CN211785834U

CN211785834U - 一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置

Info

Publication number: CN211785834U
Application number: CN201922196572.2U
Authority: CN
Inventors: 刘捷丰; 张镱议
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-12-10

Abstract

本实用新型涉及变压器绝缘诊断技术领域，具体公开了一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置，包括：内部设有内腔的罐体、放油管、与罐体的罐口相适配的罐盖、充气管、抽气管、绝缘纸固定装置、设于绝缘纸固定装置内的第一温度传感器、设于绝缘纸固定装置中心的加热棒、循环冷却装置、第二温度传感器以及控制器。本实用新型通过绝缘纸固定装置将绝缘纸逐层环绕于加热棒固定，因此形成了一个有中心向四周扩散的水平方向的温度梯度，又通过循环冷却装置将罐体内部的绝缘油从上层抽出经冷却后输回到下层，从而提供了一个竖直方向的温度梯度进而模拟出了绝缘纸的真实工作环境，使试验数据与真实情况的联系更加紧密，数据更具有说服力，准确性更高。

Description

一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置

技术领域

本实用新型属于变压器绝缘诊断技术领域，特别涉及一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置。

背景技术

变压器是电力***最重要的变电设备，其安全稳定运行是保障供电可靠的基础。变压器的故障以过热性故障和放电性故障为主。油浸式变压器的绝缘***主要由变压器油和绝缘纸构成，在变压器运行过程中，油纸绝缘长期受到热、电、机械和化学等外部应力的综合作用，会产生水分、水溶性酸、呋喃化合物等老化产物，造成其绝缘性能下降，影响变压器的安全稳定运行。在实际运行的油浸式电力变压器中，内部油循能够环造成的竖直方向和水平方向上的温度梯度致使油浸绝缘纸产生不均匀的热老化，为了模拟绝缘纸的不均匀热老化过程，需要搭建符合实际工作环境的不均匀老化实验平台，但是现有的实验设备无法提供符合实际情况的温度梯度和模拟实际工作环境，致使降低了试验数据与真实使用环境的联系紧密度和数据的准确性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置，从而克服现有的实验设备无法提供符合实际情况的温度梯度和模拟实际工作环境的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置，包括：罐体，其内部设有内腔，所述内腔的一端从所述罐体的一端向外延伸形成罐口，所述罐体的另一端设有与所述内腔相连通的放油管；罐盖，其与所述罐口相适配，该罐盖的一侧设有与所述罐盖的另一侧相连通的充气管和抽气管，所述罐盖上开有加油口，所述加油口通过油盖进行密封；绝缘纸固定装置，其设于所述内腔中，该绝缘纸固定装置包括多个由内向外以一定间隔相互套设的多个固定筒，该固定筒的环周上间隔设有多根隔条，最内部的所述固定筒套在加热棒上，所述固定筒上设有第一温度传感器；以及循环冷却装置，其包括冷却管，所述冷却管上串联有油泵，所述冷却管的一端连通至所述固定筒的一端与所述罐口之间，所述冷却管的另一端连通至所述固定筒的另一端与所述内腔的另一端之间，所述冷却管上设有散热片，所述散热片旁设有风扇。

优选的，上述技术方案中，所述罐体与罐盖之间设有卡箍，所述卡箍用于将所述罐体与罐盖之间相互锁紧。

优选的，上述技术方案中，所述绝缘纸固定装置还包括固定架，其与所述固定筒的另一端固定，所述固定架能够通过所述罐口并置于所述内腔的另一端，所述加热棒的一端螺纹连接于所述固定架上，所述加热棒的另一端从所述固定筒的一端延伸向外。

优选的，上述技术方案中，所述隔条和所述加热棒同时平行于所述固定筒的轴线。

优选的，上述技术方案中，位于同一个所述固定筒上相互对置的两个所述隔条上各开有一条导槽，所述导槽由所述固定筒的一端延伸至所述固定筒的另一端，至少三个所述第一温度传感器以能够滑动的形式设于所述导槽内。

