油浸式高壓試驗變壓器是一種專門設計用于產生工頻(50Hz/60Hz)高電壓的特殊變壓器。它可將低壓工頻電源(如 220V/380V)升至試驗所需的數(shù)千伏至數(shù)百萬伏高壓,主要用于對電纜、開關、互感器、變壓器等各類電氣設備開展工頻耐壓試驗和局部放電試驗,以此檢驗設備的絕緣性能。
該設備最顯著的特征為鐵芯和繞組完全浸泡在特制絕緣油中,并密封于鋼制油箱內。
一、主要結構與部件
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鐵芯
通常采用單相、單柱式結構,由優(yōu)質冷軋硅鋼片疊制而成,可有效減小空載電流和損耗。
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繞組
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低壓繞組(輸入繞組):靠近鐵芯布置,匝數(shù)少、導線粗,用于連接電源。
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高壓繞組(輸出繞組):位于低壓繞組外側,匝數(shù)極多、導線細,是產生高電壓的核心部件。
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儀表繞組(可選):可提供與高壓成比例的低電壓,且電壓等級安全,用于連接電壓表進行測量。
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絕緣油
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作用:具備絕緣功能,可隔離高低壓繞組與鐵芯、油箱;具備散熱功能,能將設備運行中產生的熱量傳導出去;具備滅弧功能,可在發(fā)生內部放電時抑制電弧。
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類型:通常選用 25 號或 45 號變壓器油,要求具備高絕緣強度、良好的穩(wěn)定性和流動性。
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油箱及附件
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油箱:采用鋼板焊接制成,具備密封性能,可提供機械支撐并盛放絕緣油。
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油枕(儲油柜):用于調節(jié)油量,減少油與空氣的接觸面積,延緩油的老化速度。
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高壓套管:可將高壓引線從油箱內安全引出至外部,其絕緣等級需與最高試驗電壓相匹配,是設備外觀上最突出的部件。
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低壓套管 / 接線端子:用于輸入電源和連接儀表。
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接地端子:用于保障設備和操作人員的安全。
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油位計:用于觀察油箱內的油面高度。
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起重吊環(huán):方便設備的搬運。
二、工作原理
其基本工作原理與普通電力變壓器一致,遵循電磁感應定律,具體過程如下:
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低壓工頻電源(如 380V)接入低壓繞組,產生交變磁通。
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磁通通過鐵芯耦合到高壓繞組。
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根據(jù)匝數(shù)比公式:高壓輸出電壓 = 輸入電壓 × (高壓繞組匝數(shù) / 低壓繞組匝數(shù)),在高壓繞組兩端感應出高電壓。
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感應產生的高壓通過高壓套管引出,施加到被測試品上。
三、優(yōu)勢與缺點
(一)優(yōu)勢
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絕緣性能極佳:絕緣油的介電強度遠高于空氣,可使設備體積相對緊湊。
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散熱能力強:通過油循環(huán)可有效帶走熱量,允許設備較長時間持續(xù)運行。
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過載能力強:相比干式試驗變壓器,能夠承受短時過載。
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可靠性高、壽命長:密封結構設計,絕緣油可保護繞組,使其不易受潮和氧化。
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輸出電壓波形好:輸出電壓為工頻正弦波,符合相關標準的試驗要求。
(二)缺點
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體積重量大:絕緣油和鋼制油箱的使用,導致設備整體非常笨重,移動不便。
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維護復雜:需要定期檢查油位和油質,包括開展耐壓、介損試驗等,必要時需對絕緣油進行過濾或更換。
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存在漏油風險:密封部件老化后可能導致漏油,不僅會污染環(huán)境,還會影響設備的絕緣性能。
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防火要求高:絕緣油具有可燃性,存在火災隱患,盡管目前多采用難燃油,但風險仍高于干式試驗變壓器。
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運輸存放限制:運輸和存放過程中通常要求保持直立狀態(tài),傾斜可能導致內部構件受力不均,或使繞組等部件露出油面。