一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置，装置包括一个测定池，在测定池底部固定设置压电陶瓷换能器，在测定池顶部之上通过支架设置有激光位移传感器，测定池中在激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的聚焦线两侧相对设置有一对电极板，两个电极板分别设置有连接臂，两个连接臂分别从测定池两侧侧壁伸出连接试验电压，其中，一个连接臂当中设置有微分头，微分头用于调节两个电极板之间的距离用以改变两个电极板之间在施加电压时的电场强度，所述激光位移传感器的输出连接信号处理器，一个色谱仪通过获取测定池中的样品油与测定池连接，一个信号发生器的输出通过可调节功率放大器连接超声换能器。输出通过可调节功率放大器连接超声换能器。输出通过可调节功率放大器连接超声换能器。

【技术实现步骤摘要】
一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置


[0001]本技术电气设备液体绝缘材料
，具体涉及一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置。

技术介绍

[0002]油浸式电力变压器是电力系统中的核心设备，其可靠运行对电力系统的安全稳定至关重要。需要实时监测其的绝缘状态，而溶解气体分析(DGA)为常见的监测分析手段，它根据油纸中不同故障对应的产气特征不同，而确定出发生故障的类型，目前已获得故障类型与特征气体对应关系的主要为各类过热故障和放电故障。但目前电力系统中常常出现检测到放电故障对应的特征气体(如乙炔)升高，现场并未监测到放电信号，会误导分析结果。因此油纸绝缘系统中必然存在某类故障类型或者说某种异常工况导致产生与放电故障相似的特征气体，进而诱导现场油色谱的分析结果，造成误判，带来不必要的经济和人力物力方面的浪费。
[0003]已有研究证明变压器油中存在高频振动会导致空化气泡的产生，空化气泡在破裂时产生的局部高温高压效应导致油的分解产生各类特征气体。而实际变压器油中同时会存在电场与振动的作用，而电场的存在会影响到空化效应的强弱。因此，电场与振动共同作用时产生的特征气体情况会更加复杂，因此有必要研究电场与振动共同对油中特征气体的影响规律，从而找出电场与振动下特征气体含量变化的模式，从而更好的指导油色谱分析的实践。但目前国内外尚未开展该方面的研究，因此如何研究电场与振动共同作用对油中特征气体的影响规律，来更好的指导油色谱分析的实践，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置，解决油中特征气体变化与振动和电场的对应关系问题，可以获得振动引起的压力变化幅值与电场下的特征气体变化规律；所获得的研究结果，有利于指导变压器绝缘状态的监测。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：
[0006]一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置，其中，所述装置包括一个测定池，测定池用于研究时放入变压器样品油，在测定池底部固定设置压电陶瓷换能器，在测定池顶部之上通过支架设置有激光位移传感器，激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的震动输出，测定池中在激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的聚焦线两侧相对设置有一对电极板，相对设置的两个电极板分别设置有连接臂，两个连接臂分别从测定池两侧侧壁伸出连接试验电压，其中，一个连接臂当中设置有微分头，微分头用于调节两个电极板之间的距离用以改变两个电极板之间在施加电压时的电场强度，所述激光位移传感器的输出连接信号处理器，一个色谱仪通过获取测定池中的样品油与测定池连接，一个信号发生器的输出通过可调节功率放大器连接超声换能器。
[0007]方案进一步是：所述压电陶瓷换能器的谐振频率为25.6kHz，功率放大器的调节范围为0～20W。
[0008]方案进一步是：所述样品池是长220mm，宽220mm，高300mm的长方体。
[0009]方案进一步是：所述激光位移传感器的参数选择如下：激光波长为632.8nm，频率范围为DC～3MHz，位移分辨率为15pm。
[0010]方案进一步是：所述色谱仪通过与测定池的进出管道连接在线获取测定池中的样品油。
