓶，石英***侧壁与取样装置连接；加热控制装置的一端连接有加热圈，加热圈套在所述石英***外壁上。和现有技术相比，本发明提供的绝缘油过热性故障模拟试验装置，装置组成简单，占用空间小，成本低；模拟实验操作简单方便，周期短；并保证了体系内部压强一直稳定在常压，并且密闭，无气体溢出；单次实验需要的绝缘油少，绿色环保，节约成本，并实现了在小型实验室中开展绝缘油过热性故障的研究工作。

Description

一种绝缘油过热性故障模拟试验装置

技术领域

本发明涉及高压绝缘领域，具体讲涉及一种绝缘油过热性故障模拟试验装置。

背景技术

随着人们环保意识的提高，一些新型的绿色环保的绝缘油产品被开发出来，如COOPER公司的FR3植物型绝缘油、日本富士电机公司的菜子油酯绝缘油等。然而，IEC标准中给出的三比值评判标准是基于矿物型绝缘油建立的，对这些新型的绝缘油并不适用。为了使新型的绝缘油可以使用和推广，需要确定其在不同过热性故障下的产气规律，以便在使用过程中对设备的工况进行监控诊断。然而，三比值法的建立，需要进行大量而长期的数据收集与分析工作，并不是某个单位短时间内就能独立完成的。因此，目前行业内一般都采用过热性故障模拟试验的方法开展相关的研究工作。

目前，现有的绝缘油过热性故障模拟试验通常通过如授权公告号为CN 202649350U的专利中公开的一种具备常见故障模拟功能的变压器实现，然而该装置存在装置复杂、占用空间大、油耗大、无温控部件、成本高，且不可在小型实验室中开展研究工作的缺陷。而在实验室中进行模拟变压器内部过热性故障试验中，通常存在容器内压增大使得各气体的产气比例与实际情况产生偏差的缺陷；并且管式炉和相应的不锈钢容器都要按照特殊规格定制，成本较高；加热温度不好调控，测温误差较大；受热面积较大，与实际过程中的局部过热情况相去甚远；密闭容器，内压增大，绝缘油热分解产物的热力学平衡会因此而有所偏离等缺陷。

而随着越来越多新型的绿色环保的绝缘油产品的出现，能够简单、环保并迅速的对绝缘油进行过热性故障试验的需求也日益提高，因此，如何设计一种可以在小型实验室中使用的针对各种绝缘油进行过热性故障试验的装置，是本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，该试验装置组成简单，占用空间小，成本低；模拟实验操作简单方便，周期短；并保证了体系内部压强一直稳定在常压，并且密闭，无气体溢出；单次实验需要的绝缘油少，绿色环保，节约成本，并实现了在小型实验室中开展绝缘油过热性故障的研究工作。

一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，所述试验装置包括绝缘油盛放装置、取样装置和加热控制装置，

所述绝缘油盛放装置包括从上到下依次连接的气压平衡装置、冷凝回流器和盛有绝缘油的石英烧瓶，所述石英***侧壁与所述取样装置连接；

所述加热控制装置的一端连接有加热圈，所述加热圈套在所述石英***外壁上。

优选的，所述加热控制装置包括智能温度控制器、交流接触器和电热偶，所述智能温度控制器的一端连接电源，另一端与所述交流接触器的一端连接，所述交流接触器的另一端与所述加热圈连接；所述电热偶的测量端设置在所述加热圈和所述石英***外壁之间；所述电热偶的补偿端与所述智能温度控制器连接。

优选的，所述智能温度控制器包括处理模块、显示模块和警示模块。

优选的，所述处理模块接收并处理电热偶传输的热信号；所述显示模块接收所述处理模块输出的信号并显示温度数值；所述警示模块接收所述处理模块输出的信号，当温度超过所述智能温度控制器的上限值时，所述警示模块将警报信息传送至电脑显示屏上并利用其内部的蜂鸣器发出警报。优选的，所述交流接触器为内部设有带铁芯线圈的电路控制元件，所述热电偶为K型铠装热电偶。

