本發(fā)明涉及一種變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗評估方法，具體涉及一種變壓器充氣儲運條件下內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗評估方法。

背景技術(shù)：

變壓器在儲運條件下氣體與絕緣紙板處于水分平衡的狀態(tài)，而外部的溫差與內(nèi)部的受潮都會導(dǎo)致其內(nèi)部氣體與紙板間水分重新建立平衡；水蒸汽的露點溫度與環(huán)境氣溫的水蒸汽分壓有關(guān)，而水蒸汽分壓與絕緣材料的含水量有關(guān)，通過露點儀測量不同溫差與受潮條件下的氣體露點數(shù)值，利用已知的露點與水蒸汽壓關(guān)系，可以計算出此時水蒸汽壓的精確值，根據(jù)水蒸汽壓與紙板含水量的關(guān)系圖，可以最終得到絕緣紙板的含水量情況；根據(jù)變壓器內(nèi)部不同位置的氣體露點不同，判定絕緣狀態(tài)發(fā)生變化的部位，即可通過氣體露點變化評估出變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)。

目前，對通過露點變化評估變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)的研究只在恒溫、低濕度條件下進行，對于環(huán)境條件變化較大的情況沒有相關(guān)方法和試驗裝置來實現(xiàn)試驗評估。特別是，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)規(guī)模擴大、加速，大量生產(chǎn)合格的變壓器在現(xiàn)場安裝運行前，要經(jīng)過很長時間的儲存、運輸過程，需要經(jīng)歷不同溫差、不同濕度條件的考驗。各變壓器制造商沒有長期儲存變壓器的程序文件及工藝要求，沒有長時間充氮存放變壓器的特殊試驗要求或安裝調(diào)試注意事項，并且也沒有長時間充氮存放處理經(jīng)驗可供參考和借鑒，從而變壓器出廠試驗結(jié)束后，長時間充氮存放存在較大的質(zhì)量風(fēng)險。

采用原有恒溫、低濕度條件下試驗研究總結(jié)的變壓器絕緣防護措施，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有復(fù)雜儲存條件下的變壓器絕緣防護，現(xiàn)場曾多次發(fā)生儲存、運輸周期較長的變壓器絕緣受潮、現(xiàn)場交接試驗不合格等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)不同溫差、濕度條件下的變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗研究的變壓器充氣儲運條件下內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗評估方法，通過變壓器本體充氣狀態(tài)下的極限存放時間試驗，確定變壓器本體的極限存放時間，并研究存放時間與變壓器本體絕緣性能的關(guān)系，在生產(chǎn)中指導(dǎo)變壓器的生產(chǎn)、存儲與運輸。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種變壓器充氣儲運條件下內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗評估方法，包括如下步驟：

步驟一、環(huán)境實驗室的搭建。

構(gòu)建全密閉、隔熱設(shè)計的環(huán)境實驗室，環(huán)境實驗室頂部設(shè)置有進風(fēng)口，進風(fēng)口處設(shè)置有氣體交換風(fēng)機，且進風(fēng)口經(jīng)超聲波加濕器接至分布于實驗室內(nèi)壁的氣體管路的首端，氣體管路上均勻開設(shè)有氣孔且氣體管路末端接至出風(fēng)口；在環(huán)境試驗室四周墻壁內(nèi)側(cè)布置溫度傳感器、濕度傳感器，在放置于該實驗室內(nèi)的變壓器本體內(nèi)布置用于檢測內(nèi)部氣體露點數(shù)據(jù)的露點儀，溫度傳感器、濕度傳感器、露點儀及氣體交換風(fēng)機均將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)服務(wù)器/監(jiān)控評估平臺軟件網(wǎng)絡(luò)連接。

為保證環(huán)境試驗室溫度、濕度變化基本不受外界環(huán)境影響，框架結(jié)構(gòu)采用全密閉、三層隔熱設(shè)計，并對板材接縫、外部管路接口等采取密封性處理。頂部設(shè)置進風(fēng)口，頂部的氣體交換風(fēng)機向?qū)嶒炇覂?nèi)送風(fēng)，輸送的風(fēng)必須要先經(jīng)超聲波加濕器進行處理，通過風(fēng)量的大小可以調(diào)節(jié)濕度變化的頻率，即風(fēng)速越大內(nèi)部的濕度短時間內(nèi)的濕度變化越快。氣體管路分布于四周試驗室壁上，等距環(huán)繞形式，在氣體管路上等間隔開氣孔，確保試驗室各部位環(huán)境條件盡可能均勻調(diào)節(jié)。

溫度傳感器、濕度傳感器、露點儀、氣體交換風(fēng)機通過RS485、SPI、開關(guān)量、4～20mA等多種通訊形式獲取各傳感器數(shù)據(jù)，包括了環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、本體內(nèi)部露點值、氣體交換用風(fēng)機開關(guān)狀態(tài)及檔位狀態(tài)等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過RJ45有線網(wǎng)絡(luò)或ZIGBEE無線形式匯集至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)服務(wù)器/監(jiān)控評估平臺軟件網(wǎng)絡(luò)連接。