优选的，上述技术方案中，其特征在于，所述风扇通过风扇架设于所述罐体的外侧，所述风扇的位置与所述散热片相对应，并能够朝向所述散热片吹风。

优选的，上述技术方案中，所述罐体的另一端的端面上设有多个万向轮。

优选的，上述技术方案中，所述放油管，所述充气管和所述抽气管上均连接有阀门。

优选的，上述技术方案中，所述内腔的内壁上设有第二温度传感器，所述第二温度传感器位于所述固定筒的一端与所述罐口之间。

优选的，上述技术方案中，其特征在于，所述固定筒的一端设有绝缘纸夹。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1. 本实用新型中的加热棒提供热源，绝缘纸通过固定筒由内向外逐层环绕于加热棒周围，使每层绝缘纸距离热源的距离不同，从而产生了水平方向上的温度梯度。

2. 循环冷却装置将内腔上方的油抽出，经过散热片和风扇进行冷却再输入到内腔的下方，从而使内腔中的油温产生一个竖直方向上的温度梯度。

3. 通过第二温度传感器能够实时监控油温的温度，当油温过热或者过冷时能够通过控制风扇的运行情况从而改变油温，进而保证安全的实验环境。

附图说明

图1是本实用新型绝缘纸不均匀热老化模拟装置的结构图。

图2是罐体的结构图。

图3是绝缘纸固定装置的结构图。

图4是带有导槽的隔条的结构图。

图5是控制面板的示意图。

主要附图标记说明：

1-罐体，2-罐盖，3-固定筒，4-加热棒，5-冷却管，6-油泵，7-散热片，8-风扇，9-卡箍，10-固定架，11-内腔，12-罐口，13-放油管，14-万向轮，20-阀门，21-充气管，22-抽气管，23-加油口，24-油盖，31-隔条，32-第一温度传感器，33-导槽，34-绝缘纸夹，81-风扇架，41-显示屏，42-加热启动键，43-加热温度旋钮，44-风扇启动键，45-风扇转速旋钮，46-油泵启动键，47-油泵转速旋钮，48-高温报警指示灯，49-低温报警指示灯，50-上电开关。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1到图5所示，该实施例中的绝缘纸不均匀热老化模拟装置包括：罐体1，罐盖2，固定筒3，加热棒4，冷却管5，油泵6，散热片7，风扇8，卡箍9，固定架10，内腔11，罐口12，放油管13，万向轮14，第二温度传感器15，阀门20，充气管21，抽气管22，加油口23，油盖24，隔条31，第一温度传感器32，导槽33，绝缘纸夹34，风扇架81。罐体1呈圆柱形，罐体1的内部开有一个与罐体1同轴的圆柱形的内腔11，内腔11的一端从罐体1的顶端向外延伸形成罐口12，在罐口12的外侧环设有外沿，罐体1靠近底端的侧面上设有一根放油管13，放油管13与内腔11相连通。罐盖2与罐口12的尺寸相适配，恰好能够将罐口12盖住，罐盖2上背向内腔11的一侧设有充气管21与抽气管22，充气管21与抽气管22与罐盖2的朝向内腔11的一侧相连通，罐盖2上还开有一个与两侧相连通的加油口23，加油口23上盖有油盖24来进行密封；卡箍9能够将罐口11处的外沿和罐盖2的边沿套住，然后再锁紧密封。绝缘纸固定装置包括固定筒3、加热棒4以及固定架10，固定筒3由多根隔条31成环形间隔排列而成，固定筒3的轴线与每根隔条31的方向都相互平行，每根隔条31的长度相等，四个固定筒3以由内向外的形式相互套设，并且一端同时固定在固定架10上，个固定筒3之间都有一定间隔；在被套于最内部的固定筒3中，套有三根等长的加热棒4，加热棒4的一端与固定架10之间通过螺纹连接，加热棒4的另一端从固定筒3的另一端伸出；在每一个固定筒3上任意两根相对隔条31的侧面都开有一条导槽33，导槽33朝向同一个固定筒3上相邻两个隔条31之间的间隔处，导槽33由固定筒3的一端延伸至固定筒3的另一端，每条导槽33的内部都安装有三个第一温度传感器32，第一温度传感器32能够沿着导槽33移动并且固定在任意位置上；每个固定筒3的其中一根隔条31上都设有一个绝缘纸夹34。循环冷却装置主要包括冷却管5，油泵6，散热片7以及风扇8；两根冷却管5成C形对称固定在罐体1的两侧，冷却管5的一端固定于靠近罐口12的位置，并且连通至固定筒3的一端与罐口12之间的区域；冷却管5的另一端固定于靠近罐体1底部的位置，并且连通至固定筒3的另一端与内腔11的另一端之间；每根冷却管5上分别串联有一个油泵6，在每根冷却管5完成的C形的中间区域，间隔设有多片竖直方向设置的散热片7；在罐体1的两侧对称设有两个风扇架81，在每个风扇架81上分别竖直间隔设有三个风扇8，风扇8的扇叶在散热片7的旁边，并且风扇8能够朝向散热片7吹风。在内腔11的侧壁上设有第二温度传感器，该第二温度传感器的位置位于固定筒3的一端与罐口12之间。罐体1的底部安装有三个万向轮14。放油管13，充气管21和抽气管22上均连接有用于控制关断的阀门20。

