高壓產生裝置及變壓器油紙絕緣測試系統的制作方法

本實用新型涉及電力行業變壓器維護技術領域，特別涉及一種高壓產生裝置及變壓器油紙絕緣測試系統。

背景技術：

在電網輸送技術與工程中，電力變壓器和換流變壓器是交流和直流輸電系統的核心設備，其運行狀態直接影響系統的安全穩定。變壓器的安全可靠性主要取決于其絕緣性能，換流變壓器與電力變壓器都是采用油紙絕緣結構，都要承受交流電壓、雷電沖擊電壓和操作過電壓的作用，且換流變壓器閥側繞組還承受直流、直流疊加交流和極性反轉電壓的作用，因此作為電力變壓器和換流變壓器中主要絕緣材料的變壓器油，除了要求具備較好的電氣性能外，還應具備較好的交流或直流電場下的氧化安定性。

我國早期為了考察國產變壓器油工業應用的可行性，首次設計制造了變壓器油臺架試驗裝置，該試驗裝置由控制柜和試驗臺兩部分組成，該設備為交流電場條件下評定變壓器油抗氧化安定性的臺架試驗，在超高壓變壓器油研制過程中發揮了重要作用。但是，就目前發展狀況而言存在以下不足：受當時技術水平限制，自控水平低，測量過程不能實現自動測量和數據自動采集；變壓器油臺架試驗裝置高壓產生裝置為手動調壓，不具備自動升壓、恒壓功能，不具備擊穿硬件保護功能。

技術實現要素：

基于此，針對上述問題，本實用新型提出一種高壓產生裝置，可對產生的高壓電壓進行自動調節，具備自動升壓、恒壓功能。

本實用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統，可對測試所需的高壓電壓進行自動調節，具有自動升壓、恒壓測試功能。

其技術方案如下：

一種高壓產生裝置，包括模擬變壓器，與所述模擬變壓器連接的高壓變壓器，與所述高壓變壓器連接的調壓器，以及與所述調壓器連接的自動控制調節機構。

通過自動控制調節機構能夠對調壓器進行自動控制調節，即可調節調壓器的旋轉角度，從而實現對高壓變壓器電壓的自動調節，以達到自動調節模擬變壓器的高壓電壓的目的。而且，通過設置調壓器互感工作電流閾值，當工作電流超過設置閾值時，調壓器自動斷開輸出，自動控制調節機構可控制調壓器減壓至起始位，具有擊穿自動保護功能。

下面對其進一步技術方案進行說明：

進一步地，所述自動控制調節機構包括微處理器，與所述微處理器連接的驅動機構，所述驅動機構與所述調壓器連接。微處理器作為自動控制調節機構的控制主體，可對驅動機構進行自動控制，以控制驅動機構對調壓器進行自動調節。

進一步地，所述驅動機構設置為步進電機。利用步進電機高精度的運動特性，可以精確同步控制調壓器的轉動角度，以精確控制高壓變壓器的電壓值大小，以實現對模擬變壓器的高壓電壓的精確調節控制。

此外，本實用新型還提供一種變壓器油紙絕緣測試系統，包括測試臺架，設置于所述測試臺架上的測試油箱，以及如上所述的高壓產生裝置，且所述高壓產生裝置的模擬變壓器設置于所述測試油箱內底部。

通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置上述的高壓產生裝置，能夠在試驗過程中，自動實現對模擬變壓器的升壓和恒壓功能，自動對高壓電壓進行控制調節，更好地在測試油箱中模擬高壓環境。而且在電壓過高發生擊穿時，高壓產生裝置的調壓器能夠自動斷開輸出，使變壓器油紙絕緣測試系統具有擊穿硬件保護功能。

進一步地，還包括穿設于所述測試油箱上端的高壓套管，所述高壓變壓器的輸出線路穿過所述高壓套管與所述模擬變壓器連接。通過在測試油箱上設置 高壓套管，保證高壓電壓從高壓變壓器輸出到模擬變壓器的過程安全可靠。

進一步地，所述調壓器及自動控制調節機構設置于所述測試臺架內的后側位置，且所述測試油箱設置于所述測試臺架的前側位置。即將調壓器及自動控制調節機構與測試油箱錯開設置，便于安裝維護以及操作控制。

