[发明专利]一种在高压直流电场检测油纸电导率的测量设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在高压直流电场检测油纸电导率的测量设备及方法，属于变压器油的绝缘性检测技术领域。

背景技术

近年来，我国直流输电工业已经进入大电网、特高压电网的发展时期，相继建成±500kV、±660kV和±800kV特高压直流输电工程。换流变压器是直流输电工程中极其重要的输变电设备，其行业发展与电力工业的整体发展密切相关。国内换流变压器行业通过引进国外先进技术，使产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅度提高。运行中换流变压器主要承受高电压、雷电冲击和操作过电压的长周期作用，因此作为换流变压器中主要绝缘材料的变压器油和绝缘纸板除应具备较好的抗电压击穿性能外，还应具备较低直流电场下的电导率，即较高的电阻率，电导率与电阻率互成倒数关系。

目前，国内外用于评价变压器油电阻率标准方法有GB/T5654（等效于IEC60247）、DL/T421、ASTM D1169等标准，其原理是在直流电场强度为250～500V/mm下，测量1分钟内的电导电流，换算得到绝缘油的体积电阻率；GB/T21216（等效于IEC61620）原理是在直流电场强度为10～100V/mm下，测量1分钟内的电导电流，换算得到绝缘油的体积电导率。用于评价绝缘纸板电阻率标准方法有GB/T1410、IEC60093、ASTM D257等标准，其原理是在直流电压为500～1000V下，测量电导电流，计算出绝缘材料的体积电阻率。现有标准方法在直流电场强度约为250～1000V/mm下考察变压器油或绝缘纸板的电阻率，而换流变压器设计中，油纸绝缘体系统承受的直流电场强度为2kV/mm～20kV/mm。现有标准方法试验的条件与换流变压器油纸的实际工况相差较大，不能真实反应变压器油和绝缘纸板在实际直流电场强度下的电导性能。目前，国内没有测量变压器油和绝缘纸板复合体系下电导率的测量设备和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在高压直流电场强度下考察变压器油、绝缘纸板或油纸体系电导率的测量装置和方法。

其技术原理为：变压器油在高温下，在绝缘纸板存在条件下，快速施加直流高电压，直流电场强度达到为2kV/mm～20kV/mm，进行充电，充电一定周期后，快速断开直流高电压，并快速接地，直至电流为零，停止测试，在整个充电和放电过程中，记录低压电极上的电流值，快速充电时产生极化电流值和稳定时期电流值的高低表明变压器油的电导性能，即变压器油的绝缘性能好坏。

本发明所述的在高压直流电场检测油纸电导率的测量设备，包括120kV直流高压发生器、高压开关系统、高压电极杯、高低温试验箱、控制系统。控制系统通过通信线与120kV直流高压发生器和高低温试验箱相连进行控制，120kV高压直流发生器通过保护电阻与高压开关系统的高压输入端相连，高压开关系统的高压输出端与电极杯高压端相连，电极杯低压端通过保护电阻与控制系统的微电流计相连，控制系统与高压开关系统之间通过无线系统进行信号传输；电极杯放置在可控制温度的试验箱内。

高压开关系统由高压输入端、无线控制箱、绝缘支柱、接地底座、上150kV充电高压继电器、绝缘连接套、高压输出端、保护电阻和下150kV放电高压继电器组成，高压输入端安装在150kV充电高压断电器上端，150kV充电高压继电器下端和150kV放电高压继电器的上端通过保护电阻与高压输出端相连；150kV放电高压继电器的下端接连在接地底座上，无线控制箱通过安装在接地底座上的绝缘支柱的支撑固定到绝缘连接套侧面，绝缘连接套用于固定150kV充电高压继电器、150kV放电高压继电器和保护电阻；由于150kV充电高压继电器的下端输出端通常直接用于连接接地，控制线路与输出端的绝缘距离只能承受220V或380V工频电压，不能直接用于100kV高压输出，因此，要实现100kV高压的通断，采用高压悬浮电位技术，即，把充电高压继电器的下端输出端和控制线路与大地之间采用绝缘支撑，绝缘距离大于150kV直流电压，控制线路的供电和控制，就不能采用传统的导线与电源直接连接方式，传统的导线与电源直接连接方式只能承受很低的电压（220V或380V），不能实现100kV直流高压通断，所以制造一种无线控制箱，无线控制箱通过安装在接地底座上的绝缘支柱，与大地绝缘距离大于150kV直流电压，无线控制箱中安装RLD110H型号无线信号接收电路板和供电用的蓄电池，用于给从充电高压继电器控制线路供电和控制，从而实现100kV直流高压的通断。