继续参考图5，加热棒4，风扇8，油泵6，第一温度传感器32和第二温度传感器同时与控制器连接，控制器上设有控制面板，控制面板上分别设有用于显示每个温度传感器的测量数据的显示屏41，用于控制加热棒4开启的加热启动键42，用于调整加热棒4的加热温度的加热温度旋钮43，用于控制风扇8启停的风扇启动键44，用于调整风扇8的转速的风扇转速旋钮45，用于控制油泵6启停的油泵启动键46，用于调整油泵6的转速的油泵转速旋钮47，当油温过高或者过低时，产生报警信号的高温报警指示灯48和低温报警指示灯49，以及用于控制整个装置和控制器的电源接通与关断的上电开关50。

接下来，对该实施例中一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置的使用方法及工作原理进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本实用新型：

1.使用方法：

步骤一、调整好第一温度传感器32在导槽33上的位置，将绝缘纸测试样品卷绕于固定筒3的外侧，每个固定筒3的外侧分别卷绕一层绝缘纸，并通过绝缘纸夹34将绝缘纸的接缝处夹紧固定；

步骤二，将加热棒4安装在固定架10上，将装好绝缘纸的绝缘纸固定装置放在罐体1中，改好罐盖2，并用卡箍9进行卡紧，此时装置中所有的阀门20均处于关闭状态；

步骤三，打开油盖24，从加油口23向内腔11中注入绝缘油，需要注意的是，必须使绝缘油的液位高过第二温度传感器，加完油后，盖好油盖 24；

步骤四，为了消除绝缘纸样品表面附着的空气气泡对实验数据的影响，将的抽气管22与真空泵连接，打开抽气管22上的阀门20，进行抽气，待内腔11中的空气被抽净后，将抽气管22上的阀门20关闭，拆下真空泵；

步骤五，将充气管21上的阀门20开到一个较小的开度，使外部的空气缓慢充入到内腔11中，等到内腔11中的气压值与大气压力值相同时，关闭充气管21上的阀门20；

步骤六，先打开上电开关50为整个装置上电，然后通过加热启动键42开启加热棒4，通过风扇启动键44开启风扇8，通过油泵启动键46开启油泵6，进而进行老化试验；在试验过程中通过观察显示屏41中显示出的数据记录各个温度传感器测点所测量出的温度值；在试验过程中如果油温过高或者过低时，高温报警指示灯48或低温报警指示灯49能够产生报警，这时可以通过加热温度旋钮43，风扇转速旋钮45以及油泵转速47来调节油温，也可以通过以上调节键调整出实验需要的油温环境和绝缘油的循环流速；

步骤七，当实验数据采集完成后，关闭上电开关，打开放油管13处的阀门20放出腔体内的绝缘油并且对实验后的绝缘油进行取样，再取出测试的绝缘纸样品，进行下一步的实验分析。