[0011]本技术的有益效果是：开创性的结合数值计算与实验分析，可以揭示振动与电场共同作用下油中特征气体的变化规律，通过研究振动与电场作用下的油中特征气体研究方法，可以获得振动引起的压力变化幅值与电场下的特征气体变化规律。所获得的研究结果，有利于指导变压器绝缘状态的监测。
[0012]下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细描述。
附图说明
[0013]图1为本技术装置结构示意图；
[0014]图2为本技术CFD分析模型图；
[0015]图3为本技术压电陶瓷球面的聚焦式振动流场压力分布云图；
[0016]图4为本技术压电陶瓷球面的聚焦式振动物理模型；
[0017]图5为本技术压电陶瓷球面半径振动参数示意图；
[0018]图6为大卫三角示意图；
[0019]图7是一个带入参数实例的大卫三角示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“连接”、“置于”应做广义理解，例如“连接”可以是导线连接，也可以是机械连接；“置于”可以是固定连接放置，也可以是一体成形放置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
[0022]一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置，如图1所示，所述装置包括一个测定池1，测定池用于研究时放入变压器样品油，测定池用于测定时放入变压器样品油，为了尽可能的减少测定用油量，所述样品池是长220mm，宽220mm，高300mm的长方体。在测定池底部固定设置压电陶瓷换能器2，本实施例使用的是谐振频率为25.6kHz的压电陶瓷换能器；一个信号发生器3的输出通过可调节功率放大器4连接压电陶瓷换能器2，功率放大器的调节范围为0～20W。在测定池1顶部之上通过支架设置有激光位移传感器5，激光位移传感器5聚焦压电陶瓷换能器2的震动输出，测定池中在激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的聚焦线6两侧相对设置有一对电极板7，相对设置的两个电极板分别设置有连接臂8，两
个连接臂分别从测定池两侧侧壁伸出连接试验电压9，其中，一个连接臂当中设置有微分头10，微分头10设置在试验电压接地侧一端的连接臂当中，微分头用于调节两个电极板之间的距离用以改变两个电极板之间在施加电压时的电场强度，所述激光位移传感器5的输出连接信号处理器11，信号处理器5对获得的激光位移传感器信号进行CFD分析获得的压力幅值，一个色谱仪12通过获取测定池中的样品油与测定池连接，获取测定池中的样品油可以是在每一次测量时通过实验仪器从样品油中抽取，也可以是色谱仪通过与测定池的进出管道连接在线获取测定池中的样品油。
[0023]通过上述研究装置结构以及选择的指标参数可以实现振动与电场作用对油中特征气体影响的研究。
[0024]因此，在调节输出功率增大压电陶瓷换能器输出的位移变化幅度的同时，在两个电极板施加电压，提供均匀电场；用微分头调节电极间距调节两个电极板之间的电场；其中的单点激光位移传感器测量不同换能器不同功率下的振动位移；油色谱分析测定油样中特征气体含量的变化；换能器位移与油中压力转换的CFD分析通过仿真模拟的方式获得换能器不同位移下油中压力的变化幅值，最终使用上述数据可以实现振动与电场作用对油中特征气体影响的研究。
[0025]下面介绍使用上述装置进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振动与电场作用对油中特征气体影响的研究装置，其特征在于，所述装置包括一个测定池，测定池用于研究时放入变压器样品油，在测定池底部固定设置压电陶瓷换能器，在测定池顶部之上通过支架设置有激光位移传感器，激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的震动输出，测定池中在激光位移传感器聚焦压电陶瓷换能器的聚焦线两侧相对设置有一对电极板，相对设置的两个电极板分别设置有连接臂，两个连接臂分别从测定池两侧侧壁伸出连接试验电压，其中，一个连接臂当中设置有微分头，微分头用于调节两个电极板之间的距离用以改变两个电极板之间在施加电压时的电场强度，所述激光位移传感器的输出连接信号处理器，一个色谱仪通过获取测定池中的样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，尹睿涵，吴兴旺，丁国成，柯艳国，谢佳，朱太云，杨海涛，张晨晨，张乔根，文韬，汪可，周秀，李刚，田天，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：