本發明涉及一種變壓器內部絕緣狀態試驗評估方法，具體涉及一種變壓器充氣儲運條件下內部絕緣狀態試驗評估方法。

背景技術：

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，而外部的溫差與內部的受潮都會導致其內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境氣溫的水蒸汽分壓有關，而水蒸汽分壓與絕緣材料的含水量有關，通過露點儀測量不同溫差與受潮條件下的氣體露點數值，利用已知的露點與水蒸汽壓關系，可以計算出此時水蒸汽壓的精確值，根據水蒸汽壓與紙板含水量的關系圖，可以最終得到絕緣紙板的含水量情況；根據變壓器內部不同位置的氣體露點不同，判定絕緣狀態發生變化的部位，即可通過氣體露點變化評估出變壓器內部的絕緣狀態。

目前，對通過露點變化評估變壓器內部絕緣狀態的研究只在恒溫、低濕度條件下進行，對于環境條件變化較大的情況沒有相關方法和試驗裝置來實現試驗評估。特別是，電網規劃建設規模擴大、加速，大量生產合格的變壓器在現場安裝運行前，要經過很長時間的儲存、運輸過程，需要經歷不同溫差、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試注意事項，并且也沒有長時間充氮存放處理經驗可供參考和借鑒，從而變壓器出廠試驗結束后，長時間充氮存放存在較大的質量風險。

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

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種實現不同溫差、濕度條件下的變壓器內部絕緣狀態試驗研究的變壓器充氣儲運條件下內部絕緣狀態試驗評估方法，通過變壓器本體充氣狀態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系，在生產中指導變壓器的生產、存儲與運輸。

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

步驟一、環境實驗室的搭建。

構建全密閉、隔熱設計的環境實驗室，環境實驗室頂部設置有進風口，進風口處設置有氣體交換風機，且進風口經超聲波加濕器接至分布于實驗室內壁的氣體管路的首端，氣體管路上均勻開設有氣孔且氣體管路末端接至出風口；在環境試驗室四周墻壁內側布置溫度傳感器、濕度傳感器，在放置于該實驗室內的變壓器本體內布置用于檢測內部氣體露點數據的露點儀，溫度傳感器、濕度傳感器、露點儀及氣體交換風機均將數據傳送至數據采集器，數據采集器與數據服務器/監控評估平臺軟件網絡連接。

為保證環境試驗室溫度、濕度變化基本不受外界環境影響，框架結構采用全密閉、三層隔熱設計，并對板材接縫、外部管路接口等采取密封性處理。頂部設置進風口，頂部的氣體交換風機向實驗室內送風，輸送的風必須要先經超聲波加濕器進行處理，通過風量的大小可以調節濕度變化的頻率，即風速越大內部的濕度短時間內的濕度變化越快。氣體管路分布于四周試驗室壁上，等距環繞形式，在氣體管路上等間隔開氣孔，確保試驗室各部位環境條件盡可能均勻調節。

溫度傳感器、濕度傳感器、露點儀、氣體交換風機通過RS485、SPI、開關量、4～20mA等多種通訊形式獲取各傳感器數據，包括了環境溫度、環境濕度、本體內部露點值、氣體交換用風機開關狀態及檔位狀態等數據。數據通過RJ45有線網絡或ZIGBEE無線形式匯集至數據采集器，數據采集器與數據服務器/監控評估平臺軟件網絡連接。

溫度傳感器、濕度傳感器，監控布置間隔以1-1.5m為宜，檢測精度0.1級。溫度傳感器、濕度傳感器循環檢測周期可設置，數據可就地存儲，累計存儲數據量在10萬條以上且具備有線或無線網絡傳輸功能，數據可網絡輸出。

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

變壓器本體布置露點儀，檢測內部氣體露點數據，安裝位置選取原則：根據變壓器外形結構特點，球閥主要位于短軸側，兩端短軸側球閥位置均安裝露點儀；若長軸側有球閥結構，兩端長軸側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，保證測量點數量盡可能覆蓋變壓器本體各位置。各露點儀數據巡檢周期可設置，數據可就地存儲，累計存儲數據量在10萬條以上，且具備有線或無線網絡傳輸功能，數據可網絡輸出。

步驟二、研究變壓器絕緣結構露點分布及變化的規律。

2.1環境溫差變化對絕緣結構露點分布及變化的規律。

基準溫度點根據工程應用現場環境條件確定，然后通過在入口處吹入熱風改變試驗室內溫度、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據，以及相同溫差條件下不同絕緣位置的露點變化數據；通過溫差變化同一絕緣位置的露點變化規律，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環境濕度變化對絕緣結構露點分布及變化的規律。

持續時間根據變壓器實際工程應用現場環境確定，最好持續時間不低于30天，然后控制濕度連續大于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據，以及相同濕度條件下不同絕緣位置的露點變化數據；通過濕度變化，同一絕緣位置的露點變化規律，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，變壓器內外氣體交換速率變化對絕緣結構露點分布及變化的規律。

