一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的試樣的制作方法及片狀試樣的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種片狀材料試樣及制作方法，具體涉及一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的試樣的制作方法及片狀試樣。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)輸電的安全性及可靠性，電網(wǎng)對無功補(bǔ)償裝置的需求量不斷增加，大量的干式空心并聯(lián)電抗器被廣泛地應(yīng)用。然而，從近幾年的運(yùn)行情況來看，已經(jīng)投入運(yùn)行的干式空心電抗器出現(xiàn)異常和故障的情況常常發(fā)生。從故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果上可以看出，線圈匝間絕緣擊穿引起的故障數(shù)占總故障數(shù)的65%以上。電抗器在投入運(yùn)行前或運(yùn)行一段時間后，匝間絕緣會出現(xiàn)缺陷點(diǎn)，并在長期運(yùn)行中受到熱老化、機(jī)械力、操作過電壓和環(huán)境條件等因素的綜合影響，缺陷點(diǎn)附近的絕緣性能逐漸劣化，導(dǎo)致匝間絕緣擊穿，使電抗器發(fā)生匝間短路，形成環(huán)流，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，最終導(dǎo)致電抗器起火燒損，這給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重的影響。目前，干式空心電抗器的匝間絕緣擊穿短路問題倍受電抗器生產(chǎn)廠家和使用單位的關(guān)注，對干式空心電抗器匝間絕緣故障類型及原因的分析較多，但是對其匝間絕緣老化機(jī)理的研究較少。因此弄清干式空心電抗器匝間絕緣老化及擊穿的機(jī)理，降低因匝間絕緣擊穿導(dǎo)致電抗器燒損的概率十分必要。
[0003]目前市場上的干式空心電抗器匝間主要絕緣材料有三種類型:分別是三層聚脂薄膜與環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合絕緣;一層聚脂薄膜加一層聚丙烯與環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合絕緣；一層聚脂薄膜加一層聚酰亞胺與環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合絕緣。對干式空心電抗器匝間絕緣進(jìn)行熱老化、電老化、受潮、機(jī)械振動等試驗(yàn)的研究主要是針對環(huán)氧樹脂和各種薄膜材料單獨(dú)展開，還沒有對復(fù)合絕緣材料和復(fù)合絕緣材料界面分布進(jìn)行研究，不能有效模擬干式空心電抗器匝間絕緣結(jié)構(gòu)。此外，在研究絕緣材料的老化過程時，進(jìn)行空間電荷與紅外光譜的測量，對于研究電抗器匝間絕緣材料的老化過程十分重要，而這兩個內(nèi)容的測量都需要片狀試樣?？梢?，設(shè)計(jì)一個用于研究干式空心電抗器匝間復(fù)合絕緣老化過程的片狀試樣是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005]鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的試樣的制作方法及片狀試樣，以至少達(dá)到有效模擬干式空心電抗器匝間復(fù)合絕緣材料的結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料的界面分布;進(jìn)行熱老化、電老化、受潮、機(jī)械振動各種老化試驗(yàn)，并可以對其進(jìn)行空間電荷測試和紅外光譜測量的目的。
[0006]方案一:根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的試樣的制作方法，具體步驟:
[0007]步驟一:采用三片長寬厚分別為1cmX 1cmX0.002mm的正方形片狀聚酯薄膜；
[0008]步驟二:用酒精擦拭正方形片狀聚酯薄膜表面，將正方形片狀聚酯薄膜放入恒溫干燥箱中進(jìn)行干燥處理；
[0009]步驟三:將其中一片正方形片狀聚酯薄膜放在平板硫化機(jī)工作臺上待處理；
[0010]步驟四:將其中另一片正方形片狀聚酯薄膜的中間挖去一個正方形，形成正方形開口，并在該正方形片狀聚酯薄膜的一側(cè)中間位置開一個流出口，再將其放于平板硫化機(jī)工作臺上的正方形片狀聚酯薄膜的上面，使兩片正方形片狀聚酯薄膜緊密貼合不留有氣泡；
[0011]步驟五:計(jì)算正方形開口的體積得到所需環(huán)氧樹脂的劑量，用注射器向正方形開口內(nèi)距離開口外邊緣2cm的位置均勻滴加環(huán)氧樹脂；
[0012]步驟六:將最后一片正方形片狀聚酯薄膜貼在正方形開口上面，趕出氣泡，使正方形片狀聚酯薄膜與環(huán)氧樹脂緊密接觸，讓剩余的環(huán)氧樹脂從流出口流出，形成帶有分界面的復(fù)合絕緣材料試樣；