進一步地，所述高壓變壓器設置于地面，且所述高壓變壓器遠離測試臺架。這樣可保證實驗設備和操作人員的安全。

本實用新型具有如下突出的優點：能夠自動調節試驗電壓，具有自動升壓、恒壓功能，而且還具有擊穿迅速保護、自動斷電及自動降壓功能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中所述高壓產生裝置的示意框圖；

圖2是本實用新型實施例中具有所述高壓產生裝置的變壓器油紙絕緣測試系統的示意框圖；

圖3是本實用新型實施例中所述氣囊油枕抽真空裝置的示意框圖；

圖4是本實用新型實施例中具有所述氣囊油枕抽真空裝置的變壓器油紙絕緣測試系統的示意框圖；

圖5是本實用新型實施例中所述強制油循環的變壓器油紙絕緣測試系統的示意圖；

圖6是本實用新型實施例中所述光纖測溫裝置變壓器油紙絕緣測試系統的示意框圖；

圖7是本實用新型實施例中具有所述光纖測溫裝置的變壓器油紙絕緣測試系統的示意框圖。

附圖標記說明：

100-高壓產生裝置，110-自動控制調節機構，112-微處理器，114-步進電機(驅動機構)，120-調壓器，130-高壓變壓器，140-模擬變壓器，200-測試油箱，210-高壓電極，220-低壓電極，230-高壓電場，300-測試臺架，400-氣囊油枕抽真空裝置，410-氣管，420-油枕，430-氣囊結構，440-支氣管，450-閥 體，460-抽真空機構，500-循環泵，510-泵入口，520-泵出口，600-光纖測溫裝置，610-光纖測溫處理模塊，620-光纖測溫探頭，630-控制處理器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型提出一種高壓產生裝置100，包括模擬變壓器140，與模擬變壓器140連接的高壓變壓器130，與高壓變壓器130連接的調壓器120，以及與調壓器120連接的自動控制調節機構110。

通過自動控制調節機構110能夠對調壓器120進行自動控制調節，即可調節調壓器120的旋轉角度，從而實現對高壓變壓器130電壓的自動調節，以達到自動調節模擬變壓器140的高壓電壓的目的。而且，通過設置調壓器互感工作電流閾值，當工作電流超過設置閾值時，調壓器120自動斷開輸出，自動控制調節機構110可控制調壓器120減壓至起始位，使該高壓產生裝置100具有擊穿自動保護功能。

具體地，上述自動控制調節機構110可包括微處理器112，與微處理器112連接的驅動機構，該驅動機構與調壓器120連接。微處理器112作為自動控制調節機構110的控制主體，可對驅動機構進行自動控制，以控制驅動機構對調壓器120進行自動調節。更進一步地，可將驅動機構設置為步進電機114。利用步進電機114高精度的運動特性，可以精確同步控制調壓器120的轉動角度，以精確控制高壓變壓器130的電壓值大小，以實現對模擬變壓器140的高壓電壓的精確調節控制。除了將驅動機構設置為步進電機外，還可以設置為伺服電機，或者設置為普通電機。

此外，如圖2所示，本實用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統，包括測試臺架300，設置于測試臺架300上的測試油箱200，以及如上所述的高壓產生裝置100，且高壓產生裝置100的模擬變壓器140設置于測試油箱200內底部。

通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置上述的高壓產生裝置100，能夠在試 驗過程中，自動實現對模擬變壓器140的升壓和恒壓功能，自動對高壓電壓進行控制調節，更好地在測試油箱200中模擬高壓環境。而且在電壓過高發生擊穿時，高壓產生裝置100的調壓器120能夠自動斷開輸出，使變壓器油紙絕緣測試系統具有擊穿硬件保護功能。

而且，可將高壓產生裝置100的調壓器120及自動控制調節機構110設置于測試臺架300內的后側位置，且測試油箱200設置于測試臺架300的前側位置。即將調壓器120及自動控制調節機構110與測試油箱200錯開設置，便于安裝維護以及操作控制。此外，還可將高壓產生裝置100的高壓變壓器130設置于地面，且使高壓變壓器130遠離測試臺架300，這樣可保證實驗設備和操作人員的安全。也可將高壓變壓器130設置于測試臺架300上，以節約場地，試驗方便。

此外，該變壓器油紙絕緣測試系統還包括穿設于測試油箱200上端的高壓套管，高壓變壓器130的輸出線路穿過高壓套管與模擬變壓器140連接。通過在測試油箱200上設置高壓套管，保證高壓電壓從高壓變壓器130輸出到模擬變壓器140的過程安全可靠。

