本發(fā)明涉及一種彈性模量測(cè)試裝置，具體涉及一種變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

電力變壓器是電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵樞紐設(shè)備，確保變壓器的正常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全性和可靠性意義重大。作為變壓器的主要結(jié)構(gòu)，其繞組的安全可靠尤為重要。正常運(yùn)行時(shí)，繞組會(huì)發(fā)生振動(dòng)，墊塊的彈性模量的大小直接關(guān)系到振動(dòng)的幅值及狀態(tài)。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，變壓器不可避免地會(huì)遭受各種短路故障的沖擊，短路時(shí)，繞組將受到極大的動(dòng)態(tài)短路電磁力沖擊，墊塊的彈性模量會(huì)對(duì)繞組的短路強(qiáng)度及動(dòng)穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。因此，準(zhǔn)確測(cè)量變壓器繞組絕緣墊塊的彈性模量對(duì)變壓器繞組短路強(qiáng)度及動(dòng)穩(wěn)定性評(píng)估至關(guān)重要，也是變壓器繞組設(shè)計(jì)計(jì)算的重要依據(jù)。

目前，在材料彈性模量測(cè)量裝置研究中，申請(qǐng)?zhí)枮?01310240410.9的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種測(cè)量金屬材料彈性模量的裝置及測(cè)量方法，該裝置包括支架、砝碼、托盤(pán)、上夾頭、下夾頭、測(cè)量夾及直流雙臂電橋、螺旋測(cè)微計(jì)、卷尺，待測(cè)金屬絲。該裝置能對(duì)待測(cè)金屬絲的彈性模量進(jìn)行方便、快速的測(cè)量，但由于墊塊彈性模量是非線性的，與所處溫度及受到的壓力密切相關(guān)，且長(zhǎng)期處于浸油狀態(tài)，浸油后墊塊彈性模量將發(fā)生變化，申請(qǐng)?zhí)枮?01310240410.9的專(zhuān)利文獻(xiàn)所涉及的彈性模量測(cè)量裝置不能在浸油條件下進(jìn)行測(cè)量，也不能在不同溫度條件下進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置及測(cè)試方法，該裝置能在不同溫度的浸油條件下，測(cè)試變壓器繞組絕緣墊塊承受不同壓力時(shí)的非線性彈性模量，測(cè)試溫度可根據(jù)需要從低溫-80℃至高溫200℃任意調(diào)整，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果可靠性高，用以解決現(xiàn)有測(cè)試裝置不能模擬變壓器繞組絕緣墊塊復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的局限性問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置，包括密封腔體、加熱裝置、液壓加載系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)支撐裝置、激光位移測(cè)試系統(tǒng)以及用于降低冷卻密封腔體內(nèi)溫度的冷卻系統(tǒng)；其中，密封腔體內(nèi)能夠充有變壓器油，墊塊樣品浸漬在變壓器油中，加熱裝置和激光位移測(cè)試系統(tǒng)設(shè)置在密封腔體內(nèi)，液壓加載裝置用于對(duì)墊塊樣品進(jìn)行加壓，且液壓加載系統(tǒng)支撐裝置設(shè)置在密封腔體外，液壓加載系統(tǒng)支撐上設(shè)置有用于對(duì)墊塊樣品進(jìn)行加壓的液壓加載裝置；根據(jù)激光位移測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試的墊塊樣品受壓時(shí)的壓力及位移，得到墊塊樣品的彈性模量。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述密封腔體包括金屬上蓋板和與金屬上蓋板相配合的金屬下屏蔽殼，金屬上蓋板和金屬下屏蔽殼形成密封腔體。