CN111707711A - 检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法及设备，模拟方法包括步骤：润洗，向实验容器内充满绝缘油，并使绝缘油浸润所述实验容器的内壁，然后排出实验容器内的绝缘油；装样，向所述实验容器内充满绝缘油；模拟电故障，在所述实验容器内的绝缘油中模拟电故障；取样，从所述实验容器内抽取预设量的液体试样；分析，对所述液体试样进行气相色谱分析。该检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法可以开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，更具体地说，涉及一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法及设备。
背景技术
天然酯绝缘油与矿物绝缘油相比具有安全、环保、延缓纸板老化等优点，已经作为矿物绝缘油的替代绝缘液体逐步应用于油浸式变压器等充油电力设备。目前使用天然酯绝缘油的电力设备已逐步投入工程应用，为保障电力设备的安全可靠运行，有必要通过检测天然酯绝缘油电故障下油中溶解气体的方法及故障气体特征判据来完善相应的故障诊断机制。油中溶解气体分析(Dissolved Gas Analysis，DGA)是一种诊断充油设备内部故障的有效手段，在矿物绝缘油设备上有多年成功应用经验并形成了完备的故障诊断体系，而天然酯绝缘油的应用时间短，工程积累缺乏，相应的DGA应用性研究尚处于起步阶段。
综上所述，如何开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法，该检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法可以开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法，本发明的第二个目的是提供一种应用上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法的模拟设备。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法，包括步骤：
润洗，向实验容器内充满绝缘油，并使绝缘油浸润所述实验容器的内壁，然后排出实验容器内的绝缘油；
装样，向所述实验容器内充满绝缘油；
模拟电故障，在所述实验容器内的绝缘油中模拟电故障；
取样，从所述实验容器内抽取预设量的液体试样；
分析，对所述液体试样进行气相色谱分析。
优选地，所述润洗步骤中，向实验容器内充满绝缘油具体为：向实验容器内充满氮气或惰性气体，抽取实验容器内的气体以使所述实验容器内气压降至预设气压值，向实验容器内充入绝缘油；
使绝缘油浸润所述实验容器的内壁具体为：震荡所述实验容器以使绝缘油浸润所述实验容器的内壁；
排出实验容器内的绝缘油具体为：排出实验容器内的绝缘油的同时向所述实验容器内充入空气、氮气或惰性气体；
所述润洗步骤还包括重复该步骤3-5次。
优选地，所述模拟电故障步骤中，在所述实验容器内的绝缘油中进行油中工频击穿、油纸工频沿面闪络或油中工频局部放电。
优选地，所述取样步骤中：从所述实验容器底部抽取预设量的液体试样；
所述取样步骤还包括：抽取从所述实验容器内排出的预设体积的气体试样；
所述分析步骤还包括：对所述气体试样进行分析。
一种应用如上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法的模拟设备，包括：
具有内腔的实验容器，且所述实验容器包括容器本体和与所述容器本体可拆卸连接的盖板；
气袋和进气阀，所述气袋通过第一管路与所述实验容器内部连通，所述进气阀用于控制所述气袋与所述实验容器之间的通断；
储油罐和取油阀，所述储油罐通过第二管路与所述实验容器内部连通，所述取油阀用于控制所述储油罐与所述实验容器之间的通断，所述储油罐上还开始有气孔和与所述气孔连接的气阀；
电故障装置，所述电故障装置能够设置于所述实验容器内部以模拟电故障；
液体取样装置，所述液体取样装置用于从所述实验容器内抽取液体试样。
优选地，所述电故障装置包括能够设置于所述实验容器内且相对设置的第一电极和第二电极；
该模拟设备还包括穿过所述实验容器顶壁的第一导电连接杆和穿过所述实验容器底壁的第二导电连接杆，所述第一电极固定在所述第一导电连接杆的下端，所述第二电极固定在所述第二导电连接杆的上端；
所述第一电极和/或第二电极的高度可调。
优选地，所述第一电极为针电极或球电极；
所述第二电极为板电极。
优选地，所述气袋的出气口处设置有气袋阀；
所述实验容器的底部设置有流通口且所述流通口处设置有密封阀，所述第二管路和液体取样装置均通过所述流通口与所述实验容器内部连通。
优选地，还包括真空泵、气体采集罐和气体取样装置，所述气体采集罐通过排气管路与所述实验容器顶部的排气口连接，所述气体取样装置用于抽取所述排气管路或所述气体采集罐内的气体，所述真空泵串接在所述排气管路上。
