本實用新型涉及變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)檢測技術領域，尤其涉及一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置。

背景技術：

變壓器的油紙絕緣系統(tǒng)由絕緣紙(板)和絕緣油組成，油紙絕緣性能直接關系電網的安全、穩(wěn)定和經濟運行。油紙絕緣系統(tǒng)中的導電銅管外部包裹絕緣紙，工作時導電銅管中持續(xù)通過大電流，由于電流的熱效應使導電銅管產熱，而在長期的運行中導電銅管內部熱量聚集，無法快速冷卻，使導電銅管外部包裹的絕緣紙受到熱應力產生熱老化。

對于實際運行中的變壓器，由于影響油紙絕緣老化的因素眾多，老化的機理不能夠完全分析清楚，目前還未形成一套令人信服的理論，更沒有一種裝置和方法能夠對變壓器的老化狀態(tài)進行準確的評估。因此，為了能夠更有效的分析變壓器油紙絕緣系統(tǒng)絕緣老化問題，需要對絕緣紙進行深入的老化分析研究。

變壓器油紙絕緣系統(tǒng)在正常運行條件下，絕緣紙熱老化過程十分緩慢，而且絕緣紙被密封在變壓器內部，無法取樣分析，因此在此條件下開展實驗研究時間漫長，實現(xiàn)困難?？紤]到對絕緣紙老化研究分析的可行性、便捷性、經濟性，通常采用的做法為通過人工加溫的方式對整張絕緣紙進行加速熱老化。目前，在實際實驗研究中，主要采用人工施加均勻熱場對在油中的絕緣紙進行加速熱老化的實驗裝置。但是變壓器絕緣系統(tǒng)實際的熱老化過程中，絕緣紙受熱老化的部位是不均勻的，所以現(xiàn)有實驗裝置無法模擬絕緣紙實際工作中在不均勻熱場下的加速熱老化狀態(tài)，故實驗數(shù)據(jù)無法準確反映出油紙絕緣系統(tǒng)在真實工作狀態(tài)下的熱老化規(guī)律。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置，以解決現(xiàn)有實驗裝置無法模擬絕緣紙在油中實際工作時在不均勻熱場中的加速熱老化狀態(tài)的問題。

根據(jù)本申請的實施例，提供了一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置，包括：控制裝置，加熱裝置，散熱裝置，油泵，溫度傳感器，第一油管，第二油管，第三油管，油箱，油箱蓋，第一支柱，第二支柱，第三支柱，第四支柱，第五支柱，第六支柱，第七支柱，第八支柱，第九支柱，第十支柱，第一加熱環(huán)，第二加熱環(huán)，第三加熱環(huán)，第四加熱環(huán)和電源；

所述控制裝置分別與所述加熱裝置、所述油泵及所述溫度傳感器連接；

所述油泵進油口與所述油箱連接；

所述油泵出油口通過所述第一油管與所述加熱裝置一端連接；

所述加熱裝置另一端通過所述第二油管與所述散熱裝置連接；

所述散熱裝置另一端通過所述第三油管與所述油箱連接；

所述油箱與所述油箱蓋連接；

所述第一支柱、所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱和所述第六支柱設置于所述油箱蓋內側；

所述第二支柱、所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱和所述第十支柱設置于所述油箱底部內側；

所述第一加熱環(huán)與所述第一支柱連接；

所述第二加熱環(huán)與所述第二支柱連接；

所述第三加熱環(huán)與所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱及所述第六支柱連接；

所述第四加熱環(huán)與所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱及所述第十支柱連接；

所述電源分別與所述第一加熱環(huán)、所述第二加熱環(huán)、所述第三加熱環(huán)和所述第四加熱環(huán)連接。

優(yōu)選地，所述第一加熱環(huán)和所述第二加熱環(huán)的圓半徑為120mm；所述第三加熱環(huán)和所述第四加熱環(huán)的圓環(huán)內徑為300mm，圓環(huán)外徑為400mm。

優(yōu)選地，所述第一加熱環(huán)圓心和所述第二加熱環(huán)圓心同軸；所述第三加熱環(huán)圓心和所述第四加熱環(huán)圓心同軸。

優(yōu)選地，所述第一加熱環(huán)和所述第二加熱環(huán)采用居里溫度為100℃的PTC型熱敏電阻；所述第三加熱環(huán)和所述第四加熱環(huán)采用居里溫度為130℃的PTC型熱敏電阻。