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述金屬上蓋板底面設(shè)置有凸起，金屬下屏蔽殼為開(kāi)口箱型結(jié)構(gòu)，并且金屬下屏蔽殼的頂部開(kāi)設(shè)有與凸起相配合的凹槽，凸起伸入到凹槽內(nèi)，并通過(guò)定位銷(xiāo)固定金屬上蓋板和金屬下屏蔽殼。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，冷卻系統(tǒng)包括熱交換器、液氮杜瓦瓶、液氮輸送管、液氮輸送管控制閥、排氣管、排氣管控制閥、氮?dú)馀欧殴芸刂崎y、氮?dú)馀欧殴?、安全閥、壓力調(diào)整控制箱、泄壓管道以及壓力調(diào)整器，其中，液氮輸送管一端與液氮杜瓦瓶相連通，另一端與熱交換器相連通，液氮輸送管上設(shè)置有液氮輸送管控制閥；熱交換器還與氮?dú)馀欧殴芟噙B通，且氮?dú)馀欧殴苌斐雒芊馇惑w，伸出密封腔體的氮?dú)馀欧殴苌显O(shè)置有氮?dú)馀欧殴芸刂崎y；所述熱交換器設(shè)置于密封腔體內(nèi)，且熱交換器下表面與樣品支撐臺(tái)的上表面在水平面內(nèi)保持平齊，液氮杜瓦瓶設(shè)置在密封腔體外；壓力調(diào)整控制箱與液氮杜瓦瓶相連接，并且液氮杜瓦瓶與壓力調(diào)整控制箱之間設(shè)置有壓力調(diào)整器；壓力調(diào)整控制箱還連接有泄壓管道，且泄壓管道上設(shè)置有安全閥；液氮杜瓦瓶口設(shè)置有排氣管，排氣管上設(shè)置有排氣管控制閥。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述加熱裝置包括加熱器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器，加熱器和第一溫度傳感器均設(shè)置密封腔體內(nèi)壁下部，且設(shè)置于變壓器油輸送管道的正上方；第二溫度傳感器設(shè)置在密封腔體內(nèi)上部，第三溫度傳感器設(shè)置在密封腔體內(nèi)壁上，且第三溫度傳感器位于熱交換器的下方。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述液壓加載系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，所述的液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)位于密封腔體外，所述液壓系統(tǒng)包括液壓缸和以及與液壓缸相連的推桿，推桿下部設(shè)置有與推桿相連的壓桿，壓桿的下部設(shè)置有壓板，壓板底面安裝有用于實(shí)時(shí)檢測(cè)墊塊樣品所受壓力的壓力傳感器。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，密封腔體側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有變壓器油輸送口，變壓器油輸送口上壁與樣品支撐臺(tái)的上表面在水平面內(nèi)保持平齊，變壓器油輸送口與變壓器油輸送管道相連通，變壓器油輸送管道上設(shè)置有電動(dòng)泵和變壓器油輸送管道控制閥。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，液壓加載系統(tǒng)支撐裝置包括底座以及設(shè)置在底座上的液壓加載系統(tǒng)支撐架，液壓加載系統(tǒng)支撐架上以及液壓加載系統(tǒng)支撐架與底座之間設(shè)置有若干加強(qiáng)筋板。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述激光位移測(cè)試系統(tǒng)包括激光接收器、激光反射臺(tái)、激光發(fā)生器以及激光束以及帶刻度的激光接收器，其中，所述的激光發(fā)生器、激光反射臺(tái)和帶刻度的激光接收器位于密封腔體內(nèi)，激光發(fā)生器、和帶刻度的激光接收器均與金屬上蓋板固定安裝在金屬上蓋板上；激光發(fā)生器和激光接收器分別位于激光反射臺(tái)的兩側(cè)，且激光反射臺(tái)與壓桿通過(guò)焊接固定連接；激光接收器的下端與激光反射臺(tái)位于同一水平面上。

一種變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試方法，包括以下步驟：

1)將墊塊樣品放在樣品支撐臺(tái)上，使墊塊樣品在壓板的正下方；

2)用電動(dòng)泵將變壓器油從變壓器油輸送管道注入密封腔體中；

3)待溫度達(dá)到測(cè)試所需的溫度時(shí)，通過(guò)液壓加載系統(tǒng)對(duì)墊塊樣品施加一定的壓力，由壓力傳感器測(cè)量該壓力值f；