优选地，所述排气管路上还设置有三通阀，所述三通阀的其中两个流通口串接在所述排气管路上，且另一个流通口与所述气体取样装置连通。
应用该检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法及设备可以在实验容器内的天然酯绝缘油内模拟电故障，抽取液体试样进行气相色谱分析，以实现开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法。
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单地介绍，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为本发明实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的润洗步骤的流程图；
图3为本发明实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备处于电故障模拟状态的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备处于电故障模拟状态的结构示意图；
图6为本发明另一实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备处于电故障模拟状态的结构示意图；
图7-图9为本发明实施例提供的三种电故障装置的示意图；
图10为本发明实施例提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备处于取样状态的结构示意图。
在图1-10中：
1-实验容器、1a-容器本体、1b-盖板、2-气袋、3-气袋阀、4-第一管路、5-进气阀、6-真空阀、7-气体取样装置、8-排气管路、9-隔离阀、10-气体采集罐、11-第一电极、12-第二电极、13-支架、14-气阀、15-储油罐、16-取油阀、17-密封阀、18-三通阀、19-循环油管、20-油泵、21-液体取样装置、22-第一导电连接杆、23-第二导电连接杆、24-油浸纸板。
具体实施方式
本发明的第一个目的在于提供一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法，该检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法可以开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法，本发明的第二个目的是提供一种应用上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法的模拟设备。
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。基于本发明中的实施例，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1-图2，本发明提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法主要用于检测天然酯绝缘油电故障下油中溶解气体。本发明实施例中以天然酯绝缘油为例进行说明，当然绝缘油也可以为矿物绝缘油，在此不作限定。
上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法包括步骤：
S1润洗，向实验容器1内充满绝缘油，并使绝缘油浸润所述实验容器1的内壁，然后排出实验容器1内的绝缘油；
步骤S1润洗的目的在于去除实验容器1内的杂质。具体地，可以向实验容器1内充满天然酯绝缘油，使天然酯绝缘油浸润实验容器1的内壁，然后排出实验容器1内的天然酯绝缘油。
S2装样，向所述实验容器1内充满绝缘油；
润洗完之后，向实验容器1内充满天然酯绝缘油。在润洗和装样步骤中所采用的天然酯绝缘油可以为预处理之后的天然酯绝缘油。
该处需要说明的是，在装样步骤之前需要将电故障装置安装完成，安装电故障装置可以在润洗步骤之后且装样步骤之前，或者安装电故障装置也可以在润洗步骤之前，在此不作限定。
S3模拟电故障，在实验容器1内的绝缘油中模拟电故障；
电故障装置安装完成且装样完成后，利用电故障装置在实验容器1内的天然酯绝缘油中模拟电故障。
S4取样，从所述实验容器1内抽取预设量的液体试样；
从实验容器1内抽取预设量的液体试样，以实现取样。具体地，可以使用玻璃针管抽取液体试样。
该步骤S4取样中，可以从实验容器1底部抽取预设量的液体试样。当然，也可以从实验容器1侧部抽取预设量的液体试样。预设量可以为预设质量或者预设体积，在此不作限定。
S5分析，对所述液体试样进行气相色谱分析。
应用该检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法可以在实验容器1内的天然酯绝缘油内模拟电故障，抽取液体试样进行气相色谱分析，以实现开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法。