溫度傳感器、濕度傳感器，監(jiān)控布置間隔以1-1.5m為宜，檢測精度0.1級。溫度傳感器、濕度傳感器循環(huán)檢測周期可設(shè)置，數(shù)據(jù)可就地存儲，累計存儲數(shù)據(jù)量在10萬條以上且具備有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，數(shù)據(jù)可網(wǎng)絡(luò)輸出。

優(yōu)選的，所述露點儀分布于變壓器長軸側(cè)、短軸側(cè)的球閥以及定位蓋板、升高座蓋板。

變壓器本體布置露點儀，檢測內(nèi)部氣體露點數(shù)據(jù)，安裝位置選取原則：根據(jù)變壓器外形結(jié)構(gòu)特點，球閥主要位于短軸側(cè)，兩端短軸側(cè)球閥位置均安裝露點儀；若長軸側(cè)有球閥結(jié)構(gòu)，兩端長軸側(cè)球閥位置也需安裝露點儀；頂部中間位置的上定位蓋板需安裝露點儀；長軸方向的高低壓升高座蓋板上均需安裝露點儀。原則上可以安裝的球閥、定位蓋板、升高座蓋板上均需安裝，保證測量點數(shù)量盡可能覆蓋變壓器本體各位置。各露點儀數(shù)據(jù)巡檢周期可設(shè)置，數(shù)據(jù)可就地存儲，累計存儲數(shù)據(jù)量在10萬條以上，且具備有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，數(shù)據(jù)可網(wǎng)絡(luò)輸出。

步驟二、研究變壓器絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律。

2.1環(huán)境溫差變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律。

基準溫度點根據(jù)工程應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境條件確定，然后通過在入口處吹入熱風(fēng)改變試驗室內(nèi)溫度、控制溫差大于25K條件下交替溫度變化；記錄不同溫差條件下同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同溫差條件下不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過溫差變化同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出溫差變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，溫差變化對其絕緣性能影響的差異，從而分析出溫差變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.2環(huán)境濕度變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律。

持續(xù)時間根據(jù)變壓器實際工程應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境確定，最好持續(xù)時間不低于30天，然后控制濕度連續(xù)大于90％極限條件下，記錄不同濕度條件下同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同濕度條件下不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過濕度變化，同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出濕度變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，濕度變化對其絕緣性能影響的差異，從而分析出濕度變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.3相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律。

記錄相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率不同時，同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率保持不變時，不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過相同濕度變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化，同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化絕緣性能影響的差異，從而分析出壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.4自然狀態(tài)條件下內(nèi)部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規(guī)律。

在自然狀態(tài)條件下，對環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點進行連續(xù)測量，每12小時自動記錄一次環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點的數(shù)據(jù)，同時測量器身對地的絕緣電阻和介損數(shù)據(jù)，從而分析出變壓器內(nèi)部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規(guī)律。

步驟三、研究變壓器絕緣性能的變化規(guī)律。

3.1記錄變壓器內(nèi)部氣體露點變化條件下，測試絕緣介損、絕緣電阻值；分析變壓器內(nèi)部氣體露點變化對變壓器絕緣介損、絕緣電阻的影響。

3.2記錄變壓器內(nèi)部氣體壓力變化條件下，測試絕緣介損、絕緣電阻值；分析變壓器內(nèi)部氣體壓力變化對變壓器絕緣介損、絕緣電阻的影響。

3.3記錄各絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)、氣體壓力變化數(shù)據(jù)，測量變壓器絕緣介損、絕緣電阻變化數(shù)據(jù)，建立變壓器內(nèi)部氣體壓力、露點與變壓器絕緣性能的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，分析各數(shù)據(jù)與存放時間的關(guān)系。

3.4將正常條件下每12小時記錄的環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點、器身對地的絕緣電阻和介損數(shù)據(jù)，與歷史數(shù)據(jù)進行對比得出變壓器本體絕緣裂化速率，獲得變壓器本體的極限存放時間、以及存放時間與變壓器本體絕緣性能的關(guān)系。

本發(fā)明提出一種變壓器充氣儲運條件下內(nèi)部絕緣狀態(tài)的試驗評估方法，提出研究變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)變化的典型溫差變化條件、濕度條件，提出通過模擬自然條件下變壓器內(nèi)外氣體交換，研究變壓器存放時間與絕緣狀態(tài)變化的關(guān)系，本發(fā)明提出環(huán)境試驗室搭建布置技術(shù)方案，對各電壓等級、容量等級變壓器具有普遍適用性，能準確可靠完成所有環(huán)境條件與變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)的試驗研究。

本發(fā)明針對變壓器本體充氣儲運設(shè)計，提出構(gòu)建環(huán)境測試試驗室的技術(shù)方法，真實模擬變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)受外界環(huán)境溫濕度、變壓器內(nèi)外交換速率變化影響的過程，可實現(xiàn)溫濕度變化、變壓器內(nèi)外交換速率變化對變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài)影響的準確評估，填補了此方向技術(shù)、方法及裝置設(shè)備的空白。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是環(huán)境試驗室的俯視圖；

