[发明专利]一种牵引变压器绝缘材料的介电性能实验方法

摘要

本发明公开了一种牵引变压器绝缘材料的介电性能实验方法。本方法首先搭建牵引变压器绝缘材料介电性能实验的平台，然后设置参考温度T1并测试环境温度T，接通并控制升温或降温系统，测试T1温度下1Hz至1kHz范围内的频域介电谱，然后计算补偿温度T2，将系统温度调整至T2温度，测试T2温度下1Hz至1kHz范围内的频域介电谱，计算参考温度T1频域谱内补偿频率点，并补偿参考温度T1下的频域谱曲线，根据T1温度下的补偿频域谱和测试频域谱组成完整的频域介电谱曲线。利用本发明提供的牵引变压器绝缘材料的实验方法与平台，可能够提高牵引变压器生产过程中的效率，检验生产过程中绝缘材料的介电性能。

主权项

1.一种牵引变压器绝缘材料的介电性能实验方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：搭建牵引变压器绝缘材料介电性能实验的平台大型变压器绝缘材料介电性能实验的平台主要由油纸绝缘三电极测试系统(1)、支架(2)、绝缘油(3)、温度传感器(4)、绝缘油箱(5)、搅拌器(6)、加热片(7)、介电谱测试仪(8)、终端机(9)、温控系统(10)、制冷系统(11)、冷凝管(12)、高压电极(13)、油纸样品(14)、测量与保护电极(15)构成，制冷系统(11)与冷凝管(12)相连，加热片(7)、搅拌器(6)、温度传感器(4)、制冷系统(11)分别与温控系统(10)相连，温控系统(10)与终端机(9)相连，实现绝缘油箱(11)的温度控制；油纸绝缘三电极测试系统(1)的高压电极(13)与介电谱测试仪(8)的输出端相连，测量与保护电极(15)与介电谱测试仪(8)的输入端相连，同时测量与保护电极(15)接地，介电谱测试仪(8)与终端机(9)相连，实现油纸绝缘的频域介电谱测试；油纸绝缘三电极测试系统(1)由支架(2)从绝缘油箱(5)上部固定，包括高压电极(13)、油纸样品(14)、测量与保护电极(15)，绝缘油箱(5)内填充绝缘油(3)，液面高度位于绝缘油箱(5)的4/5位置处，在绝缘油液面与油纸绝缘三电极测试系统(1)中间位置的支架(2)上布置温度传感器(4)，绝缘油箱(5)底部安装加热片(7)和搅拌器(6)，搅拌器(6)紧贴于加热片(7)之上，绝缘油箱(5)底部均匀安装冷凝管(12)；第二步：设定参考温度T1设置参考温度T1，测试环境温度T，参考温度T1和环境温度T均为热力学温度，单位为K；第三步：测试参考温度T1下指定频率范围的频域谱当参考温度T1大于或等于测试环境温度T时，终端机(9)控制开启温控系统(10)对绝缘油(3)加热，开启搅拌器(6)，温度传感器(4)监测绝缘油(3)的油温，返回至终端机(9)，终端机(9)监测到温度达到T1后，开启介电谱测试仪(8)测试T1温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″，测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，得到油纸绝缘在T1温度下的1Hz至1kHz频率范围内的测试结果；当参考温度T1小于测试环境温度T时，终端机(9)控制温控系统(10)，开启制冷系统(11)，通过冷凝管(12)对绝缘油(3)降温，温度传感器(4)监测油温，返回至终端机(9)，终端机(9)监测绝缘油(3)温度达到T1后，开启介电谱测试仪(8)，测试T1温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″，测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，得到油纸绝缘在T1温度下的1Hz至1kHz频率范围内的测试结果；第四步：计算补偿温度T2根据设置的参考温度T1、测试过程起始频率1Hz以及补偿过程起始频率1mHz，采用式(1)计算补偿温度T2，单位为K；第五步：测试T2温度下指定频率范围的频域谱温控系统(10)开启，对绝缘油(3)继续进行加热，温度传感器(4)监测油温，返回至终端机(9)，终端机(9)监测绝缘油(3)温度达到补偿温度T2后，开启介电谱测试仪(8)，测试油纸绝缘在T2温度下1Hz至1kHz的相对复介电常数实部ε′与相对复介电常数虚部ε″，测试频率点依次为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz；第六步：计算参考温度T1频域谱内补偿频率点采用式(2)计算补偿温度T₂下各测试频率点在参考温度T₁下对应的频率值依次f₁，f₂，f₃，f₄，……，f₉，f₁₀，f₁₁，其中分别为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，式(2)中n＝1，2，3，4，……，11；第七步：补偿参考温度T1下的频域谱曲线根据补偿温度T2的1Hz至1000Hz内各频率点测试得到相对复介电常数实部ε′(T2_n)，采用式(3)对参考温度T1下低频的相对复介电常数实部进行补偿，得到参考温度T1低频补偿结果ε′(T1_n)，根据补偿温度T2的1Hz至1000Hz内各频率点测试得到相对复介电常数虚部ε″(T2_n)，采用式(4)对参考温度T1下低频的相对复介电常数虚部进行补偿，得到参考温度T1低频补偿结果ε″(T1_n)，其中补偿温度T2的1Hz至1000Hz内各测试频率点分别为1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，42Hz，60Hz，90Hz，220Hz，470Hz，1000Hz，式(3)与式(4)中n＝1，2，3，4，……，11；第八步：组成参考温度T1下1mHz至1kHz范围内的频域介电谱根据第三步测试所得的温度T1下1Hz至1kHz的频域谱和第七步补偿的温度T1下1mHz至1Hz频域谱，组成参考温度T1下1mHz至1kHz范围内的频域介电谱。