进一步地，在S1润洗步骤中，向实验容器1内充满绝缘油具体为：S11向实验容器1内充满氮气或惰性气体；S12使实验容器1内气压降至预设气压值，向实验容器1内充入绝缘油。即先向实验容器1内充满氮气或惰性气体，以赶走实验容器1内的空气，然后对实验容器1内抽真空，使实验容器1内气压降至预设气压值，然后充入天然酯绝缘油。预设气压值可以为80pa以下。
使绝缘油浸润所述实验容器1的内壁具体为：S13震荡所述实验容器1以使绝缘油浸润所述实验容器1的内壁。具体地，可以轻微震荡实验容器1，使天然酯绝缘油充分浸润实验容器1的内壁。
排出实验容器1内的绝缘油具体为：S14排出实验容器1内的绝缘油的同时向实验容器1内充入空气、氮气或惰性气体。
该步骤S14中，若排出实验容器1内的绝缘油的同时向实验容器1内充入空气，则在装样之前需要氮气或惰性气体冲洗实验容器1。冲洗实验容器1具体为将实验容器1内气压抽至预设气压值，然后充入氮气或惰性气体。该冲洗实验容器1可以重复3-5次。
为了进一步保证润洗的效果，S1润洗可以重复3-5次，即润洗3-5次后，在进入S2装样步骤。当然，也可以仅润洗2次，在此不作限定。
在S3模拟电故障步骤中，在实验容器内的绝缘油中进行油中工频击穿、油纸工频沿面闪络或油中工频局部放电。即该方法可以模拟油中工频击穿、油纸工频沿面闪络和油中工频局部放电三种电故障。
步骤S4取样中，还可以包括抽取从实验容器1内排出的预设体积的气体试样。
步骤S5分析中，还可以包括对气体试样进行分析。
如此不但实现了电故障条件下对油中溶解气体的分析，同时还可以对电故障条件下产气进行分析。
基于上述实施例中提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法，本发明还提供了一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备，该模拟设备包括实验容器1、气袋2、进气阀5、储油罐15、取油阀16、电故障装置以及液体取样装置21。
其中，实验容器1具有内腔，实验容器1的内腔用于盛放天然酯绝缘油。实验容器1包括容器本体1a和与容器本体1a可拆卸连接的盖板1b。盖板1b与容器本体1a之间可以密封固定连接，盖板1b可以拆离容器本体1a。优选地，盖板1b与容器本体1a之间可以螺栓连接、卡接等，在此不作限定。
另外，还可以设置支架13以支撑该实验容器1。
气袋2通过第一管路4与实验容器1内部连通，且进气阀5用于控制气袋2与实验容器1之间的通断，进气阀5的开闭以实现控制气袋2与实验容器1之间的通断。第一管路4的两端分别连接气袋2和实验容器1。
气袋2可以用于盛装氮气或惰性气体，以下实施例中以氮气为例进行说明。
储油罐15通过第二管路与实验容器1内部连通，第二管路的两端分别连接储油罐15和实验容器1，取油阀16用于控制储油罐15与实验容器1之间的通断，取油阀16的开闭以实现控制储油罐15与实验容器1之间的通断。储油罐15上还开始有气孔和与气孔连接的气阀14。当储油罐15内的天然酯绝缘油流出时，可以同步通过气阀14和气孔向储油罐15内充入氮气或惰性气体。
电故障装置能够设置于实验容器1内部，电故障装置能够模拟电故障。
液体取样装置21用于从实验容器1内抽取液体试样。液体取样装置21可以为玻璃针管。
应用上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备时，首先打开进气阀5，向实验容器1内充满氮气，同时赶走实验容器1内的空气。然后，关闭进气阀5开启取油阀16，向实验容器1内充入天然酯绝缘油，使绝缘油浸润所述实验容器1的内壁后关闭取油阀16，以实现润洗实验容器1。具体地，可以轻微震荡实验容器1，使天然酯绝缘油充分浸润实验容器1的内壁。上述润洗实验容器1的步骤可以重复3-5次，排出润洗所用的天然酯绝缘油，该处在排出润洗所用的天然酯绝缘油的同时向实验容器1内充入氮气，以防止空气进入实验容器1影响检测结果。再然后，将电故障装置安装在实验容器1内，打开取油阀16，向实验容器1内充入天然酯绝缘油，以实现装样。开启电故障装置，模拟电故障，利用液体取样装置21进行抽取液体试样即可。
由上可知，使用本发明提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备，可以实现在实验容器1内的天然酯绝缘油中模拟电故障，抽取液体试样进行气相色谱分析，以实现开展以模拟电故障条件下绝缘油特性为基础的DGA分析工作，形成完整的试验方法。
优选地，电故障装置包括能够设置于实验容器内且相对设置的第一电极11和第二电极12。第一电极11和第二电极12分别与电源的正负极连接，以实现油中工频击穿电故障的模拟。
该模拟设备还包括穿过实验容器1顶壁的第一导电连接杆22和穿过实验容器1底壁的第二导电连接杆23，第一导电杆的两端分别在实验容器内侧和外侧，第一导电杆的两端也分别在实验容器内侧和外侧。第一电极11固定在第一导电连接杆22的下端，第二电极12固定在所述第二导电连接杆23的上端，以便于第一电极11和第二电极12分别通过第一导电杆和第二导电杆与电源的正负极连接。