優(yōu)選地，所述第一支柱、所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱和所述第六支柱與所述油箱蓋內側連接處分別設有第一壓緊彈簧、第二壓緊彈簧、第三壓緊彈簧、第四壓緊彈簧和第五壓緊彈簧；所述第二支柱、所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱和所述第十支柱與所述油箱底部內側連接處分別設有第六壓緊彈簧、第七壓緊彈簧、第八壓緊彈簧、第九壓緊彈簧和第十壓緊彈簧。

優(yōu)選地，所述第一支柱和所述第二支柱內部均設有貫穿通道；所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱或所述第六支柱內部設有貫穿通道；所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱或所述第十支柱內部設有貫穿通道。

優(yōu)選地，還包括設置在所述油箱底部外側的放油閥。

優(yōu)選地，還包括軸承合頁；所述軸承合頁連接所述油箱與所述油箱蓋。

優(yōu)選地，還包括腳架；所述腳架設置于所述油箱底部。

由以上技術可知，本實用新型提供了一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置，包括：控制裝置，加熱裝置，散熱裝置，油泵，溫度傳感器，第一油管，第二油管，第三油管，油箱，油箱蓋，第一支柱，第二支柱，第三支柱，第四支柱，第五支柱，第六支柱，第七支柱，第八支柱，第九支柱，第十支柱，第一加熱環(huán)，第二加熱環(huán)，第三加熱環(huán)，第四加熱環(huán)和電源；所述控制裝置分別與所述加熱裝置、所述油泵及所述溫度傳感器連接；所述油泵進油口與所述油箱連接；所述油泵出油口通過所述第一油管與所述加熱裝置一端連接；所述加熱裝置另一端通過所述第二油管與所述散熱裝置連接；所述散熱裝置另一端通過所述第三油管與所述油箱連接；所述油箱與所述油箱蓋連接；所述第一支柱、所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱和所述第六支柱設置于所述油箱蓋內側；所述第二支柱、所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱和所述第十支柱設置于所述油箱底部內側；所述第一加熱環(huán)與所述第一支柱連接；所述第二加熱環(huán)與所述第二支柱連接；所述第三加熱環(huán)與所述第三支柱、所述第四支柱、所述第五支柱及所述第六支柱連接；所述第四加熱環(huán)與所述第七支柱、所述第八支柱、所述第九支柱及所述第十支柱連接；所述電源分別與所述第一加熱環(huán)、所述第二加熱環(huán)、所述第三加熱環(huán)和所述第四加熱環(huán)連接。實驗時，將整張絕緣紙放置于所述第二加熱環(huán)和所述第四加熱環(huán)上，然后將絕緣油注入所述油箱，直到絕緣油將所述絕緣紙和所述溫度傳感器全部浸沒為止，蓋上所述油箱蓋，通過調節(jié)第一到第十壓緊彈簧使四個加熱環(huán)與所述絕緣紙緊密貼合；通過所述加熱裝置對絕緣油進行加熱，啟動所述油泵，使實驗裝置中的絕緣油產生流動，啟動所述控制裝置將油溫保持在90±2℃，通過所述溫度傳感器將油溫信息傳遞給所述控制裝置，當油溫超過92℃，所述加熱裝置停止工作，高溫絕緣油通過所述散熱裝置降低油溫，同時提高所述油泵的流速，加快高溫絕緣油流經所述散熱裝置的速度，從而加快降溫；當油溫低于88℃，開啟所述加熱裝置，低溫絕緣油流經所述加熱裝置升高油溫，并且提高所述油泵的流速，加快高溫絕緣油的循環(huán)；調整絕緣油的溫度至90±2℃后，將四個加熱環(huán)通電加熱，達到對所述絕緣紙在油中進行不均勻加熱的效果，靜置一定時間等待絕緣紙老化。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置的第一加熱環(huán)和第二加熱環(huán)的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種絕緣紙不均勻加速熱老化試驗裝置的第二加熱環(huán)和第四加熱環(huán)的結構示意圖。

