模拟真实环境下变压器油粘度测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种模拟真实环境下变压器油粘度测量装置及方法，包括密闭测量室、粘度传感器、温湿度传感器、升温装置、降温装置、加湿装置、除湿装置、抽气风扇、送气风扇，密闭测量室用于将密闭测量室内的空气与外界环境隔离，粘度传感器用于监测变压器油的粘度值，温湿度传感器用于监测密闭测量室内的空气温湿度，升温装置和降温装置分别用于提高和降低密闭测量室内的空气温度，加湿装置和除湿装置分别用于提高和降低密闭测量室内的空气湿度，抽气风扇和送气风扇用于实现密闭测量室内的空气循环。本发明能够模拟真实自然环境中湿度与温度的变化，在该条件下测量变压器油的粘度，为研究变压器油的粘度随空气温度和湿度的变化提供参考。

说明书

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种模拟真实环境下变压器油粘度测量装置及方法。

背景技术

在油浸式电力变压器中,变压器油作为绝缘介质和冷却介质,绝缘纸板和纸作为固体绝缘，它们将各个电气元件分隔开来，保证变压器正常运行。

我国地域辽阔，在东北、西北等地区极端气温可达-50℃，在条件下变压器油的粘度会显著上升，流动性明显下降，散热能力明显下降，且易结蜡、凝结，出现继电器保护误动等不安全现象。此外变压器油在运输、注入变压器的过程中可能会带入水分，在条件下，变压器油中的微水会影响变压器油的粘度，进而影响变压器的安全性能。

综上所述，低温环境对变压器油的不良影响很大，尤其是对变压器油粘度有较大的负面影响，为研究变压器油的粘度，需要一种方法测量其粘度值，但是现有的变压器油粘度测量装置均未考虑到湿度和温度的变化速率对变压器油粘度的影响，测得的粘度值波动大，不准确，因此，亟需一种模拟真实条件下变压器油粘度测量方法来研究条件下变压器油的粘度变化。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种可以模拟真实条件下变压器油的粘度测量装置及方法，考虑了温度、湿度以及温度和湿度的变化速率对变压器油粘度的影响。

为实现此目的，本发明所设计的模拟真实环境下变压器油粘度测量装置，它包括密闭测量室、粘度传感器、温湿度传感器、升温装置、降温装置、加湿装置、除湿装置、抽气风扇、送气风扇，用于盛装变压器油的容器置于密闭测量室内，密闭测量室用于将密闭测量室内的空气与外界环境隔离，粘度传感器用于监测变压器油的粘度值，温湿度传感器用于监测密闭测量室内的空气温湿度，升温装置用于提高密闭测量室内的空气温度，降温装置用于降低密闭测量室内的空气温度，加湿装置用于提高密闭测量室内的空气湿度，除湿装置用于降低密闭测量室内的空气湿度，抽气风扇用于抽取密闭测量室内的空气，送气风扇用于将抽取的空气再充入至密闭测量室内以实现密闭测量室内的空气循环。

一种模拟真实环境下变压器油粘度测量方法，包括如下步骤：

步骤一：预设密闭测量室内待模拟环境预设时间内的温度T0和湿度H0随时间的变化曲线；

步骤二：开启抽气风扇和送气风扇实现密闭测量室内的空气循环；

步骤三：通过温湿传感器实时获取密闭测量室内的温度T1与湿度H1，根据对应时间点的温度T0计算差值Te＝T1-T0，若Te>0，则开启降温装置，关闭升温装置，若Te<0，则开启升温装置，关闭降温装置，保证温度差|Te|≤预设的温度允许误差阈值n；根据步骤一中预设的对应时间点的湿度H0计算差值He＝H1-H0，若He>0，则开启除湿装置，关闭加湿装置，若He<0，则开启加湿装置，关闭除湿装置，保证湿度差|He|≤预设的湿度允许误差阈值m；

步骤四：通过粘度传感器实时读取预设时间内容器中变压器油的粘度值，实现模拟真实环境下变压器油粘度测量。

本发明的有益效果为所提出的变压器油粘度测量装置及其控制方法考虑到了温度、湿度和温湿度变化速率对变压器油粘度的影响，可以通过预设一段时间的温度和湿度随时间变化的速率真实条件下的温度和湿度环境，同时测量该环境下变压器油的粘度，为研究变压器油的物性特征提供可靠的参考数据。

附图说明

图1为本发明的装置整体结构示意图；

图2为本发明的降温装置结构示意图；

图3为本发明的控制方法流程图；

其中，1-载物台、3-变压器油、4-容器、5-密闭测量室、6-温湿度传感器、7-粘度传感器、8-实验门、9-升温装置、10-降温装置、11-加湿装置、12-除湿装置、13-抽气风扇、14-送气风扇、15-抽气管、16-送气管、21-半导体制冷片、22-冷片电堆、23-铝散热片、24-散热风扇

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

本发明所设计的模拟真实环境下变压器油粘度测量装置，如图1所示，它包括密闭测量室5、粘度传感器7、温湿度传感器6、升温装置9、降温装置10、加湿装置11、除湿装置12、抽气风扇13、送气风扇14，用于盛装变压器油3的容器4置于密闭测量室5内，密闭测量室5用于将密闭测量室5内的空气与外界环境隔离，粘度传感器7用于监测变压器油3的粘度值，温湿度传感器6用于监测密闭测量室5内的空气温湿度，升温装置9用于提高密闭测量室5内的空气温度，降温装置10用于降低密闭测量室5内的空气温度，加湿装置11用于提高密闭测量室5内的空气湿度，除湿装置12用于降低密闭测量室5内的空气湿度，抽气风扇13用于抽取密闭测量室5内的空气，送气风扇14用于将抽取的空气再充入至密闭测量室5内以实现密闭测量室5内的空气循环。