[0013]步驟七:采用平板硫化機(jī)對復(fù)合絕緣材料試樣進(jìn)行加壓、加熱處理；
[0014]步驟八:將處理后的復(fù)合絕緣材料試樣，以其中心為圓心裁剪成直徑為6cm的圓形試樣。
[0015]進(jìn)一步地:所述步驟二中干燥處理的時長為24小時。
[0016]進(jìn)一步地:所述步驟四中正方形開口的邊長為8cm。
[0017]進(jìn)一步地:所述步驟五中環(huán)氧樹脂的用量為lmL。保證了環(huán)氧樹脂能盡量填滿正方形開口。
[0018]進(jìn)一步地:所述步驟六中將正方形片狀聚酯薄膜貼在正方形開口上面的具體操作為:將正方形片狀聚酯薄膜的一條邊線與開口內(nèi)距離注入位置近一側(cè)的外邊緣重合，其他各邊再相應(yīng)對齊，從距離滴加位置近的一側(cè)開始向另一側(cè)移動并擠壓正方形片狀聚酯薄膜。這樣可以使正方形片狀聚酯薄膜和環(huán)氧樹脂充分接觸，形成帶有分界面的復(fù)合絕緣材料試樣，可以有效地模擬實(shí)際電抗器匝間聚酯薄膜與環(huán)氧樹脂膠的復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)及聚酯薄膜與環(huán)氧樹脂的界面分布。
[0019]進(jìn)一步地:所述步驟七中對試樣進(jìn)行加壓、加熱處理，在壓力為15Mpa，溫度為80°C條件下處理4個小時。使試樣處于15MPa的壓力下，可以盡可能多的趕出環(huán)氧樹脂中殘留的氣泡;80°C的溫度加熱4個小時，可以保證環(huán)氧樹脂膠固化成型。
[0020]步驟八中為了便于各種老化試驗(yàn)和空間電荷、紅外光譜的測量，并減小因正方形的邊緣效應(yīng)造成的誤差，將處理后的試樣裁剪成直徑為6cm的圓形試樣。
[0021]方案二:根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的片狀試樣，具體結(jié)構(gòu)為:它包括第一正方形片狀聚酯薄膜、第二正方形片狀聚酯薄膜、第三正方形片狀聚酯薄膜和環(huán)氧樹脂填充結(jié)構(gòu)體;所述第一正方形片狀聚酯薄膜、第二正方形片狀聚酯薄膜和第三正方形片狀聚酯薄膜由上至下依次緊密貼合，所述第二正方形片狀聚酯薄膜的中心位置開有正方形開口，且第二正方形片狀聚酯薄膜的一側(cè)邊的中心位置開有流出口，流出口與正方形開口連通，正方形開口內(nèi)設(shè)有環(huán)氧樹脂填充結(jié)構(gòu)體，所述流出口的寬度為Icm0
[0022]進(jìn)一步地:所述第一正方形片狀聚酯薄膜、第二正方形片狀聚酯薄膜和第三正方形片狀聚酯薄膜的邊長均為1cm0
[0023]進(jìn)一步地:所述第一正方形片狀聚酯薄膜、第二正方形片狀聚酯薄膜和第三正方形片狀聚酯薄膜的厚度均為0.002_。
[0024]進(jìn)一步地:所述正方形開口的邊長為8cm。
[0025]方案二中所述的一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的片狀試樣是采用方案一中的方法制得的。
[0026]本發(fā)明提出的一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的試樣的制作方法及片狀試樣所達(dá)到的效果為:該材料試樣有效模擬干式空心電抗器匝間聚酯薄膜與環(huán)氧樹脂復(fù)合絕緣材料的結(jié)構(gòu)及聚酯薄膜與環(huán)氧樹脂的界面分布，在制作時還充分避免了空氣的混入;該試樣不僅可以方便地進(jìn)行熱老化、電老化、受潮、機(jī)械振動等各種老化試驗(yàn)，還可以很好地對其進(jìn)行空間電荷和紅外光譜測量。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種用于研究干式空心電抗器匝間絕緣老化過程的片狀試樣的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0028]圖2是在正方形開口上加蓋聚酯薄膜的操作示意圖；
[0029]圖3是平板硫化機(jī)對試樣進(jìn)行加壓、加熱處理示意圖；
[°03°]圖4是圓形試樣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5是用于研究干式空心電抗器匝間復(fù)合絕緣老化過程的試樣的制作流程圖；
[0032]圖中:I為第一正方形片狀聚酯薄膜;2為第二正方形片狀聚酯薄膜;3為第三正方形片狀聚酯薄膜;4為環(huán)氧樹脂填充結(jié)構(gòu)體;5為正方形開口 ；6為流出口；η為加入環(huán)氧樹脂的位置;a，b，c，d為第一正方形片狀聚酯薄膜的各邊;a' ,C7，(Τ為第二正方形片狀聚酯薄膜的各邊;a〃，b〃，c〃，d〃為第三正方形片狀聚酯薄膜的各邊;7為平板硫化機(jī)的工作臺；F為擠壓力的方向。
【具體實(shí)施方式】
[0033]在下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時的，但對得益于本發(fā)明公開內(nèi)