專利名稱：一種電力電容器溫升試驗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電容器的溫升試驗方法，特別是涉及一種電力電容器在常溫下進行的溫升試驗方法。
背景技術(shù)：
溫升值是電力電容器的一項重要參數(shù)，溫升過高時，電力電容器的絕緣性能會下降，影響其安全運行，同時，長期在較高溫度下工作會縮短設(shè)備的壽命，因此，必須將電力電容器運行時的溫升值限定在允許范圍內(nèi)，溫升試驗(或熱穩(wěn)定性能試驗)是檢驗電力電容器溫升情況的最基本手段。電力電容器都有相應(yīng)的允許環(huán)境溫度范圍，溫升試驗通常都要求在最高允許環(huán)境溫度加上一定的裕度下進行，測量最熱點的溫度，并要求其不能超過電力電容器自身允許的最高運行溫度。因此，溫升試驗必須在高低溫實驗室中進行，在高低溫實驗室中進行溫升試驗存在如下幾方面的問題(1)電力電容器是高電壓設(shè)備，放置在高低溫實驗室內(nèi)，接線很不方便，而且電源通常都要引出室外，這會降低高低溫實驗室的密封和保溫性能。(2)為了保證高壓絕緣距離，要求高低溫實驗室必須有足夠大的容積，隨著電壓等級的升高，要求的容積成平方關(guān)系增大，容積太大時，很難保證整個空間溫度的均勻性，從而降低了試驗精度。(3)在高低溫實驗室內(nèi)進行試驗，不便于觀察試驗現(xiàn)象和結(jié)果。(4)目前，高低溫實驗室基本都是通過風(fēng)機抽風(fēng)降溫來控制室內(nèi)溫度的，這樣就很難保證標準規(guī)定的“在靜止空氣環(huán)境下進行試驗”的要求，風(fēng)速對試品散熱性能的影響很大，因此，溫升測量的準確度受到很大影響。由于存在上述這些問題，目前電力電容器的溫升試驗方法測量誤差較大，而且試驗操作很不方便，實驗室建設(shè)和維護成本較高。因此，有必要提供一種電力電容器的溫升試驗方法，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對目前電力電容器的溫升試驗存在上述問題， 本發(fā)明提供一種電力電容器在常溫下進行溫升試驗的方法，通過電力電容器在常溫下的溫升值推算出在要求環(huán)境溫度下的溫升值，解決了在高低溫實驗室中進行溫升試驗測量精度較低以及操作不便等問題，降低了試驗成本。該方法具有廣泛的適用性，不僅適用于電力電容器，也適用于其它類似的電器設(shè)備。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電力電容器溫升試驗的方法，將試品電容器和陪試電容器平行間隔固定在支架上，其特征在于將試品電容器和支架放置于無風(fēng)且各處溫度相同的大空間中，靜置至少24小時且試品電容器內(nèi)部溫度均達到環(huán)境溫度后加電壓至要求值；加壓保持至少48小時且試品電容器表面溫度不再發(fā)生變化時，記錄此時環(huán)境溫度Ttl和試品電容器表面溫度1\ ；根據(jù)TpT1和要求的試驗環(huán)境溫度T'。，利用公式T' 1 = VT' Cl-Ttl計算得到試品電容器在T'。下試驗時的表面溫度T' 10如上所述的電力電容器溫升試驗的方法，其特征在于，測量試品電容器表面溫度 T1時，使用紅外測溫儀沿試品電容器外殼頂部連續(xù)測量的方法尋找最熱點；環(huán)境溫度Ttl在離試品電容器3m以上距離范圍外測量。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的優(yōu)點在于可以通過在常溫下測量電力電容器的溫升值推算出在其他指定環(huán)境溫度下的溫升值，使得電力電容器的溫升試驗不必非得在高低溫實驗室中進行，從而降低了試驗難度和成本。同時也解決了高低溫實驗室中難以長時間保持靜止恒溫狀態(tài)，從而導(dǎo)致測量準確度下降的問題，使得試驗精度得到大大提高。