优选地，第一电极11和/或第二电极12的高度可调，如此可以根据模拟的电故障选择第一电极11和/或第二电极12合适的高度。具体地可以在实验容器1上固定套管，第一导电杆或第二导电杆穿过套管，第一导电杆或第二导电杆与套管螺纹连接或滑动连接，以实现第一导电杆或第二导电杆上下滑动至合适的高度。若第一导电杆或第二导电杆与套管滑动连接，当第一导电杆或第二导电杆滑动至合适高度后需与套管固定连接，可以通过弹性凸起与套管相抵实现两者的固定连接。为了防止影响检测结果，第一导电杆或第二导电杆与套管之间需密封配合。
进一步地，第一电极11为可以针电极或球电极；第二电极12可以为板电极。当然，第一电极11和第二电极12还可以为其它电极，在此不作限定。
当需要进行油纸工频沿面闪络和油中工频局部放电两种电故障时，还需在第二电极12上设置油浸纸板24。
具体地，如图7所示，当模拟油中工频击穿电故障时，只需安装第一电极11和第二电极12，且第一电极11和第二电极12之间具有间隙。第一电极11和第二电极12之间的距离需符合试验要求。如图8所示，当模拟油纸工频沿面闪络电故障时，安装第一电极11和第二电极12，还需在第一电极11和第二电极12之间设置油浸纸板24，第一电极11和第二电极12分别与油浸纸板24的上侧和下侧接触。如图9所示，当模拟油中工频局部放电电故障时，安装第一电极11和第二电极12，还需在第一电极11和第二电极12之间设置油浸纸板24，油浸纸板24与第二电极12接触且第一电极11与油浸纸板24之间具有间隙，第一电极11与油浸纸板24之间的距离需符合试验要求，油浸纸板24在这里起到阻挡流注发展、预防击穿作用。
电故障装置能够可拆卸的设置在实验容器1内，如此在润洗步骤之后且装样步骤之前，或者润洗步骤之前安装电故障装置即可。
开启盖板1b后将电故障装置安装在实验容器1内即可，安装完毕后再将盖板1b与容器本体1a固定密封连接。
为了保证实验容器1内的天然酯绝缘油均匀，上述模拟设备还包括循环油管19和串接在循环油管19上的油泵20，循环油管19的进口和出口均与实验容器1内部连通。在S3电故障步骤中或者S3电故障步骤之后且S4取样之前，油泵20开启以使使实验容器1内的绝缘油循环流动。如此可以保证实验容器1内的天然酯绝缘油更加均匀，避免了不均匀影响检测结果。
气袋2的出气口处还可以设置气袋阀3，如此通过气袋阀3的开闭实现气袋2的出气口的控制。
实验容器1的底部设置有流通口且流通口处设置有密封阀17，第二管路、液体取样装置21和循环油管19均通过流通口与实验容器1内部连通。在步骤S1润洗和S2装样步骤中，第二管路与流通口连接，以实现储油罐15与实验容器1连通。在步骤S3电故障中，循环油管19与流通口连接，以实现实验容器1内的天然酯绝缘油的循环流动。在步骤S4取样中，液体取样装置21与流通口连接，以实现取样。
密封阀17的作用可以实现对实验容器1的底部的流通口的密封。
实验容器1上开设有用于与第一管路4连通的通气口，进气阀5可以设置在上述通气口上。通气口可以设置在实验容器1的顶部。取油阀16可以设置在储油罐15的出油口处。
上述各个实施例中，模拟设备还包括真空泵、气体采集罐10和气体取样装置7，气体采集罐10通过排气管路8与实验容器1顶部的排气口连接，气体取样装置7用于抽取排气管路8或气体采集罐10内的气体，真空泵串接在排气管路8上。
如此设置，可以采集电故障后实验容器1内的天然酯绝缘油的产气，进而实现以电故障条件下绝缘油产气特性为基础的油中溶解气体(Dissolved Gas Analysis，DGA)分析技术。该模拟设备能研究天然酯绝缘油在模拟电故障条件下的产气特性。
优选地，排气管路8上还设置有三通阀18，三通阀18的其中两个流通口串接在排气管路8上，且三通阀18的另一个流通口与气体取样装置7连通。气体取样装置7也可以为玻璃针管。
排气管路8上还串接有隔离阀9，隔离阀9位于三通阀18与气体采集罐10之间。
当然，也可以使气体取样装置7直接从气体采集罐10内取样，在此不作限定。
利用本发明提供的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备可以进行变压器内部故障模拟实验，能够全面准确地反映故障引起的绝缘油产气规律。如下提供一种应用上述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备的详细的实施例：
润洗前若实验容器1内有前次试验油样，则先排空前次试验油样。然后，将容器本体1a固定在支架13上，将盖板1b与容器本体1a固定密封连接。进气阀5可以为密封阀17，实验容器1顶部的排气口处也可以设置真空阀6。储油罐15内存有经过预处理的试验油样，并已充入保护氮气使储油罐15内平衡至一个大气压，气袋阀3、取油阀16与气阀14均关闭，实验容器1的用于与第一管路4连通的通气口处的进气阀5、真空阀6以及底部流通口处的密封阀17均打开。三通阀18打开至实验容器1与气体采集罐10罐相通。