4)液壓加載系統(tǒng)對(duì)墊塊樣品施加壓力后，墊塊樣品發(fā)生形變，激光反射臺(tái)產(chǎn)生向下的位移，到達(dá)激光反射臺(tái)的位置，樣品墊塊樣品的位移即為激光反射臺(tái)的位移；激光反射臺(tái)向下移動(dòng)前后，激光發(fā)生器以某一入射角發(fā)出的激光，分別經(jīng)激光反射臺(tái)和激光反射臺(tái)反射后到達(dá)激光接收器的點(diǎn)F和點(diǎn)E處，激光接收器帶有刻度，自動(dòng)計(jì)算出點(diǎn)F和點(diǎn)E之間的距離，即線段EF的長(zhǎng)度，墊塊樣品的位移Δl和線段EF的關(guān)系為

5)根據(jù)胡克定律：在彈性限度內(nèi)，伸長(zhǎng)應(yīng)變?chǔ)/l與外應(yīng)力f/s成正比，

即彈性模量

上式中f為所測(cè)墊塊樣品受到的壓力；s為墊塊樣品受壓截面的面積；l為墊塊樣品在豎直方向的原始厚度；Δl為墊塊樣品受到壓力后的位移；e為彈性模量；

6)某一溫度下墊塊樣品的彈性模量測(cè)量完成后，由冷卻系統(tǒng)或加熱裝置自動(dòng)進(jìn)行溫度調(diào)整，達(dá)到下一測(cè)定溫度值時(shí)，重復(fù)5)～7)步驟，由此測(cè)量一定溫度范圍內(nèi)不同溫度、相同壓力下墊塊樣品的彈性模量，并繪制出墊塊樣品的彈性模量隨溫度的變化曲線；

7)在某一溫度下，改變液壓加載系統(tǒng)的對(duì)墊塊樣品施加的壓力，重復(fù)5)～7)步驟，由此測(cè)量一定溫度、不同壓力下墊塊樣品的非線性彈性模量，并繪制出墊塊樣品的彈性模量隨壓力的變化曲線，完成測(cè)量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果：

(1)本發(fā)明測(cè)試裝置的密封腔體內(nèi)溫度、墊塊樣品所有壓力可控，可由液壓加載系統(tǒng)施加壓力，冷卻系統(tǒng)控制降溫，加熱裝置控制加熱，冷卻系統(tǒng)用以使密封腔體及墊塊保持測(cè)試的低溫狀態(tài)。根據(jù)測(cè)試溫度需要，冷卻系統(tǒng)和加熱裝置自動(dòng)調(diào)整和配合，以達(dá)到理想的測(cè)試環(huán)境溫度。

(2)本發(fā)明測(cè)試裝置采用的密封腔體可盛裝變壓器油，實(shí)現(xiàn)了墊塊在浸油條件下彈性模量的測(cè)量，更加符合墊塊的實(shí)際工況。

(3)本發(fā)明測(cè)試裝置采集得到的壓力、位移、溫度等數(shù)據(jù)均由系統(tǒng)自動(dòng)處理，最終得到不同溫度情況下，墊塊彈性模量隨溫度的變化曲線和數(shù)據(jù)表，操作簡(jiǎn)便，智能化程度高。

(4)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)墊塊經(jīng)過(guò)不同時(shí)間的浸油、高溫、低溫等因素綜合作用后，測(cè)量墊塊在不同壓力和溫度下的彈性模量，為變壓器繞組動(dòng)穩(wěn)定性校核提供依據(jù)。

(5)本發(fā)明中加熱裝置用以使密封腔體及墊塊保持測(cè)試需要的高溫狀態(tài)；該裝置能在不同溫度的浸油條件下測(cè)試變壓器繞組絕緣墊塊承受不同壓力時(shí)的非線性彈性模量，操作簡(jiǎn)便，智能化程度高，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，實(shí)現(xiàn)了與實(shí)際運(yùn)行環(huán)境相同時(shí)彈性模量的測(cè)量，解決了現(xiàn)有測(cè)試裝置不能模擬變壓器繞組絕緣墊塊復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的局限性問(wèn)題。

