实际冲击电压波形作用下变压器油击穿特性试验系统

摘要

本发明涉及一种实际冲击电压波形作用下变压器油击穿特性试验系统。其特点是：包括试验腔体(5)，该试验腔体(5)接地并且在其顶部安装有套管(3)，该套管(3)的顶部与一冲击电压发生器(1)的输出端连接，该冲击电压发生器(1)的输出端还通过分压器(2)接地，前述套管(3)的底部依次通过绕组、匹配电阻(7)与试验腔体(5)的底部连接，其中绕组由至少两个串联在一起的绕组段(4)组成；其中在试验腔体(5)内还设有试验球隙(6)。采用本发明的试验系统，可以准确掌握变压器绕组中实际冲击电压波形作用下变压器油的击穿特性，对变压器绝缘设计、故障分析及掌握变压器绝缘的基本绝缘特性具有参考和指导意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种实际冲击电压波形作用下变压器油击穿特性试验系 统。

背景技术

电力变压器是电网中的重要设备之一，其安全运行关系着整个电网的 安全。变压器在正行运行过程中除了经受工频电压外，还会遭受雷电冲击 和操作冲击电压。雷电冲击电压是由于自然界雷雨天气所导致，而断路器 动作等则会产生操作冲击电压。雷电冲击和操作冲击的特点是波形迅速上 升，然后逐渐下降，其具有电压幅值高，作用时间短的特点。

由于变压器绕组中杂散电容的存在，导致冲击电压在变压器绕组中的 分布是不均匀的，会导致冲击电压在绕组中出现波形畸变现象。但目前冲 击电压下变压器油的击穿特性均利用依据国标所提供的标准波形进行研 究，即雷电冲击是1.2/50μs，操作冲击是2502/2500μs。但实际变压器绕组 中的冲击电压波形是存在畸变之后的波形，运行中变压器绝缘油的击穿均 是在实际波形作用下的击穿，这与标准波形作用下的击穿具有较大的差 异，因此掌握变压器绕组中实际冲击电压波形作用下变压器油的击穿特 性，对于变压器绝缘设计、故障分析及掌握变压器绝缘的基本绝缘特性具 有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种实际冲击电压波形作用下变压器油击穿特 性试验系统，能够用于准确、可靠地研究变压器在实际冲击电压波形作用 下变压器油的击穿特性。

一种实际冲击电压波形作用下变压器油击穿特性试验系统，其特别之 处在于：包括试验腔体，该试验腔体接地并且在其顶部安装有套管，该套 管的顶部与一冲击电压发生器的输出端连接，该冲击电压发生器的输出端 还通过分压器接地，前述套管的底部依次通过绕组、匹配电阻与试验腔体 的底部连接，其中绕组由至少两个串联在一起的绕组段组成；其中在试验 腔体内还设有试验球隙，该试验球隙的高压端与任意两个相邻绕组段之间 的导体连接而其低压端与试验腔体的内壁连接；其中在试验腔体内充满变 压器油。

其中套管采用变压器用高压套管。

其中试验腔体采用金属材质，并且该试验腔体的顶部为锥形结构。

其中相邻绕组段之间通过导体连接，该导体采用导线或金属插接件。

采用本发明的试验系统后，可以准确掌握变压器绕组中实际冲击电压 波形作用下变压器油的击穿特性，对于变压器绝缘设计、故障分析及掌握 变压器绝缘的基本绝缘特性具有参考和指导意义。经过试用证明，本发明 的试验系统可用于研究变压器实际冲击电压波形作用下变压器油的击穿 特性。其利用多个串联绕阻段组成完整绕组，将试验球隙放置在绕组的不 同位置，可用于研究变压器实际冲击电压波形下变压器油的击穿特性。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种实际冲击电压波形作用下变压器油击 穿特性试验系统，包括试验腔体5，该试验腔体5接地并且在其顶部安装 有套管3，该套管3的顶部与一冲击电压发生器1的输出端连接，该冲击 电压发生器1的输出端还通过分压器2接地，前述套管3的底部伸入试验 腔体5内并且依次通过绕组、匹配电阻7与试验腔体5的底部连接，其中 绕组由至少两个串联在一起的绕组段4组成；其中在试验腔体5内还设有 试验球隙6，该试验球隙6的高压端与任意两个相邻绕组段4之间的导体 连接而其低压端与试验腔体5的内壁连接；其中在试验腔体5内充满变压 器油。

其中套管3采用变压器用高压套管，试验腔体5采用金属材质，并且 该试验腔体5的顶部为锥形结构。另外相邻绕组段4之间通过导体连接， 该导体采用导线或金属插接件。球隙的高压端可与绕组的任意位置，比如 绕组的首端、中段或末端，即可放置于绕组的不同位置处。

实施例1：

本发明提供了一种用于研究变压器实际冲击电压波形作用下变压器 油击穿特性的试验系统，所述系统包括冲击电压发生器1、分压器2、套 管3、绕组段4、试验腔体5、试验球隙6、匹配电阻7，可用于研究变压 器实际冲击电压波形作用下变压器油的击穿特性。

本发明采用冲击电压发生器1作为设备的激励电压，该发生器可产生 雷电冲击电压和操作冲击电压。采用分压器2进行试验电压信号的测量。

冲击电压通过高压套管引入试验腔体5中的绕组上，试验腔体5采用 金属外壳，端部采用锥形结构，模拟实际变压器结构，试验腔体5接地。 试验腔体5内充满变压器油。

绕组采用分段结构，多个绕组段4通过串联的形式组成一个完整的绕 组。绕阻段的数量可根据需要调整。每个绕阻段的匝数等参数均可单独调 整。绕组段4与段之间通过金属插接件进行连接，可方便拆卸。

将试验球隙6的高压部分与绕组段4与段之间的金属部分相连，低压 部分与金属腔体相连，试验球隙6承受此处绕阻段的冲击电压。实际使用 中可根据需要将试验球隙6放置在绕组的任意连接部位，用于研究绕组不 同位置冲击电压波形作用下的击穿特性。

绕组底部串联匹配电阻7与外壳相连。匹配电阻7的阻值与绕组波阻 抗值一致，避免波的折反射引起的波形畸变。

本发明的使用方法和工作原理是：

入图1所示为本发明的应用示意图，其中：冲击电压发生器1可产生 雷电冲击和操作冲击，将冲击电压通过高压套管引入变压器试验腔体5 的绕组中。试验腔体5充满变压器油。绕组为分段结构，由多个绕阻段串 联形成一个完整绕组，绕组段4的个数、单个绕阻段的匝数等参数均可任 意调整。绕组段4和段之间采用金属插接件进行相连。将试验球隙6的高 压部分与绕组段4与段之间的金属部分相连，低压部分与金属腔体相连， 试验球隙6承受此处绕阻段的冲击电压。实际使用中可根据需要将试验球 隙6放置在绕组的任意连接部位，用于研究绕组不同位置冲击电压波形作 用下的击穿特性。在绕组段4的尾部串联有匹配电阻7，匹配电阻7的值 与绕组波阻抗的值相等，用以避免波的折反射。

实际试验中，根据试验的需要，可以灵活调整各参赛，例如取：冲击 电压发生器1参数可根据需要进行选取，绕组段4的个数、单个绕组段4 的匝数、试验球隙6的间距等均可根据需要进行选取。

以上对本发明所提供的一种用于研究变压器实际冲击电压波形作用 下变压器油击穿特性的试验系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例 对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发 明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本 说明书内容不应理解为对本发明的限制。