上述技术方案中，一种模拟真实环境下变压器油粘度测量装置还包括抽气管15和送气管16，抽气管15连接在抽气风扇13的输入端与密闭测量室5的抽气口之间，送气管16连接在送气风扇14的输出端与密闭测量室5的送气口之间。

上述技术方案中，所述密闭测量室5的顶部开一孔用于安装粘度传感器7，所述粘度传感器7的探头包裹在变压器油3中，所述密闭测量室5的顶部开另一孔用于安装温湿度传感器6，所述温湿度传感器6的探头位于密闭测量室5内，所述密闭测量室5的侧面安装降温装置10，所述密闭测量室5的侧面开孔用于安装抽气管15和送气管16。

上述技术方案中，所述抽气管15的输入端与密闭测量室5连通，所述抽气管15的输出端与抽气风扇13的输入端连通，所述抽气风扇13的输出端与送气风扇14输入端之间的管道中设置有加湿装置11和除湿装置12，所述送气风扇14的输出端与送气管16的输入端相连，所述送气管16的输出端与密闭测量室5连通，所述密闭测量室5内部的抽气口安装有升温装置9，所述升温装置9与抽气口距离1-2厘米，所述密闭测量室5内部的送气口安装有升温装置9，所述升温装置9与送气口距离1-2厘米。

上述技术方案中，一种模拟真实环境下变压器油粘度测量装置还包括实验门8和载物台1，所述实验门8用于开启和关闭密闭测量室5，所述载物台1用于放置容器4。

上述技术方案中，所述实验门8安装在密闭测量室5顶面，所述实验门8上装有测量室橡胶密封条，所述粘度传感器7通过开孔穿过实验门8的中央位置，所述载物台1固定在密闭测量室5的底部中央，所述容器4内盛装的变压器油3的高度要保证变压器油3能包裹住粘度传感器7的探头。

上述技术方案中，如图2所示，所述降温装置10包括制冷片电堆22、铝散热片23和散热风扇24，所述制冷片电堆22可实现降温用来模拟真实环境温度变化，所述制冷片电堆22的一面通过导热硅脂贴在密闭测量室5的外壁上，所述制冷片电堆22的另一面通过导热硅脂贴在铝散热片的一面23，所述铝散热片23的另一面安装有散热风扇24。

上述技术方案中，所述制冷片电堆22由多个半导体制冷片21并排连接组成，通过控制制冷片电堆22的电压、电流以及半导体制冷片21的数量来控制降温速率。

上述技术方案中，所述升温装置9是电热丝，通过控制电热丝的电流来控制加热速率。

上述技术方案中，所述密闭测量室5的材料可优选为不锈钢、铝合金或冷轧钢板，壁厚优选为1-3mm，形状可以是长方体、立方体或圆柱体。

上述技术方案中，所述密闭测量室5的材料优选为不锈钢，密闭测量室5的壁厚优选为2mm，形状优选为立方体，尺寸为200mm*200mm*200mm，所述密闭测量室5顶部设置的实验门8尺寸为180mm*180mm。

上述技术方案中，所述载物台1的材料可优选为导热绝缘的氧化铝陶瓷或导热绝缘橡胶，形状可以是长方体、立方体或圆柱体，所述载物台1的尺寸优选为150mm*150mm*20mm。

上述技术方案中，所述载物台1上放置的容器4的尺寸优选为800ml，容器4中盛装的变压器油3为45#变压器油。

上述技术方案中，所述制冷片电堆22可由16-36个半导体制冷片并联组成，单个半导体制冷片的功率为120W-400W，所述制冷片电堆22可以均匀地安装在密闭测量室5的四周。

上述技术方案中，所述电热丝的功率优选为300W-3000W。

上述技术方案中，所述加湿装置11可以是喷雾式加湿器。

上述技术方案中，所述除湿装置12可以是动态固体吸附式除湿器。

上述技术方案中，所述温湿度传感器6至少可在-40℃下的情况下正常工作，其型号可以是485型温湿度传感器。

上述技术方案中，所述粘度传感器7至少可在-40℃下的情况正常工作，其型号可以是XL7在线粘度计。

上述技术方案中，所述半导体制冷片21的型号优选为TEC-12710，功率为120W，尺寸为40mm*40mm*3.4mm。

一种模拟真实环境下变压器油粘度测量装置控制方法，如图3所示，它包括如下步骤：

步骤一：预设密闭测量室5内待模拟环境预设时间内的温度T0和湿度H0随时间的变化曲线；

步骤二：开启抽气风扇13和送气风扇14实现密闭测量室5内的空气循环；

步骤三：通过温湿传感器6实时获取密闭测量室5内的温度T1与湿度H1，根据对应时间点的温度T0计算差值Te＝T1-T0，若Te>0，则开启降温装置10，关闭升温装置9，若Te<0，则开启升温装置9，关闭降温装置10，根据温度差|Te|的大小调节升温装置9和降温装置10的升温速率和降温速率，保证温度差|Te|≤预设的温度允许误差阈值n；根据步骤一中预设的对应时间点的湿度H0计算差值He＝H1-H0，若He>0，则开启除湿装置12，关闭加湿装置11，若He<0，则开启加湿装置11，关闭除湿装置12，根据湿度差|He|的大小调整加湿装置11和除湿装置12的功率，保证湿度差|He|≤预设的湿度允许误差阈值m。

步骤四：通过粘度传感器7实时读取预设时间内容器4中变压器油3的粘度值，实现模拟真实环境下变压器油粘度测量。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。