圖示說明：

其中：1-控制裝置，2-加熱裝置，3-散熱裝置，4-油泵，5-溫度傳感器，6-第一油管，7-第二油管，8-第三油管，9-油箱，10-油箱蓋，11-軸承合頁，12-第一支柱，13-第二支柱，14-第三支柱，15-第四支柱，16-第五支柱，17-第六支柱，18-第七支柱，19-第八支柱，20-第九支柱，21-第十支柱，22-第一加熱環(huán)，23-第二加熱環(huán)，24-第三加熱環(huán)，25第四加熱環(huán)，26-絕緣紙，27-放油閥，28-腳架，29-電源，30-第一壓緊彈簧，31-第六壓緊彈簧，32-第二壓緊彈簧，33-第三壓緊彈簧，34-第四壓緊彈簧，35-第五壓緊彈簧，36-第七壓緊彈簧，37-第八壓緊彈簧，38-第九壓緊彈簧，39-第十壓緊彈簧。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖1，為一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置的結構示意圖。

本實施例提供的一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置，包括：控制裝置1，加熱裝置2，散熱裝置3，油泵4，溫度傳感器5，第一油管6，第二油管7，第三油管8，油箱9，油箱蓋10，第一支柱12，第二支柱13，第三支柱14，第四支柱15，第五支柱16，第六支柱17，第七支柱18，第八支柱19，第九支柱20，第十支柱21，第一加熱環(huán)22，第二加熱環(huán)23，第三加熱環(huán)24，第四加熱環(huán)25和電源29；

所述控制裝置1分別與所述加熱裝置2、所述油泵4及所述溫度傳感器5連接；

所述油泵4進油口與所述油箱9連接；

所述油泵4出油口通過所述第一油管6與所述加熱裝置2一端連接；

所述加熱裝置2另一端通過所述第二油管7與所述散熱裝置3連接；

所述散熱裝置3另一端通過所述第三油管8與所述油箱9連接；

所述油箱9與所述油箱蓋10連接；

所述第一支柱12、所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16和所述第六支柱17設置于所述油箱蓋10內側；

所述第二支柱13、所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20和所述第十支柱21設置于所述油箱9底部內側；

所述第一加熱環(huán)22與所述第一支柱12連接；

所述第二加熱環(huán)23與所述第二支柱13連接；

所述第三加熱環(huán)24與所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16及所述第六支柱17連接；

所述第四加熱環(huán)25與所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20及所述第十支柱21連接；

所述電源29分別與所述第一加熱環(huán)22、所述第二加熱環(huán)23、所述第三加熱環(huán)24和所述第四加熱環(huán)25連接。

從上述實施例可以看出，使用時，將整張絕緣紙26放置于所述第二加熱環(huán)23和所述第四加熱環(huán)25上，然后將絕緣油注入所述油箱9，直到絕緣油將所述絕緣紙26和所述溫度傳感器5全部浸沒為止，蓋上所述油箱蓋10，通過調節(jié)第一到第十壓緊彈簧使四個加熱環(huán)與所述絕緣紙26緊密貼合；通過所述加熱裝置2對絕緣油進行加熱，啟動所述油泵4，使實驗裝置中的絕緣油產生流動，啟動所述控制裝置1將油溫保持在90±2℃，通過所述溫度傳感器5將油溫信息傳遞給所述控制裝置1，當油溫超過92℃，所述加熱裝置2停止工作，高溫絕緣油通過所述散熱裝置3降低油溫，同時提高所述油泵4的流速，加快高溫絕緣油流經所述散熱裝置3的速度，從而加快降溫；當油溫低于88℃，開啟所述加熱裝置2，低溫絕緣油流經所述加熱裝置2升高油溫，并且提高所述油泵4的流速，加快高溫絕緣油的循環(huán)；調整絕緣油的溫度至90±2℃后，將四個加熱環(huán)通電加熱，達到對所述絕緣紙26在油中進行不均勻加熱的效果，靜置一定時間等待絕緣紙老化。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器5為熱敏電阻型溫度傳感器，熱敏電阻型溫度傳感器為負溫度系數(shù)型傳感器，對溫度變化靈敏度高，響應快，而且體積小，可有利地減小對實驗裝置空間的占用。

優(yōu)選地，所述加熱裝置2選用流體防爆電加熱器，能夠對絕緣油快速并且均勻加熱，當所述加熱裝置2超過溫度時，發(fā)熱元件內獨立的過熱保護裝置會立即切斷加熱電源，避免所述加熱裝置2對絕緣油產生碳化、起火等破壞，也保護所述加熱裝置2本身避免燒損，從而有效延長所述加熱裝置2的使用壽命。

優(yōu)選地，所述油泵4選用ISR50-32-125C離心泵，其僅為本實施例中選取的一個離心泵型號，可根據(jù)實際實驗條件選擇任何一款符合結構簡單、性能可靠、使用維修方便、體積小、重量輕的離心泵型號。