检测***连接无误后，开启真空泵，将实验容器1内气压抽至80Pa以下，完成后打开储油罐15出油口处的取油阀16，储油罐15内油样会在压力作用下进入到实验容器1内，注油完成后，关闭取油阀16；注油完成后，关闭进气阀5、真空阀6以及底部流通口处的密封阀17，关闭隔离阀9，断开实验容器1与气袋2、气样采集罐及储油罐15的连接，此时实验容器1与外部断开所有连接，将实验容器1从支架13上取下，对实验容器1进行震荡，使实验油样充分润浸实验容器1内壁，但注意避免实验容器1内油样飞溅，落入进气阀5和真空阀6内。
润洗完成后打开进气阀5放入气体平衡气压，该处进气阀5可以与第一管路4连接以放入氮气，或进气阀5与空气源连接以放入空气。打开密封阀17放出润洗后的天然酯绝缘油，重复上述润洗操作，共进行3-5次润洗，直至润洗后的天然酯绝缘油满足预设要求，该预设要求可以为IEC 62770-2013要求，然后取下盖板1b，打开容器准备安装电故障装置。
打开实验容器1，安装电故障装置，安装时需根据模拟的电故障类型选择第一电极11类型并调整第一电极11与第二电极12间距离。
电故障装置安装完成后将盖板1b与容器本体1a密封连接，将***连接，各阀门起始状态与润洗时保持一致。开启真空泵抽取实验容器1气压至80Pa以下；关闭真空阀6，打开气袋阀3，充入氮气至一个大气压后关闭气袋阀3，再打开真空阀6，使用氮气对容器内进行冲洗，重复三次冲洗操作，使氮气置换出容器内的残存空气。
冲洗完成后将实验容器1被气压抽至80Pa以下，打开取油阀16，由于实验容器1内为负压，储油罐15内的油样会被吸入容器中，向实验容器1内充入足量油样，关闭取油阀16；打开气袋阀3，向实验容器1内充入氮气作为保护气并平衡内外气压差，然后关闭气袋阀3；关闭进气阀5、真空阀6和密封阀17三个阀门，关闭隔离阀9，断开容器与气袋2、气样采集罐及储油罐15的连接；取下容器准备试验。
将电故障装置与电源连接后，检查无误后即可模拟电故障。
故障模拟完成后采集故障试样进行气相色谱分析。取样时，密封阀17与取样用玻璃针管密封连接，进气阀5与气袋2连接，取气体试样操作完成后，关闭真空阀6，打开气袋阀3、进气阀5与密封阀17，抽动玻璃针管取液体试样20-50mL。液体试样可以实验容器1下部采集，并进行气相色谱分析，如此可以避免空气溶解引入误差，整个操作需要在隔绝空气条件下进行。油中工频击穿与油中工频沿面闪络试验单组结束后需静置30分钟以上再取样，目的是使产生的故障气体在实验容器上部空间与下部油样中达到溶解平衡，油中工频局部放电试验由于持续时间长，产气已分布均匀，可以在试验结束后立即取样。
需要说明的是，进行油中工频击穿试验时，将第一导电连接杆22和第二导电连接杆23分别与电压源正负两端相连，检查无误后开机升压，直至击穿，升压速率为2kV/s。每种绝缘油均开展2组击穿试验，选取击穿次数为控制变量，各组分别击穿5次、15次，每次击穿后静置2分钟再进行下一次试验，每组击穿完成后静置30分钟再取样检测。
进行油纸工频击穿试验时，每种绝缘油同样开展2组击穿并选取击穿次数为控制变量，各组分别击穿5次、10次，每次击穿后静置2分钟再进行下一次试验，每组击穿完成后静置30分钟再取样检测。
进行油中工频局部放电试验时，首先需要对局部放电检测设备进行校准。校准完成后，打开电压源升压至局部放电起始电压。每种绝缘油均开展2组局部放电试验，选取放电时间作为控制变量，各组分别持续15小时、30小时，每次局部放电结束后立即取样。
该实施例中试验对象为菜籽基天然酯绝缘油，采用矿物绝缘油做对比试验，每种绝缘油均开展油中工频击穿、油纸工频沿面闪络与油中工频局部放电三种类型的电故障模拟试验。
如上所述，实现了模拟试验在隔绝空气条件下开展，从装样至取样全过程中，试样与空气隔离，避免空气溶解引入误差。在工频击穿和局部放电试验下，将CO2作为天然酯绝缘油电故障下的特征气体。在工频闪络试验下，将CO作为天然酯绝缘油电故障下的特征气体。
由上可知，本发明的检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟设备可以进行变压器内部故障模拟实验装置，既能模拟变压器内的电故障，同时还能在故障模拟完成后，将实验容器1中从绝缘油逃逸出的气体采集出来，以对油样和气样均进行分析，与现有技术只能采集油样进行分析相比，本发明能更全面和准确地反映故障引起的绝缘油产气规律，为变压器故障类型诊断和评判提供更可靠的参考依据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法，其特征在于，包括步骤：
润洗，向实验容器(1)内充满绝缘油，并使绝缘油浸润所述实验容器(1)的内壁，然后排出实验容器(1)内的绝缘油；
装样，向所述实验容器(1)内充满绝缘油；
模拟电故障，在所述实验容器(1)内的绝缘油中模拟电故障；
取样，从所述实验容器(1)内抽取预设量的液体试样；
分析，对所述液体试样进行气相色谱分析。
