牵引变压器分层油纸绝缘介电响应实验系统

摘要

本发公开了一种牵引变压器分层油纸绝缘介电响应实验系统，包括变压器油箱、置于实验箱体内的分层绝缘系统、变压器油箱与实验箱体的连接装置(油泵、塑胶软管、多管接头)、介电响应测试仪以及控制与数据采集系统。本发明实验系统能够模拟实际牵引变压器油纸绝缘系统中不均匀热老化，研究不均匀热老化的油纸绝缘的介电响应特性，有助于研究不均匀老化分布特性油纸绝缘的剩余寿命评估。

说明书

技术领域

本发明属于变压器绝缘状态检测领域，具体涉及一种牵引变压器分层油纸 绝缘介电响应实验系统。

背景技术

2015年全国两会政府工作报告：我国高速铁路运营里程已突破1.6万公里， 超过其它国家高速铁路里程总和。同时，中国高铁走向海外已上升到国家战略 高度。设备的使用寿命和可靠性是我国高铁能够长期安全运行和成功实施“高 铁走出去”战略的重要因素，牵引变压器是高速铁路的核心供电设备，其有效 的使用年限及寿命管理受业内广泛关注。但目前，高速铁路牵引变压器绝缘寿 命的检测尚缺乏有效手段，其原因为：高速铁路冲击负荷(平均负荷远低于50％ 额定负荷，列车通过时短时负荷可能超过三倍额定负荷)导致各层绝缘热老化 速度极不均匀，即便同一种绝缘的不同部位的热老化速率也有很大的差异，既 有方法难以有效地判断高铁牵引变压器这种具有极不均匀老化分布特性油纸 绝缘的剩余寿命。因此急需一种实验系统能够模拟牵引变压器油纸绝缘系统中 不均匀热老化，研究不均匀热老化的油纸绝缘的介电响应特性，以此研究极不 均匀老化分布特性油纸绝缘的剩余寿命评估。

发明内容

为了能够模拟变压器油纸绝缘系统中不均匀热老化，研究不均匀热老化的 油纸绝缘的介电响应特性，并依次研究极不均匀老化分布特性油纸绝缘的剩余 寿命评估，本发明提供一种牵引变压器分层油纸绝缘介电响应实验系统。

一种牵引变压器分层油纸绝缘介电响应实验系统,用于实验模拟实际牵 引变压器油纸绝缘系统中不均匀热老化，研究不均匀热老化的油纸绝缘的介电 响应特性，主要由变压器油箱2、置于实验箱体4内的分层绝缘系统、介电响 应测试仪14、控制与数据采集系统15以及直流电源17组成；其中:

变压器油箱2通过软管1与油泵3相连接，油泵3通过软管1与二号多管 接头12相连接，二号多管接头12与实验箱体4通过螺纹连接，实验箱体4通 过一号多管接头5通过螺纹连接，一号多管接头5通过软管1与变压器油箱2 通过连接，变压器油箱2、实验箱体4通过软管1、油泵3、一号多管接头5、 二号多管接头12和塑胶软管1进行变压器油循环；

分层绝缘系统内置于实验箱体4，包括：A组加热电阻6、一号电极7、绝 缘纸8、撑条10、温度传感器13、二号电极9与B组加热电阻11，A组加热 电阻6通过绝缘胶与一号电极7连接，B组加热电阻11通过绝缘胶与二号电 极9连接，A组加热电阻6与B组加热电阻11通过导线串联连接，撑条10以 卡槽的形式与一号电极7、二号电极9连接，绝缘纸8夹在撑条10中间，温度 传感器13通过绝缘胶与一号电极7、二号电极9连接；

直流电源17通过导线经过接线口16与分层绝缘系统中的A组加热电阻6、 B组加热电阻11连接，温度传感器13的输出端口通过接线口16与控制与数 据采集系统15连接；

控制与数据采集系统15采集温度传感器13的数据与介电响应测试仪14 测试结果，控制油泵3的流速，控制直流电源17的通断，进而控制A组加热 电阻6与B组加热电阻11的加热状态。

所述的实验箱体4采用复合式材料，外层为铝合金磨花板、内层为SMC 绝缘板。

所述的绝缘纸8为多层不均匀热老化绝缘纸。

所述的变压器油箱2与实验箱体4的顶部均有顶空部分。

所述的温度传感器13共八个，分别布置于一号电极7、二号电极9的顶角 位置。

所述的控制与数据采集系统15采用Labview程序及NIElvisⅡ开发板构 成，PC机通过RS232与开发板进行通信连接

本发明能够模拟牵引变压器油纸绝缘系统中不均匀热老化，研究不均匀热 老化的油纸绝缘的介电响应特性，并且能够控制实验环境温度，进而依次研究 极不均匀老化分布特性油纸绝缘的剩余寿命评估。

附图说明

图1本发明实验系统外观结构及组成示意图

图2本发明实验系统中分层绝缘系统侧面示意图

图3本发明实验系统中分层绝缘系统另一侧面示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1所示为本发明实验系统外观结构及组成示意图。由图1可知一种牵引 变压器分层油纸绝缘介电响应实验系统包括：变压器油箱2、置于实验箱体4 内的分层绝缘系统、变压器油箱2与实验箱体4的连接装置油泵3、塑胶软管 1、一号多管接头5、二号多管接头12、介电响应测试仪14、控制与数据采集 系统15以及直流电源17。变压器油箱2通过软管1与油泵3相连接，油泵3 通过软管1与二号多管接头12相连接，二号多管接头12与实验箱体4通过螺 纹连接，实验箱体4通过一号多管接头5通过螺纹连接，一号多管接头5通过 软管1与变压器油箱2通过连接，则变压器油箱2、实验箱体4通过软管1、 油泵3、一号多管接头5、二号多管接头12和塑胶软管1可进行变压器油循环； 直流电源17通过导线经过接线口16与分层绝缘系统中的A组加热电阻6、B 组加热电阻11连接，温度传感器13的输出端口通过接线口16与控制与数据 采集系统15连接；变压器油箱2与实验箱体4的顶部均有顶空部分。

图2与图3分别为本发明实验系统中分层绝缘系统侧面示意图a与本发明 实验系统中分层绝缘系统侧面示意图b。由图2与图3可知：分层绝缘系统内 置于实验箱体4，包括：A组加热电阻6、一号电极7、绝缘纸8、撑条10、温 度传感器13、二号电极9与B组加热电阻11，A组加热电阻6通过绝缘胶与 一号电极7连接，B组加热电阻11通过绝缘胶与二号电极9连接，A组加热 电阻6与B组加热电阻11通过导线串联连接，撑条10以卡槽的形式与一号电 极7、二号电极9连接，绝缘纸8夹在撑条10中间，温度传感器13通过绝缘 胶与一号电极7、二号电极9连接；温度传感器13共八个，分别布置于一号电 极7、二号电极9的顶角位置。