記錄相同濕度，變壓器內外氣體交換速率不同時，同一絕緣位置的露點變化數據，以及相同濕度，變壓器內外氣體交換速率保持不變時，不同絕緣位置的露點變化數據；通過相同濕度變壓器內外氣體交換速率變化，同一絕緣位置的露點變化規律，從而分析出變壓器內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自然狀態條件下內部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規律。

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

步驟三、研究變壓器絕緣性能的變化規律。

3.1記錄變壓器內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據、氣體壓力變化數據，測量變壓器絕緣介損、絕緣電阻變化數據，建立變壓器內部氣體壓力、露點與變壓器絕緣性能的關聯數據庫，分析各數據與存放時間的關系。

3.4將正常條件下每12小時記錄的環境溫濕度、變壓器本體內部氣體露點、器身對地的絕緣電阻和介損數據，與歷史數據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系。

本發明提出一種變壓器充氣儲運條件下內部絕緣狀態的試驗評估方法，提出研究變壓器內部絕緣狀態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外氣體交換，研究變壓器存放時間與絕緣狀態變化的關系，本發明提出環境試驗室搭建布置技術方案，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境條件與變壓器內部絕緣狀態的試驗研究。

本發明針對變壓器本體充氣儲運設計，提出構建環境測試試驗室的技術方法，真實模擬變壓器內部絕緣狀態受外界環境溫濕度、變壓器內外交換速率變化影響的過程，可實現溫濕度變化、變壓器內外交換速率變化對變壓器內部絕緣狀態影響的準確評估，填補了此方向技術、方法及裝置設備的空白。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構圖；

圖2是環境試驗室的俯視圖；

圖3是環境實驗室的左視圖；

圖4是本發明數據傳輸示意圖；

圖5是研究變壓器絕緣性能的變化規律的判斷流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖，具體說明一種變壓器充氣儲運條件下內部絕緣狀態試驗評估方法的實現步驟。

步驟一、環境實驗室的搭建。

構建全密閉、三層隔熱設計的環境實驗室，環境實驗室頂部設置有進風口，進風口處設置有氣體交換風機，且進風口經超聲波加濕器接至分布于實驗室內壁的氣體管路的首端，氣體管路上均勻開設有氣孔且氣體管路末端接至出風口；在環境試驗室四周墻壁內側布置溫度傳感器、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的變壓器本體長軸側、短軸側的球閥以及定位蓋板、升高座蓋板均布置用于檢測內部氣體露點數據的露點儀，溫度傳感器、濕度傳感器經SPI將環境溫度、環境濕度傳送至采集模塊，露點儀經RS485將變壓器本體內部露點值傳送至采集模塊，交換風機經開關量或4～20mA電流將氣體交換用風機開關狀態及檔位狀態等數據傳送至采集模塊，采集模塊通過RJ45有線網絡或ZIGBEE無線形式匯集至數據采集器，數據采集器與數據服務器/監控評估平臺軟件網絡連接。

步驟二、研究變壓器絕緣結構露點分布及變化的規律。

2.1環境溫差變化對絕緣結構露點分布及變化的規律；

基準溫度點根據工程應用現場環境條件確定，然后通過在入口處吹入熱風改變試驗室內溫度、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據，以及相同溫差條件下不同絕緣位置的露點變化數據；通過溫差變化同一絕緣位置的露點變化規律，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環境濕度變化對絕緣結構露點分布及變化的規律；

持續時間根據變壓器實際工程應用現場環境確定，最好持續時間不低于30天，然后控制濕度連續大于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據，以及相同濕度條件下不同絕緣位置的露點變化數據；通過濕度變化，同一絕緣位置的露點變化規律，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，變壓器內外氣體交換速率變化對絕緣結構露點分布及變化的規律；

記錄相同濕度，變壓器內外氣體交換速率不同時，同一絕緣位置的露點變化數據，以及相同濕度，變壓器內外氣體交換速率保持不變時，不同絕緣位置的露點變化數據；通過相同濕度變壓器內外氣體交換速率變化，同一絕緣位置的露點變化規律，從而分析出變壓器內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自然狀態條件下內部露點變化、絕緣裂化速率、露點隨存放時間變化規律；

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

步驟三、研究變壓器絕緣性能的變化規律。

3.1記錄變壓器內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據、氣體壓力變化數據，測量變壓器絕緣介損、絕緣電阻變化數據，建立變壓器內部氣體壓力、露點與變壓器絕緣性能的關聯數據庫，分析各數據與存放時間的關系；

3.4將正常條件下每12小時記錄的環境溫濕度、變壓器本體內部氣體露點、器身對地的絕緣電阻和介損數據，與歷史數據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系。