2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述润洗步骤中，向实验容器(1)内充满绝缘油具体为：向实验容器(1)内充满氮气或惰性气体，抽取实验容器(1)内的气体以使所述实验容器(1)内气压降至预设气压值，向实验容器(1)内充入绝缘油；
使绝缘油浸润所述实验容器(1)的内壁具体为：震荡所述实验容器(1)以使绝缘油浸润所述实验容器(1)的内壁；
排出实验容器(1)内的绝缘油具体为：排出实验容器(1)内的绝缘油的同时向所述实验容器(1)内充入空气、氮气或惰性气体；
所述润洗步骤还包括重复该步骤3-5次。
3.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述模拟电故障步骤中，在所述实验容器(1)内的绝缘油中进行油中工频击穿、油纸工频沿面闪络或油中工频局部放电。
4.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述取样步骤中：从所述实验容器(1)底部抽取预设量的液体试样；
所述取样步骤还包括：抽取从所述实验容器(1)内排出的预设体积的气体试样；
所述分析步骤还包括：对所述气体试样进行分析。
5.一种应用如权利要求1所述检测绝缘油电故障下油中溶解气体的模拟方法的模拟设备，其特征在于，包括：
具有内腔的实验容器(1)，且所述实验容器(1)包括容器本体(1a)和与所述容器本体(1a)可拆卸连接的盖板(1b)；
气袋(2)和进气阀(5)，所述气袋(2)通过第一管路(4)与所述实验容器(1)内部连通，所述进气阀(5)用于控制所述气袋(2)与所述实验容器(1)之间的通断；
储油罐(15)和取油阀(16)，所述储油罐(15)通过第二管路与所述实验容器(1)内部连通，所述取油阀(16)用于控制所述储油罐(15)与所述实验容器(1)之间的通断，所述储油罐(15)上还开始有气孔和与所述气孔连接的气阀(14)；
电故障装置，所述电故障装置能够设置于所述实验容器(1)内部以模拟电故障；
液体取样装置(21)，所述液体取样装置(21)用于从所述实验容器(1)内抽取液体试样。
6.根据权利要求5所述的模拟设备，其特征在于，所述电故障装置包括能够设置于所述实验容器(1)内且相对设置的第一电极(11)和第二电极(12)；
该模拟设备还包括穿过所述实验容器(1)顶壁的第一导电连接杆(22)和穿过所述实验容器(1)底壁的第二导电连接杆(23)，所述第一电极(11)固定在所述第一导电连接杆(22)的下端，所述第二电极(12)固定在所述第二导电连接杆(23)的上端；
所述第一电极(11)和/或第二电极(12)的高度可调。
7.根据权利要求6所述的模拟设备，其特征在于，所述第一电极(11)为针电极或球电极；
所述第二电极(12)为板电极。
8.根据权利要求5所述的模拟设备，其特征在于，所述气袋(2)的出气口处设置有气袋阀(3)；
所述实验容器(1)的底部设置有流通口且所述流通口处设置有密封阀(17)，所述第二管路和液体取样装置(21)均通过所述流通口与所述实验容器(1)内部连通。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的模拟设备，其特征在于，还包括真空泵、气体采集罐(10)和气体取样装置(7)，所述气体采集罐(10)通过排气管路(8)与所述实验容器(1)顶部的排气口连接，所述气体取样装置(7)用于抽取所述排气管路(8)或所述气体采集罐(10)内的气体，所述真空泵串接在所述排气管路(8)上。
10.根据权利要求9所述的模拟设备，其特征在于，所述排气管路(8)上还设置有三通阀(18)，所述三通阀(18)的其中两个流通口串接在所述排气管路(8)上，且另一个流通口与所述气体取样装置(7)连通。
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112285510A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-01-29 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器放电实验装置 |
| CN112345898A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-09 | 西安西电变压器有限责任公司 | 一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测*** |
| CN113253067A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及*** |
| CN114088831A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-25 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 用于检测天然酯绝缘油中溶解气体的方法及气体特征判据 |