2.工作原理：绝缘纸固定环装置能够将测试用的绝缘纸按照真是工作时的姿态进行竖直固定，加热棒从各绝缘纸卷的内部加热，从而提供了一个由中心向四周扩散的一个水平的温度梯度；循环冷却装置又能将内腔11内的绝缘油从上部抽出，经冷却后在从底部输送回腔体11中，从而使绝缘油上部的油温高，下部的油温低，进而提供了一个由上至下的竖直方向上的温度梯度，并且测试样品置于冷却管5的两个管口之间，这样就保证测试样品的所有部分均处于竖直方向的温度梯度中；从而模拟出了绝缘纸的真实工作环境。

综上所述，本实用新型通过绝缘纸固定装置将绝缘纸逐层环绕于加热棒固定，因此形成了一个有中心向四周扩散的水平方向的温度梯度，又通过循环冷却装置将罐体内部的绝缘油从上层抽出经冷却后输回到下层，从而提供了一个竖直方向的温度梯度进而模拟出了绝缘纸的真实工作环境，使试验数据与真实情况的联系更加紧密，数据更具有说服力，准确性更高。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims

1.一种绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，包括：

罐体（1），其内部设有内腔（11），所述内腔（11）的一端从所述罐体（1）的一端向外延伸形成罐口（12），所述罐体（1）的另一端设有与所述内腔（11）相连通的放油管（13）；

罐盖（2），其与所述罐口（12）相适配，该罐盖（2）的一侧设有与所述罐盖（2）的另一侧相连通的充气管（21）和抽气管（22），所述罐盖（2）上开有加油口（23），所述加油口（23）通过油盖（24）进行密封；

绝缘纸固定装置，其设于所述内腔（11）中，该绝缘纸固定装置包括多个由内向外以一定间隔相互套设的多个固定筒（3），该固定筒（3）的环周上间隔设有多根隔条（31），最内部的所述固定筒（3）套在加热棒（4）上，所述固定筒（3）上设有第一温度传感器（32）；以及

循环冷却装置，其包括冷却管（5），所述冷却管（5）上串联有油泵（6），所述冷却管（5）的一端连通至所述固定筒（3）的一端与所述罐口（12）之间，所述冷却管（5）的另一端连通至所述固定筒（3）的另一端与所述内腔（11）的另一端之间，所述冷却管（5）上设有散热片（7），所述散热片（7）旁设有风扇（8）。

2.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述罐体（1）与罐盖（2）之间设有卡箍（9），所述卡箍（9）用于将所述罐体（1）与罐盖（2）之间相互锁紧。

3.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述绝缘纸固定装置还包括固定架（10），其与所述固定筒（3）的另一端固定，所述固定架（10）能够通过所述罐口（12）并置于所述内腔（11）的另一端，所述加热棒（4）的一端螺纹连接于所述固定架（10）上，所述加热棒（4）的另一端从所述固定筒（3）的一端延伸向外。

4.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述隔条（31）和所述加热棒（4）同时平行于所述固定筒（3）的轴线。

5.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，位于同一个所述固定筒（3）上相互对置的两个所述隔条（31）上各开有一条导槽（33），所述导槽（33）由所述固定筒（3）的一端延伸至所述固定筒（3）的另一端，至少三个所述第一温度传感器（32）以能够滑动的形式设于所述导槽（33）内。

6.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述风扇（8）通过风扇架（81）设于所述罐体（1）的外侧，所述风扇（8）的位置与所述散热片（7）相对应，并能够朝向所述散热片（7）吹风。

7.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述罐体（1）的另一端的端面上设有多个万向轮（14）。

8.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述放油管（13），所述充气管（21）和所述抽气管（22）上均连接有阀门（20）。

9.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述内腔（11）的内壁上设有第二温度传感器，所述第二温度传感器位于所述固定筒（3）的一端与所述罐口（12）之间。

10.根据权利要求1所述的绝缘纸不均匀热老化模拟装置，其特征在于，所述固定筒（3）的一端设有绝缘纸夹（34）。