(6)本發(fā)明設(shè)計(jì)的變壓器繞組固體絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置能模擬其實(shí)際運(yùn)行工況，在浸油條件下，準(zhǔn)確測(cè)量不同溫度和壓力下墊塊的非線性彈性模量，為變壓器設(shè)計(jì)及抗短路能力評(píng)估提供技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。

進(jìn)一步的，通過(guò)在密封腔體內(nèi)不同位置設(shè)置第一溫度傳感器、第二溫度傳感器以及第三溫度傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)密封腔體內(nèi)空氣、變壓器油等不同位置的溫度。

進(jìn)一步的，本發(fā)明測(cè)試裝置通過(guò)變壓器油輸送管道經(jīng)電動(dòng)泵將變壓器油注入密封腔體內(nèi)，無(wú)需人工注油，操作過(guò)程更加方便，效率更高。

進(jìn)一步的，金屬上蓋板底面設(shè)置有凸起，金屬下屏蔽殼的頂部開(kāi)設(shè)有與凸起相配合的凹槽，金屬上蓋板安裝在金屬下屏蔽殼的頂部，凸起伸入到凹槽內(nèi)，并通過(guò)定位銷(xiāo)固定，以保證金屬上蓋板和金屬下屏蔽殼在接口處相互配合良好，防止滑動(dòng)。

進(jìn)一步的，通過(guò)液氮杜瓦瓶，液氮杜瓦瓶?jī)?nèi)的液氮經(jīng)液氮輸送管進(jìn)入熱交換器中，在熱交換器內(nèi)蒸發(fā)吸收大量的熱，降低并密封腔體內(nèi)變壓器油的溫度，從而達(dá)到降溫的目的。熱交換器根據(jù)密封腔體內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)信息及所需溫度值，控制液氮的流速，實(shí)現(xiàn)密封腔體內(nèi)保持一定的低溫狀態(tài)，并根據(jù)熱交換器內(nèi)的壓力，自動(dòng)控制氮?dú)馀欧殴芸刂崎y，保證熱交換器的安全。當(dāng)液氮杜瓦瓶?jī)?nèi)壓力降低時(shí)，液氮流入壓力調(diào)整器，位于液氮杜瓦瓶外部的壓力調(diào)整器與空氣能實(shí)現(xiàn)很好地?zé)峤粨Q，使得液氮在位于液氮杜瓦瓶外部的壓力調(diào)整器中蒸發(fā)，從而使得液氮杜瓦瓶的壓力升高。壓力調(diào)整控制箱還連接有泄壓管道，且泄壓管道上設(shè)置有安全閥；當(dāng)液氮杜瓦瓶?jī)?nèi)壓力異常，達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，安全閥自動(dòng)打開(kāi)，起到泄壓的作用。

本發(fā)明能夠測(cè)量一定溫度范圍內(nèi)不同溫度、相同壓力下墊塊樣品的彈性模量，并繪制出墊塊樣品的彈性模量隨溫度的變化曲線；測(cè)量一定溫度、不同壓力下墊塊樣品的非線性彈性模量，并繪制出墊塊樣品的彈性模量隨壓力的變化曲線，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)墊塊浸油狀態(tài)下的測(cè)量，符合墊塊的實(shí)際工況，為變壓器繞組動(dòng)穩(wěn)定性校核提供依據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為激光位移測(cè)量系統(tǒng)原理圖。

圖3為液壓加載系統(tǒng)原理圖。

圖4為墊塊樣品受壓截面圖。

圖中，

1為變壓器油輸送管道控制閥 2為電動(dòng)泵

3為變壓器油輸送管道 4為第一溫度傳感器

5為-金屬下屏蔽殼 6為金屬上蓋板

7為激光接收器 8為加熱器

9為壓力傳感器 10為激光反射臺(tái)