| CN115236233A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种变压器气体溶解度、耐压及局放产气检测***及方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2413400Y (zh) * | 2000-02-03 | 2001-01-03 | 余胜全 | 全密封导电杆联接部件 |
| CN103170164A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-06-26 | 西安交通大学 | 基于油循环与分子交换的变压器油浸气体脱气装置及方法 |
| CN103824679A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-05-28 | 广东中鹏电气有限公司 | 一种变压器真空注油设备及其注油方法 |
| CN204553474U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-08-12 | 上海金马高强紧固件有限公司 | 用于风电主机的螺栓 |
| CN204691844U (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-07 | 重庆宗申动力机械股份有限公司 | 一种用于发动机配气机构的套管 |
| CN205207975U (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-04 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种可拆卸的等内径管接头 |
| CN208081927U (zh) * | 2018-01-29 | 2018-11-13 | 中国能源建设集团广东火电工程有限公司 | 一种电力设备绝缘油气体处理设备 |
| CN208265028U (zh) * | 2018-05-23 | 2018-12-21 | 广东电网有限责任公司 | 一种自反馈式绝缘油储油罐防潮装置 |
| CN109188213A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-11 | 西安西电变压器有限责任公司 | 一种变压器内部故障模拟实验装置 |
| CN109254233A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-22 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种变压器电故障气体模拟装置 |
| CN209168954U (zh) * | 2018-11-28 | 2019-07-26 | 铜陵市新洲电子科技有限责任公司 | 一种电容器注油机专用储油罐 |
| CN209388826U (zh) * | 2018-12-17 | 2019-09-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器有载换油装置 |
| CN209600267U (zh) * | 2019-03-21 | 2019-11-08 | 瓜州县恒和新能源有限公司 | 一种带有减震装置的车载太阳能光伏板 |
| CN110578761A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-17 | 长江师范学院 | 一种易维护型无间隙制动器 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010599616.0A patent/CN111707711A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2413400Y (zh) * | 2000-02-03 | 2001-01-03 | 余胜全 | 全密封导电杆联接部件 |
| CN103170164A (zh) * | 2013-03-08 | 2013-06-26 | 西安交通大学 | 基于油循环与分子交换的变压器油浸气体脱气装置及方法 |
| CN103824679A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-05-28 | 广东中鹏电气有限公司 | 一种变压器真空注油设备及其注油方法 |
| CN204553474U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-08-12 | 上海金马高强紧固件有限公司 | 用于风电主机的螺栓 |
| CN204691844U (zh) * | 2015-06-05 | 2015-10-07 | 重庆宗申动力机械股份有限公司 | 一种用于发动机配气机构的套管 |