參見圖2，為一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置的一個實施例的第一加熱環(huán)和第二加熱環(huán)的結構示意圖，以及圖3，為一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置的一個實施例的第三加熱環(huán)和第四加熱環(huán)的結構示意圖；所述第一加熱環(huán)22和所述第二加熱環(huán)23為一組上下對應的加熱環(huán)，且尺寸相同，其圓半徑均為120mm；所述第三加熱環(huán)24和所述第四加熱環(huán)25為一組上下對應的加熱環(huán)，且尺寸相同，其圓環(huán)內徑均為300mm，圓環(huán)外徑均為400mm；同組加熱環(huán)的加熱位置能夠完全貼合，使所述絕緣紙26在同組加熱環(huán)之間加熱溫度相同，而在不同組加熱環(huán)之間產生加熱溫度差，實現(xiàn)對所述絕緣紙26不均勻加熱。

優(yōu)選地，所述第一加熱環(huán)22圓心和所述第二加熱環(huán)23圓心同軸；所述第三加熱環(huán)24圓心和所述第四加熱環(huán)25圓心同軸；保證將同組加熱環(huán)在同軸方向固定，使同組加熱環(huán)的加熱位置能夠完全貼合，使所述絕緣紙26在同組加熱環(huán)之間均勻加熱，通過兩組加熱環(huán)之間的加熱溫度差實現(xiàn)對所述絕緣紙26不均勻加熱。

優(yōu)選地，所述第一加熱環(huán)22和所述第二加熱環(huán)23采用居里溫度為100℃的PTC型熱敏電阻；所述第三加熱環(huán)24和所述第四加熱環(huán)25采用居里溫度為130℃的PTC型熱敏電阻；PTC型熱敏電阻由正溫度系數(shù)熱敏電阻構成，具有恒溫發(fā)熱特性，通電后能夠對所述絕緣紙26持續(xù)恒溫加熱，實現(xiàn)同組加熱環(huán)對所述絕緣紙26進行固定溫度均勻加熱，且兩組加熱環(huán)之間存在加熱溫度差，可實現(xiàn)對同一張絕緣紙不均勻加熱；本實施例僅列舉一組加熱溫度，實際實驗中可以對四個加熱環(huán)進行不同居里溫度的PTC型熱敏電阻的選擇以滿足不同的實驗要求，實現(xiàn)對所述絕緣紙26進行不均勻加熱時的溫度數(shù)值的選擇與控制。

進一步地，所述第一支柱12、所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16和所述第六支柱17與所述油箱蓋10內側連接處分別設有第一壓緊彈簧30、第二壓緊彈簧32、第三壓緊彈簧33、第四壓緊彈簧34和第五壓緊彈簧35；所述第二支柱13、所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20和所述第十支柱21與所述油箱9底部內側連接處分別設有第六壓緊彈簧31、第七壓緊彈簧36、第八壓緊彈簧37、第九壓緊彈簧38和第十壓緊彈簧39；實驗時，蓋上所述油箱蓋10，能夠通過十個壓緊彈簧的自動調節(jié)功能，使四個加熱環(huán)與所述絕緣紙26緊密貼合，固定所述絕緣紙26的同時，令其最大程度的接收來自加熱環(huán)的熱量，進行不均勻熱老化。

進一步地，所述第一支柱12和所述第二支柱13內部均設有貫穿通道；所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16或所述第六支柱17內部設有貫穿通道；所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20或所述第十支柱21內部設有貫穿通道；貫穿通道用來放置連接加熱環(huán)與電源的導線，避免導線從加熱環(huán)外部穿過時與絕緣油接觸影響導電效果，同時防止高溫的加熱環(huán)和絕緣油對導線的破壞，使導線能夠重復利用，延長導線的使用壽命，并且保持導線的清潔度。

優(yōu)選地，所述第一支柱12、所述第二支柱13、所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16、所述第六支柱17、所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20及所述第十支柱21均采用聚四氟乙烯樹脂制成，能夠有效抵抗高溫的絕緣油及加熱環(huán)的破壞，同時抵抗絕緣油的腐蝕作用，持續(xù)保持實驗裝置的有效性。

進一步地，所述絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置還包括設置在所述油箱9底部外側的放油閥27；所述放油閥27可選用蝶閥、球閥、旋塞閥、截止閥等多種閥門，只要確保關斷可靠即可；實驗后，待油溫冷卻至室溫，可直接開啟所述放油閥27，將所述油箱9內的絕緣油順利排出，操作簡單，干凈。