优选的，所述石英***侧壁上设有通孔，所述通孔与所述取样装置用玻璃管连接；所述通孔的内径与所述玻璃管的内径相同。

优选的，所述玻璃管为玻璃三通管，所述取样装置包括玻璃注射器；所述玻璃三通管的第一端玻璃管与所述通孔连接，第二端玻璃管与所述玻璃注射器的尖端连接，

第三端玻璃管的管口朝下并在管口处设有控制阀。

优选的，所述气压平衡装置包括底端与所述冷凝回流器连接的活塞和设置在活塞顶端的气球。

优选的，所述加热圈为不锈钢的电热转换元件。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，在小型实验室内即可开展研究更真实、更准确、更方便的模拟绝缘油热故障过程，本试验装置采用不锈钢加热圈为电热转换元件，对石英烧瓶底部进行加热。交流接触器为电路控制元件，通过带铁芯线圈产生的磁力对加热器的接通和断开进行控制的装置。选用K型铠装热电偶为测温元件，可精确测量1200℃以下温度，测温点为石英烧瓶与加热圈的接触部位。采用智能温度控制器进行温度控制，与热电偶和接触器连接，具有数显和温控的功能。温度控制器可以设定上限或下限温度，当热电偶测定的即时温度到达设定值时，通过交流接触器进行温度控制。通过该装置开展的热故障模拟试验表明，该装置操作简单、数据可靠。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明提供的技术方案，通过试验装置包括绝缘油盛放装置、取样装置和加热控制装置，绝缘油盛放装置包括从上到下依次连接的气压平衡装置、冷凝回流器和盛有绝缘油的石英烧瓶，石英***侧壁与取样装置连接；加热控制装置的一端连接有加热圈，加热圈套在所述石英***外壁上的设计，使得该试验装置组成简单，占用空间小，成本低；模拟实验操作简单方便，周期短；单次实验需要的绝缘油少，绿色环保，节约成本，并实现了在小型实验室中开展绝缘油过热性故障的研究工作。

2、本发明提供的技术方案，加热圈的使用，使得仅加热圈附近的绝缘油受热分解，其他部分的绝缘油接近室温，贴近真实的模拟出了局部过热的情景，使得试验数据真实可靠。

3、本发明提供的技术方案，通过智能温度控制器及电热偶的使用，加热温控部件的控制，可实现的800℃下，不同热点温度下的模拟。

4、本发明提供的技术方案，智能温度控制器包括处理模块、显示模块和警示模块，当温度超过上限值时，可以在试验过程中随时通知操作人员，使得实验进行时，操作人员可以同时进行其他工作；提高了试验的效率和实验装置的安全性。

5、本发明提供的技术方案，控制阀的设置，使得绝缘油的取得简单快速，提供了实验过程的效率。

6、本发明提供的技术方案，通过冷凝回流器和气压平衡装置的设置，保证了体系内部压强一直稳定在常压，并且密闭，无气体溢出。

7、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种绝缘油过热性故障模拟试验装置的示意图。

其中，1—石英烧瓶、2—冷凝回流器、3—气压平衡装置、4—加热圈、5—电热偶、6—交流接触器、7—智能温度控制器、71—处理模块、72—显示模块、73—警示模块、8—电源、9—玻璃三通管、10—玻璃注射器、11—绝缘油、12—控制阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，包括绝缘油盛放装置、取样装置和加热控制装置，其中，绝缘油盛放装置包括从上到下依次连接的气压平衡装置3、冷凝回流器2和盛有绝缘油11的石英烧瓶1，石英烧瓶1的侧壁与取样装置连接；冷凝回流器2用于冷凝模拟试验中产生的绝缘油蒸汽，冷却绝缘油11中产生的气体，保证装置内气相的温度接近室温。

加热控制装置的一端连接有加热圈4，加热圈4套在石英烧瓶1的外壁上，加热圈4为不锈钢的电热转换元件，可在700℃以上正常工作。

其中，加热控制装置包括智能温度控制器7、交流接触器6和电热偶5，智能温度控制器7的一端连接电源8，另一端与交流接触器6的一端连接，交流接触器6的另一端与加热圈4连接；电热偶5的测量端设置在加热圈4和石英烧瓶1的外壁之间；电热偶5的补偿端与智能温度控制器7连接，其中，智能温度控制器7为温控核心部件，具有数显和温控的功能；智能温度控制器7设定有上限或下限温度，当热电偶5测定的即时温度到达设定值时，通过交流接触器6进行温度控制。

