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
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]為了保證電能質量和電力系統輸電的安全性及可靠性，電網對無功補償裝置的需求量不斷增加，大量的干式空心并聯電抗器被廣泛地應用。然而，從近幾年的運行情況來看，已經投入運行的干式空心電抗器出現異常和故障的情況常常發生。從故障統計結果上可以看出，線圈匝間絕緣擊穿引起的故障數占總故障數的65%以上。電抗器在投入運行前或運行一段時間后，匝間絕緣會出現缺陷點，并在長期運行中受到熱老化、機械力、操作過電壓和環境條件等因素的綜合影響，缺陷點附近的絕緣性能逐漸劣化，導致匝間絕緣擊穿，使電抗器發生匝間短路，形成環流，短時間內產生大量的熱量，最終導致電抗器起火燒損，這給電力系統的安全運行帶來嚴重的影響。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廠家和使用單位的關注，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理，降低因匝間絕緣擊穿導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氧樹脂組成的復合絕緣;一層聚脂薄膜加一層聚丙烯與環氧樹脂組成的復合絕緣；一層聚脂薄膜加一層聚酰亞胺與環氧樹脂組成的復合絕緣。對干式空心電抗器匝間絕緣進行熱老化、電老化、受潮、機械振動等試驗的研究主要是針對環氧樹脂和各種薄膜材料單獨展開，還沒有對復合絕緣材料和復合絕緣材料界面分布進行研究，不能有效模擬干式空心電抗器匝間絕緣結構。此外，在研究絕緣材料的老化過程時，進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，而這兩個內容的測量都需要片狀試樣。可見，設計一個用于研究干式空心電抗器匝間復合絕緣老化過程的片狀試樣是十分必要的。

【發明內容】

[0004]在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。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描述的前序。
[0005]鑒于此，本發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，以至少達到有效模擬干式空心電抗器匝間復合絕緣材料的結構及復合材料的界面分布;進行熱老化、電老化、受潮、機械振動各種老化試驗，并可以對其進行空間電荷測試和紅外光譜測量的目的。
[0006]方案一:根據本發明的一個方面，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中間位置開一個流出口，再將其放于平板硫化機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:計算正方形開口的體積得到所需環氧樹脂的劑量，用注射器向正方形開口內距離開口外邊緣2cm的位置均勻滴加環氧樹脂；
[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氧樹脂緊密接觸，讓剩余的環氧樹脂從流出口流出，形成帶有分界面的復合絕緣材料試樣；
[0013]步驟七:采用平板硫化機對復合絕緣材料試樣進行加壓、加熱處理；
[0014]步驟八:將處理后的復合絕緣材料試樣，以其中心為圓心裁剪成直徑為6cm的圓形試樣。
[0015]進一步地:所述步驟二中干燥處理的時長為24小時。
[0016]進一步地:所述步驟四中正方形開口的邊長為8cm。
[0017]進一步地:所述步驟五中環氧樹脂的用量為lmL。保證了環氧樹脂能盡量填滿正方形開口。
[0018]進一步地: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距離注入位置近一側的外邊緣重合，其他各邊再相應對齊，從距離滴加位置近的一側開始向另一側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氧樹脂充分接觸，形成帶有分界面的復合絕緣材料試樣，可以有效地模擬實際電抗器匝間聚酯薄膜與環氧樹脂膠的復合絕緣結構及聚酯薄膜與環氧樹脂的界面分布。
[0019]進一步地:所述步驟七中對試樣進行加壓、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，可以保證環氧樹脂膠固化成型。
[0020]步驟八中為了便于各種老化試驗和空間電荷、紅外光譜的測量，并減小因正方形的邊緣效應造成的誤差，將處理后的試樣裁剪成直徑為6cm的圓形試樣。
[0021]方案二:根據本發明的另一個方面，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，具體結構為: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氧樹脂填充結構體;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，正方形開口內設有環氧樹脂填充結構體，所述流出口的寬度為Icm0
[0022]進一步地: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氧樹脂復合絕緣材料的結構及聚酯薄膜與環氧樹脂的界面分布，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行熱老化、電老化、受潮、機械振動等各種老化試驗，還可以很好地對其進行空間電荷和紅外光譜測量。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據本發明的實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構分解圖；
[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是平板硫化機對試樣進行加壓、加熱處理示意圖；
[°03°]圖4是圓形試樣結構示意圖；
[0031]圖5是用于研究干式空心電抗器匝間復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為環氧樹脂填充結構體;5為正方形開口 ；6為流出口；η為加入環氧樹脂的位置;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為平板硫化機的工作臺；F為擠壓力的方向。
【具體實施方式】
[0033]在下文中將結合附圖對本發明的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本發明公開內