另外，如圖3所示，本實用新型還提出一種氣囊油枕抽真空裝置400，包括抽真空機構460，與抽真空機構460連通的氣囊油枕機構。氣囊油枕機構包括與大氣連通的油枕420，設置于油枕420中的氣囊結構430，以及與氣囊結構430連接并伸出到油枕420外的氣管410。

利用抽真空機構460和氣囊油枕機構，可用于對裝有油類液體的容器進行抽真空，抽真空過程中，油類液體會進入油枕420內設置的氣囊結構430中，不會與大氣直接接觸，避免空氣對油類液體產生影響。

進一步地，上述氣囊油枕抽真空裝置400還包括連通抽真空機構與氣囊結構430的支氣管440，以及設置于支氣管440上的閥體450。通過支氣管440及閥體450將抽真空機構460與氣囊結構可拆卸地連接起來，方便抽真空機構460的拆裝，也便于進行抽真空操作。即隨時可以裝拆抽真空機構460，以便隨時進行抽真空操作。

而且，上述氣囊結構430可設置為橡膠氣囊。橡膠氣囊結構簡單，變化靈敏。在抽真空后，會變成扁平的真空狀態。此外，氣囊結構430也可設置為金屬膨脹器。金屬膨脹器不容易腐蝕破損，可靠性高。

而且，如圖4所示，本實用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統，包括封閉的測試油箱200，設置于測試油箱200上的如上所述的氣囊油枕抽真空裝置400。氣囊油枕抽真空裝置400的油枕420固定于測試油箱100上，氣管410伸入到測試油箱200內。

在進行測試前，可利用氣囊油枕抽真空裝置400對測試油箱200進行抽真空，再往測試油箱200中注入變壓器油，以排除空氣對變壓器油的影響。在測試過程中，測試變壓器油因為加熱會產生體積膨脹，膨脹后的變壓器油會進入抽真空后扁平的氣囊結構430內，同時因為油枕420與大氣連通，使氣囊結構430內的變壓器油壓力也與大氣壓相同，從而可保持測試油箱200內的壓力與外界大氣壓相同。

進一步地，上述測試油箱200包括筒狀箱體，以及蓋設于箱體上的端蓋，氣囊油枕抽真空裝置400的氣管410端部設置于端蓋上并與箱體內保持連通。將氣管410的端部設置在箱體端蓋上，可以盡量將箱體中的空氣抽出，盡量減小空氣對變壓器油測試的影響。

使用時，在氣囊油枕抽真空裝置400中與油枕420連接的支氣管440前端閥體處連接一個抽真空機構460，在測試油箱200安裝到位之后，利用抽真空機構460將測試油箱200內的空氣抽出，此時油枕420內設置的氣囊結構430在抽真空的作用下已經扁平。再往測試油箱200內注入測試變壓器油，直到變壓器油充滿整個測試油箱200，關閉閥體450，可將抽真空機構460拆除。在進行變壓器油老化測試時，被測油樣在加熱過程中會產生體積膨脹并進入到氣囊結構430內，因氣囊結構430具有膨脹壓縮特性，可使測試油箱200中變壓器油的壓力與外界壓力保持一致。

另外，如圖5所示，本實用新型還提出一種強制油循環的變壓器油紙絕緣測試系統，包括圓筒狀的測試油箱200，測試油箱中充設有變壓器油。測試油箱 200中還設置有浸沒在變壓器油中的高壓電極210和低壓電極220，高壓電極210和低壓電極220之間形成高壓電場230。測試油箱200中還設置有浸沒在變壓器油中的循環泵500。

通過在測試油箱200內設置循環泵500，循環泵500能夠抽除高壓電場230內的被測油樣(變壓器油)，位于高壓電場230外的被測油樣會流動到入到高壓電場230內，從而保證整個測試油箱200內的被測油樣都能受到高壓電場230的老化作用，達到預期的被測油樣被電場老化因子的作用。

而且，上述高壓電極210設置于測試油箱200內部上側，低壓電極220設置于測試油箱200內部下側。便于在測試油箱200中設置高壓電極210和低壓電極220，在高壓電極210和低壓電極220之間形成高壓電場230，以對位于高壓電場230中的被測油樣進行老化作用。

