[发明专利]一种变压器套管加速热老化的实验方法

摘要

本发明公开了一种变压器套管加速热老化的实验方法，首先搭建实验系统，然后通过实验系统获得变压器套管导杆内径、外径和长度等特征参量，并根据通过套管导杆材料获取其相关材料参数，通过环境温度与变压器套管老化模型计算得到加速热老化所需的电流大小，利用电流热效应对变压器套管进行加速热老化，该实验方法有效提高了变压器套管加速热老化的效率及效果。

主权项

1.一种变压器套管加速热老化的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：搭建实验平台搭建变压器套管加速热老化的实验平台，包括终端机(1)、温度传感器(8)、直流电流源(2)、套管导杆(3)、绝缘油(4)、绝缘纸(5)、接地装置(6)、第一支架(7a)、第二支架(7b)、套管外绝缘(9)和电阻测试仪(10)，温度传感器(8)测试套管导杆(3)加速热老化前所处的环境温度，并将温度数据上传至终端机(1)，终端机(1)可控制直流电流源(2)输出指定大小的电流至套管导杆(3)，利用电流热效应加热套管导杆(3)，电阻测试仪(10)连接在套管导杆(3)两端，可测试套管导杆(3)的电阻值，绝缘纸(5)缠绕在套管导杆(3)上，绝缘纸(5)外充满绝缘油(4)浸渍，套管外绝缘(9)固定在第一支架(7a)和第二支架(7b)上；第二步：在变压器套管加速热老化前，测试套管导杆(3)的内径R₁，外径R₂，总长度L，并根据套管导杆(3)的材料得到其密度ρ，则套管导杆(3)的外表面积S及质量M为：S＝2πR₂L         (1)第三步：开启电阻测试仪(10)，测试套管导杆(3)的电阻值R，并将测试数据上传至终端机(1)，套管导杆(3)的电阻值R测试完成后，关闭电阻测试仪(10)；第四步：通过温度传感器(8)记录套管导杆(3)老化前环境温度T₀，并将温度数据上传至终端机(1)，并设定加速老化温度T，则单位时间内套管导杆(3)通过绝缘纸(5)的热量为：式中，λ为绝缘纸导热系数，l为绝缘纸(5)厚度；第五步：建立套管加速热老化模型，计算直流电流源(2)应输出的电流值I：式中，电流值I，c为套管导杆(3)的比热容，是与其材料有关的常数，时间t，是套管导杆(3)的加速热老化时间；第六步：建立老化评估模型，评估变压器套管在加速热老化温度T及老化持续时间t后导杆处绝缘纸(5)的聚合度DP_t：式中，DP₀为变压器套管绝缘纸的初始聚合度，通过查阅变压器套管出厂资料获取，DP_t为加速热老化t时间后变压器套管绝缘纸的聚合度，E为活化能，取111kJ/mol，k为理想气体常数，取8.314J/(mol·K)；第六步：设定变压器套管加速热老化的温度T及老化持续时间t，根据式(4)计算出应输出的电流值I，开启终端机(1)，控制直流电流源(2)输出电流值为I的直流电流，利用电流热效应对变压器套管进行加速热老化，则得到经加速热老化后导杆处绝缘纸(5)聚合度为DP_t的变压器套管。