圖1為本發(fā)明實施例的電力電容器在大空間靜止空氣環(huán)境下的熱穩(wěn)定試驗布置圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。附圖1符號說明1-試品電容器、2-陪試電容器、3-支架。參見圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的電力電容器在大空間靜止空氣環(huán)境下的熱穩(wěn)定試驗布置圖。將試品電容器1和兩個陪試電容器2平行安裝固定在支架3上，試品電容器1與陪試電容器2之間的距離應(yīng)不超過實際運行時的間距，其相對位置及放置方式應(yīng)符合制造廠對現(xiàn)場安裝的規(guī)定。支架3應(yīng)由熱容量較低的材料制成，且應(yīng)具有足夠的機械強度，能支撐試品電容器1和陪試電容器2的重量。支架3應(yīng)有足夠的高度，通常應(yīng)在30cm以上，使得試品電容器1和陪試電容器2的散熱基本不受地面影響。將電容器與支架整體放置在靜止大空間中，靜置足夠長的時間，通常應(yīng)該保證在 24小時以上，保證電容器整體達到環(huán)境溫度。所謂靜止是指風(fēng)速為零，電容器與空氣之間的熱交換屬于自然對流換熱的范疇。所謂大空間指的是試品與陪試品的散熱不會受到墻壁和其它物體的影響，環(huán)境空氣的溫度不會因為試品和陪試品的發(fā)熱而整體升高。也就是，傳熱學(xué)中所說的，無限空間的自然對流換熱中的大空間。在實際操作時，可以選擇無風(fēng)的車間或者空曠的無風(fēng)的室外空地進行。對試品電容器和陪試電容器加正弦波交流電壓，歷時至少48小時，使得它們的無功功率不小于1. 44倍額定功率。也可以采用兩臺裝有電阻器的模型電容器作為陪試單元， 應(yīng)調(diào)節(jié)電阻器的損耗使模型電容器的發(fā)熱功率與試品電容器的損耗功率相等。在最后6小時內(nèi)，應(yīng)測量外殼接近頂部處的溫度至少4次，在整個6小時內(nèi)溫升的增加應(yīng)不大于1K。如果觀察到較大的變化，則試驗應(yīng)繼續(xù)進行直到在6小時內(nèi)的連續(xù)4次測量滿足要求為止， 此時認為電容器已經(jīng)達到了熱平衡狀態(tài)，記錄此時電容器外殼最熱點的溫度T1和環(huán)境溫度 T
iO0在熱平衡狀態(tài)下，電容器外殼的最熱點通常在頂部，測量時應(yīng)使用紅外測溫儀沿試品電容器1表面連續(xù)測量的方法尋找最熱點。環(huán)境溫度應(yīng)在離試品電容器1足夠遠處測量，保證測量設(shè)備不會受到試品發(fā)熱的影響，這個距離通常應(yīng)在3m以上。根據(jù)式(1)算出在要求的試驗環(huán)境溫度T'。下試品電容器外殼的最熱點溫度值 T' 10T' ！ = \+Τ' 0-Τ0(1)本發(fā)明的原理是在相同電壓條件下，同一臺電容器的發(fā)熱量是恒定的，與環(huán)境條件無關(guān)。在恒定發(fā)熱量的條件下，電容器的溫升只與散熱量有關(guān)。熱傳導(dǎo)有三種方式導(dǎo)熱、對流和輻射。在空氣作為散熱介質(zhì)的條件下，導(dǎo)熱散熱量完全可以忽略不計；同時由于電容器在進行熱穩(wěn)定試驗時，試品兩邊距離很近的位置平行放置有發(fā)熱量與試品接近的陪試電容器，試品通過輻射發(fā)出的熱量和其接受陪試電容器輻射的熱量幾乎相等，所以，試品通過輻射發(fā)出的熱量也可以忽略不計。因此，電容器在進行熱穩(wěn)定試驗時，其發(fā)出的熱量主要是以對流的方式散發(fā)出去的。