進一步地，所述絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置還包括軸承合頁11；所述軸承合頁11連接所述油箱9與所述油箱蓋10；現(xiàn)有老化實驗裝置均采用密閉實驗裝置，取放實驗材料費時費力，本實驗裝置添加所述軸承合頁11后，可簡單方便開啟所述油箱蓋10，隨時取放所述絕緣紙26、調整所述油箱9內的實驗裝置，從而進行不均勻熱老化實驗。

進一步地，所述絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置還包括腳架28，所述腳架28設置于所述油箱9底部；所述腳架28能夠將絕緣紙不均勻加速老化實驗裝置與地面或者實驗臺面隔離開，避免實驗裝置與外界接觸對實驗結果造成影響，同時增強了實驗裝置的可搬運性。

由以上技術方案可知，本實施例提供一種絕緣紙不均勻加速熱老化實驗裝置，包括：控制裝置1，加熱裝置2，散熱裝置3，油泵4，溫度傳感器5，第一油管6，第二油管7，第三油管8，油箱9，油箱蓋10，第一支柱12，第二支柱13，第三支柱14，第四支柱15，第五支柱16，第六支柱17，第七支柱18，第八支柱19，第九支柱20，第十支柱21，第一加熱環(huán)22，第二加熱環(huán)23，第三加熱環(huán)24，第四加熱環(huán)25和電源29；所述控制裝置1分別與所述加熱裝置2、所述油泵4及所述溫度傳感器5連接；所述油泵4進油口與所述油箱9連接；所述油泵4出油口通過所述第一油管6與所述加熱裝置2一端連接；所述加熱裝置2另一端通過所述第二油管7與所述散熱裝置3連接；所述散熱裝置3另一端通過所述第三油管8與所述油箱9連接；所述油箱9與所述油箱蓋10連接；所述第一支柱12、所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16和所述第六支柱17設置于所述油箱蓋10內側；所述第二支柱13、所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20和所述第十支柱21設置于所述油箱9底部內側；所述第一加熱環(huán)22與所述第一支柱12連接；所述第二加熱環(huán)23與所述第二支柱13連接；所述第三加熱環(huán)24與所述第三支柱14、所述第四支柱15、所述第五支柱16及所述第六支柱17連接；所述第四加熱環(huán)25與所述第七支柱18、所述第八支柱19、所述第九支柱20及所述第十支柱21連接；所述電源29分別與所述第一加熱環(huán)22、所述第二加熱環(huán)23、所述第三加熱環(huán)24和所述第四加熱環(huán)25連接。

使用時，將整張絕緣紙26放置于所述第二加熱環(huán)23和所述第四加熱環(huán)25上，然后將絕緣油注入所述油箱9，直到絕緣油將所述絕緣紙26和所述溫度傳感器5全部浸沒為止，蓋上所述油箱蓋10，通過調節(jié)第一到第十壓緊彈簧使四個加熱環(huán)與所述絕緣紙26緊密貼合；通過所述加熱裝置2對絕緣油進行加熱，啟動所述油泵4，使實驗裝置中的絕緣油產生流動，啟動所述控制裝置1將油溫保持在90±2℃，通過所述溫度傳感器5將油溫信息傳遞給所述控制裝置1，當油溫超過92℃，所述加熱裝置2停止工作，高溫絕緣油通過所述散熱裝置3降低油溫，同時提高所述油泵4的流速，加快高溫絕緣油流經所述散熱裝置3的速度，從而加快降溫；當油溫低于88℃，開啟所述加熱裝置2，低溫絕緣油流經所述加熱裝置2升高油溫，并且提高所述油泵4的流速，加快高溫絕緣油的循環(huán)；調整絕緣油的溫度至90±2℃后，將四個加熱環(huán)通電加熱，達到對所述絕緣紙26在油中進行不均勻加熱的效果，靜置一定時間等待絕緣紙老化。本實驗裝置解決了現(xiàn)有實驗裝置無法模擬絕緣紙在油中實際工作時在不均勻熱場中的加速熱老化狀態(tài)的問題。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的實用新型后，將容易想到本實用新型的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本實用新型的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本實用新型的一般性原理并包括本實用新型未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本實用新型的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本實用新型并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本實用新型的范圍僅由所附的權利要求來限制。