智能温度控制器7包括处理模块71、显示模块72和警示模块73。

处理模块71接收并处理电热偶传输的热信号；显示模块72接收处理模块71输出的信号并显示温度数值；警示模块73接收处理模块71输出的信号，当温度超过智能温度控制器7的上限值时，警示模块73将警报信息传送至电脑显示屏上并利用其内部的蜂鸣器发出警报。

交流接触器6为内部设有带铁芯线圈的电路控制元件，通过带铁芯线圈产生的磁力对加热器的接通和断开进行控制的装置。热电偶5为K型铠装热电偶，可精确测量1200℃以下温度。

石英烧瓶1的侧壁上设有通孔，石英烧瓶1的材质可耐1000℃以上的高温，通孔与取样装置用玻璃三通管9连接；通孔的内径与玻璃管的内径相同；取样装置包括玻璃注射器10；玻璃三通管9的第一端玻璃管与通孔连接，第二端玻璃管与玻璃注射器10的尖端连接，第三端玻璃管的管口朝下并在管口处设有控制阀12；当实验操作员取出绝缘油11时；在第三端玻璃管的下方放置盛接容器并将控制阀12打开，绝缘油即流入盛接容器中；

取样装置用于从绝缘油盛放装置中取油样进行相关测试，其规格参数参照DL/T 722标准中的取样要求。

气压平衡装置3包括底端与冷凝回流器2连接的活塞和设置在活塞顶端的气球，一方面是要保证内部体系的封闭，防止产生气体的溢出，另一方面通过膨胀收缩来缓解体系内压，保证试验过程中的体系内压和大气压强一致，模拟实际的变压器环境。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种绝缘油过热性故障模拟试验装置，其特征在于，所述试验装置包括绝缘油盛放装置、取样装置和加热控制装置，

所述绝缘油盛放装置包括从上到下依次连接的气压平衡装置、冷凝回流器和盛有绝缘油的石英烧瓶，所述石英***侧壁与所述取样装置连接；

所述加热控制装置的一端连接有加热圈，所述加热圈套在所述石英***外壁上。

2.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述加热控制装置包括智能温度控制器、交流接触器和电热偶，所述智能温度控制器的一端连接电源，另一端与所述交流接触器的一端连接，所述交流接触器的另一端与所述加热圈连接；

所述电热偶的测量端设置在所述加热圈和所述石英***外壁之间；

所述电热偶的补偿端与所述智能温度控制器连接。

3.如权利要求2所述的模拟试验装置，其特征在于，所述智能温度控制器包括处理模块、显示模块和警示模块。

4.如权利要求3所述的模拟试验装置，其特征在于，所述处理模块接收并处理电热偶传输的热信号；所述显示模块接收所述处理模块输出的信号并显示温度数值；所述警示模块接收所述处理模块输出的信号，当温度超过所述智能温度控制器的上限值时，所述警示模块将警报信息传送至电脑显示屏上并利用其内部的蜂鸣器发出警报。

5.如权利要求2所述的模拟试验装置，其特征在于，所述交流接触器为内部设有带铁芯线圈的电路控制元件，所述热电偶为K型铠装热电偶。

6.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述石英***侧壁上设有通孔，所述通孔与所述取样装置用玻璃管连接；所述通孔的内径与所述玻璃管的内径相同。

7.如权利要求6所述的模拟试验装置，其特征在于，所述玻璃管为玻璃三通管，所述取样装置包括玻璃注射器；所述玻璃三通管的第一端玻璃管与所述通孔连接，第二端玻璃管与所述玻璃注射器的尖端连接，第三端玻璃管的管口朝下并在管口处设有控制阀。

8.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述气压平衡装置包括底端与所述冷凝回流器连接的活塞和设置在活塞顶端的气球。

9.如权利要求1所述的模拟试验装置，其特征在于，所述加热圈为不锈钢的电热转换元件。