對流換熱的計算公式如式(2)所示Qh = hS (T1-T0)(2)式中Qh 電容器在單位時間內(nèi)的對流散熱量，單位W ；h 電容器表面的平均自然對流換熱系數(shù)，單位W/(m2 · K)；S 電容器的散熱面積，單位m2 ；由式⑵可見，電容器表面和環(huán)境之間的溫差(TfTtl)由對流散熱量與對流散熱系數(shù)h決定。在靜止空氣中的對流散熱屬于自然對流散熱的范疇，自然對流散熱系數(shù)h與散熱結(jié)構(gòu)以及空氣的熱物理性質(zhì)有關(guān)。常溫下空氣的熱物理性質(zhì)變化不大，在0 80°C范圍內(nèi)， 可以認為空氣的主要熱物理參數(shù)基本不變，根據(jù)傳熱學(xué)知識可以估算出電容器的自然對流散熱系數(shù)h約為3. 14ff/m2 · K，保持不變，即在0 80°C范圍內(nèi)，電容器的h和Qh都保持不變。因此，溫差(T1-Ttl)保持不變，那么只要測出在某一環(huán)境溫度下電容器表面某一點的溫升，就可以算出在0 80°C范圍內(nèi)任何其它環(huán)境溫度下電容器表面同一點處的溫升值。得到T'工值是很有意義的，因為通過T'工可以計算出電容器芯子最熱點的溫度， 從而判斷電容器在運行時的最高溫度是否會超過允許值。本發(fā)明提出的方法使得對T' i 的測量更加方便和準確，因此對于提高電容器的運行可靠性是很有意義的。
權(quán)利要求
1.一種電力電容器溫升試驗的方法，將試品電容器和陪試電容器平行間隔固定在支架上，其特征在于將試品電容器和支架放置于無風(fēng)且各處溫度相同的大空間中，靜置至少24小時且試品電容器內(nèi)部溫度均達到環(huán)境溫度后加電壓至要求值；加壓保持至少48小時且試品電容器表面溫度不再發(fā)生變化時，記錄此時環(huán)境溫度Ttl 和試品電容器表面溫度T1 ；根據(jù)U1和要求的試驗環(huán)境溫度T'。，利用公式T' ! = VT' Cl-Ttl計算得到試品電容器在T'。下試驗時的表面溫度T' 10
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電容器溫升試驗的方法，其特征在于，測量試品電容器表面溫度T1時，使用紅外測溫儀沿試品電容器外殼頂部連續(xù)測量的方法尋找最熱點；環(huán)境溫度Ttl在離試品電容器3m以上距離范圍外測量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力電容器溫升試驗的方法，將試品電容器和陪試電容器平行間隔固定在支架上，其特征在于將試品電容器和支架放置于無風(fēng)且各處溫度相同的大空間中，靜置至少24小時且試品電容器內(nèi)部溫度均達到環(huán)境溫度后加電壓至要求值；加壓保持至少48小時且試品電容器表面溫度不再發(fā)生變化時，記錄此時環(huán)境溫度T0和試品電容器表面溫度T1；根據(jù)T0、T1和要求的試驗環(huán)境溫度T′0，利用公式T′1＝T1+T′0-T0計算得到試品電容器在T′0下試驗時的表面溫度T′1。本發(fā)明的方法可以通過在常溫下測量電力電容器的溫升值推算出在其他指定環(huán)境溫度下的溫升值，使得電力電容器的溫升試驗不必非得在高低溫實驗室中進行，降低了試驗難度和成本；同時也使試驗精度得到大大提高。
文檔編號G01R31/00GK102175939SQ20111002614
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者嚴飛, 倪學(xué)鋒, 國江, 姜勝寶, 林浩, 蔣華畢 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院