| CN205207975U (zh) * | 2015-11-26 | 2016-05-04 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种可拆卸的等内径管接头 |
| CN208081927U (zh) * | 2018-01-29 | 2018-11-13 | 中国能源建设集团广东火电工程有限公司 | 一种电力设备绝缘油气体处理设备 |
| CN208265028U (zh) * | 2018-05-23 | 2018-12-21 | 广东电网有限责任公司 | 一种自反馈式绝缘油储油罐防潮装置 |
| CN109188213A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-11 | 西安西电变压器有限责任公司 | 一种变压器内部故障模拟实验装置 |
| CN109254233A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-22 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种变压器电故障气体模拟装置 |
| CN209168954U (zh) * | 2018-11-28 | 2019-07-26 | 铜陵市新洲电子科技有限责任公司 | 一种电容器注油机专用储油罐 |
| CN209388826U (zh) * | 2018-12-17 | 2019-09-13 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器有载换油装置 |
| CN209600267U (zh) * | 2019-03-21 | 2019-11-08 | 瓜州县恒和新能源有限公司 | 一种带有减震装置的车载太阳能光伏板 |
| CN110578761A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-17 | 长江师范学院 | 一种易维护型无间隙制动器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 杜永永: "基于频域介电响应的油纸电容式套管受潮和老化状态评估", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
| 蔡胜伟 等: "植物绝缘油击穿放电故障特征气体分析", 《重庆大学学报》 * |
| 陆琛: "操作冲击电压累积作用下油纸绝缘的损伤与特性研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345898A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-09 | 西安西电变压器有限责任公司 | 一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测*** |
| CN112285510A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-01-29 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种变压器放电实验装置 |
| CN113253067A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及*** |
| CN113253067B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-08-12 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 变压器绝缘油局部放电模拟试验产气量修正方法及*** |
| CN114088831A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-25 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 用于检测天然酯绝缘油中溶解气体的方法及气体特征判据 |
| CN115236233A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种变压器气体溶解度、耐压及局放产气检测***及方法 |
| CN115236233B (zh) * | 2022-07-25 | 2024-06-04 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种变压器气体溶解度、耐压及局放产气检测***及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200925 |