另外，上述循環泵500包括泵入口510和泵出口520，泵入口510朝向高壓電場210，泵出口520位于測試油箱200內。這樣能夠直接抽除位于高壓電場210中的被測油樣，即將高壓電場210中的老化被測油樣泵送到高壓電場230外，位于高壓電場230外未被老化的被測油樣就會流動到高壓電場230內被老化，從而可以充分老化測試油箱200中的被測油樣，使測試結果更準確。進一步地，泵出口520遠離高壓電場230設置，使得循環,500的泵出口520不得朝向高壓電極210和低壓電極220之間的高壓電場230，否則氣泡耐壓不夠會導致高壓電場230的擊穿保護。

如圖6所示，本實用新型還提出一種光纖測溫裝置600，包括光纖測溫探頭620，與光纖測溫探頭620連接的光纖測溫處理模塊610，以及與光纖測溫處理模塊610連接的控制處理器630。光纖測溫處理模塊610包括光電轉換模塊，與光電轉換模塊連接的液晶顯示屏，且光電轉換模塊分別與光纖測溫探頭620和控制處理器630連接。

將光纖測溫探頭620伸入到需要測量的位置處，利用控制處理器630控制光纖測溫處理模塊610自動進行測溫，光電轉換模塊可實時將光信號轉換為電信號，而且液晶顯示屏可實時顯示測量的溫度，過程簡單測溫可靠。不像其他 金屬熱電偶和熱敏電阻，光纖測溫探頭620能夠直接用于高壓、電、磁和微波場合，而對電子設備或者光纖測溫處理模塊610無任何損壞。而且，光纖測溫探頭620可以承受較高的溫度，例如光纖測溫探頭620在無水冷情況下可以承受250℃高溫，并且不受電磁輻射干擾，輸出信號穩定光纖測溫具有不受電、磁(EMI)、射頻(RF)和微波干擾的影響。進一步地，光纖測溫探頭620設置有非金屬防腐涂層。通過在光纖溫度探頭620上設置100％非金屬防腐涂層，能夠用于腐蝕化學環境中，在可燃和爆炸環境中不產生任何火花。

如圖7所示，本實用新型還提出一種變壓器油紙絕緣測試系統，包括如上所述的光纖測溫裝置600，以及與光纖測溫裝置600連接的測試油箱200。測試油箱200中設置有模擬變壓器140，光纖測溫探頭620穿過測試油箱200上端伸入到模擬變壓器140中，光纖測溫處理模塊610位于測試油箱200外。將光纖測溫探頭620設置于測試油箱200內，并將光纖測溫探頭620與控制處理器630連接，可以實時或分段采集測試油箱200內變壓器油的油溫。而且，由于光纖測溫探頭620的特性，可以使得測溫過程不受環境介質的影響，使得測得的變壓器油的溫度數據準確可靠。

此外，測試油箱200包括上端蓋，上端蓋上設置有光纖穿線孔，光纖測溫探頭620穿過光纖穿線孔。通過光纖穿線孔設置光纖測溫探頭620簡單方便。另外，模擬變壓器140還包括變壓器線圈和絕緣紙夾層，光纖測溫探頭620通過光纖穿線孔伸入到變壓器線圈和絕緣紙夾層內部。將光纖測溫探頭620設置在變壓器線圈和絕緣紙夾層內部，相對于測量其他地方的變壓器油的溫度，能夠更加準確可靠地測量變壓器線圈與絕緣紙運行時的實際溫度，為判斷絕緣油紙的老化壽命提供了可靠的溫度數據。

本實用新型通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置高壓產生裝置，能夠自動調節試驗電壓，具有自動升壓、恒壓功能，而且還具有擊穿迅速保護、自動斷電及自動降壓功能；通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置氣囊油枕抽真空裝置，能夠方便對測試油箱進行抽真空，避免空氣對變壓器油的測試產生影響，還能保證測試過程中變壓器油的壓力保持穩定，避免壓力變化對變壓器油的測 試產生影響；通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置強制油循環裝置，對測試油箱中的被測油樣進行強制循環，使位于高壓電場內和高壓電場外的被測油樣都能夠被充分老化，使測試效果更好更準確；通過在變壓器油紙絕緣測試系統中設置光纖測溫裝置，能自動測量模擬變壓器線圈及絕緣紙浸內部溫度，溫度測量準確可靠。而且，上述的高壓產生裝置、氣囊油枕抽真空裝置、強制油循環裝置(循環泵)、光纖測溫裝置可以單獨或者以各種形式組合起來設置于變壓器油紙絕緣測試系統中，以滿足各種實驗要求。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。