圖3是環(huán)境實驗室的左視圖；

圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸示意圖；

圖5是研究變壓器絕緣性能的變化規(guī)律的判斷流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，具體說明一種變壓器充氣儲運條件下內(nèi)部絕緣狀態(tài)試驗評估方法的實現(xiàn)步驟。

步驟一、環(huán)境實驗室的搭建。

構(gòu)建全密閉、三層隔熱設(shè)計的環(huán)境實驗室，環(huán)境實驗室頂部設(shè)置有進風(fēng)口，進風(fēng)口處設(shè)置有氣體交換風(fēng)機，且進風(fēng)口經(jīng)超聲波加濕器接至分布于實驗室內(nèi)壁的氣體管路的首端，氣體管路上均勻開設(shè)有氣孔且氣體管路末端接至出風(fēng)口；在環(huán)境試驗室四周墻壁內(nèi)側(cè)布置溫度傳感器、濕度傳感器，所述的溫度傳感器、濕度傳感器，監(jiān)控布置間隔以1-1.5m為宜，檢測精度0.1級。

在放置于該實驗室內(nèi)的變壓器本體長軸側(cè)、短軸側(cè)的球閥以及定位蓋板、升高座蓋板均布置用于檢測內(nèi)部氣體露點數(shù)據(jù)的露點儀，溫度傳感器、濕度傳感器經(jīng)SPI將環(huán)境溫度、環(huán)境濕度傳送至采集模塊，露點儀經(jīng)RS485將變壓器本體內(nèi)部露點值傳送至采集模塊，交換風(fēng)機經(jīng)開關(guān)量或4～20mA電流將氣體交換用風(fēng)機開關(guān)狀態(tài)及檔位狀態(tài)等數(shù)據(jù)傳送至采集模塊，采集模塊通過RJ45有線網(wǎng)絡(luò)或ZIGBEE無線形式匯集至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)服務(wù)器/監(jiān)控評估平臺軟件網(wǎng)絡(luò)連接。

步驟二、研究變壓器絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律。

2.1環(huán)境溫差變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律；

基準溫度點根據(jù)工程應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境條件確定，然后通過在入口處吹入熱風(fēng)改變試驗室內(nèi)溫度、控制溫差大于25K條件下交替溫度變化；記錄不同溫差條件下同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同溫差條件下不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過溫差變化同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出溫差變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，溫差變化對其絕緣性能影響的差異，從而分析出溫差變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.2環(huán)境濕度變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律；

持續(xù)時間根據(jù)變壓器實際工程應(yīng)用現(xiàn)場環(huán)境確定，最好持續(xù)時間不低于30天，然后控制濕度連續(xù)大于90％極限條件下，記錄不同濕度條件下同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同濕度條件下不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過濕度變化，同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出濕度變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，濕度變化對其絕緣性能影響的差異，從而分析出濕度變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.3相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對絕緣結(jié)構(gòu)露點分布及變化的規(guī)律；

記錄相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率不同時，同一絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)，以及相同濕度，變壓器內(nèi)外氣體交換速率保持不變時，不同絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)；通過相同濕度變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化，同一絕緣位置的露點變化規(guī)律，從而分析出變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對該絕緣位置絕緣性能的影響情況；通過不同絕緣位置，變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化絕緣性能影響的差異，從而分析出變壓器內(nèi)外氣體交換速率變化對不同絕緣材料的影響情況。

2.4自然狀態(tài)條件下內(nèi)部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規(guī)律；

在自然狀態(tài)條件下，對環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點進行連續(xù)測量，每12小時自動記錄一次環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點的數(shù)據(jù)，同時測量器身對地的絕緣電阻和介損數(shù)據(jù)，從而分析出變壓器內(nèi)部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規(guī)律。

步驟三、研究變壓器絕緣性能的變化規(guī)律。

3.1記錄變壓器內(nèi)部氣體露點變化條件下，測試絕緣介損、絕緣電阻值；分析變壓器內(nèi)部氣體露點變化對變壓器絕緣介損、絕緣電阻的影響；

3.2記錄變壓器內(nèi)部氣體壓力變化條件下，測試絕緣介損、絕緣電阻值；分析變壓器內(nèi)部氣體壓力變化對變壓器絕緣介損、絕緣電阻的影響；

3.3記錄各絕緣位置的露點變化數(shù)據(jù)、氣體壓力變化數(shù)據(jù)，測量變壓器絕緣介損、絕緣電阻變化數(shù)據(jù)，建立變壓器內(nèi)部氣體壓力、露點與變壓器絕緣性能的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，分析各數(shù)據(jù)與存放時間的關(guān)系；

3.4將正常條件下每12小時記錄的環(huán)境溫濕度、變壓器本體內(nèi)部氣體露點、器身對地的絕緣電阻和介損數(shù)據(jù)，與歷史數(shù)據(jù)進行對比得出變壓器本體絕緣裂化速率，獲得變壓器本體的極限存放時間、以及存放時間與變壓器本體絕緣性能的關(guān)系。