11-樣品支撐臺(tái) 12為墊塊樣品

13為-壓板 14為激光束

15為激光發(fā)生器 16為壓桿

17為液壓加載系統(tǒng) 18為第二溫度傳感器

19為排氣管控制閥 20為排氣管

21為熱交換器 22為第三溫度傳感器

23為液氮杜瓦瓶 24為液氮輸送管

25為液氮輸送管控制閥 26為排氣管

27為排氣管控制閥 28為液氮

29為氮?dú)馀欧殴芸刂崎y 30為氮?dú)馀欧殴?/p>

31為安全閥 32為壓力調(diào)整控制箱

33為泄壓管道 34為壓力調(diào)整器

35為液壓加載系統(tǒng)支撐架 36為底座

37為第一加強(qiáng)筋板 38-第二加強(qiáng)筋板

39為第三加強(qiáng)筋板 40-第四加強(qiáng)筋板

10-1為加載移動(dòng)后的激光反射臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明

如圖1所示，本發(fā)明的變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置包括密封腔體、加熱裝置、冷卻系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)、變壓器油輸送口、液壓加載系統(tǒng)支撐裝置以及激光位移測(cè)試系統(tǒng)

密封腔體充有變壓器油，墊塊樣品浸漬在變壓器油中，加熱裝置和激光位移測(cè)試系統(tǒng)設(shè)置在密封腔體內(nèi)，密封腔體外部設(shè)置有用于對(duì)密封腔體內(nèi)墊塊樣品進(jìn)行加壓的液壓加載裝置，液壓加載裝置設(shè)置在液壓加載系統(tǒng)支撐裝置上。

變壓器油輸送口設(shè)置在密封腔體側(cè)壁上。根據(jù)激光位移測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試的墊塊樣品受壓時(shí)的壓力及位移，得到墊塊樣品的彈性模量。

所述密封腔體包括金屬上蓋板6和與金屬上蓋板6相配合的金屬下屏蔽殼5，金屬上蓋板6底面設(shè)置有凸起，金屬下屏蔽殼5為開(kāi)口箱型結(jié)構(gòu)，并且金屬下屏蔽殼5的頂部開(kāi)設(shè)有與凸起相配合的凹槽，金屬上蓋板6安裝在金屬下屏蔽殼5的頂部，凸起伸入到凹槽內(nèi)，并通過(guò)定位銷(xiāo)固定，以保證金屬上蓋板6和金屬下屏蔽殼5在接口處相互配合良好，防止滑動(dòng)，金屬上蓋板6和金屬下屏蔽殼5形成密封腔體。

所述冷卻系統(tǒng)包括熱交換器21、液氮杜瓦瓶23、液氮輸送管24、液氮輸送管控制閥25、排氣管26、排氣管控制閥27、液氮28、氮?dú)馀欧殴芸刂崎y29、氮?dú)馀欧殴?0、安全閥31、壓力調(diào)整控制箱32、泄壓管道33以及壓力調(diào)整器34，其中，液氮輸送管24與一端液氮杜瓦瓶23相連通，另一端與熱交換器21相連通，液氮輸送管24上設(shè)置有液氮輸送管控制閥25，且液氮輸送管控制閥25設(shè)置在密封強(qiáng)腔體外；熱交換器21還與氮?dú)馀欧殴?0相連通，氮?dú)馀欧殴?0上設(shè)置有氮?dú)馀欧殴芸刂崎y29，氮?dú)馀欧殴?0伸出密封腔體，且氮?dú)馀欧殴芸刂崎y29設(shè)置在伸出密封腔體的氮?dú)馀欧殴?0上；所述熱交換器21設(shè)置于密封腔體內(nèi)，液氮杜瓦瓶23設(shè)置在密封腔體外，液氮杜瓦瓶23內(nèi)的液氮28經(jīng)液氮輸送管24進(jìn)入熱交換器21中，在熱交換器21內(nèi)蒸發(fā)吸收大量的熱，降低并密封腔體內(nèi)變壓器油的溫度，從而達(dá)到降溫的目的。熱交換器21根據(jù)密封腔體內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)信息及所需溫度值，控制液氮28的流速，實(shí)現(xiàn)密封腔體內(nèi)保持一定的低溫狀態(tài)，并根據(jù)熱交換器21內(nèi)的壓力，自動(dòng)控制氮?dú)馀欧殴芸刂崎y29，保證熱交換器21的安全。壓力調(diào)整控制箱32與液氮杜瓦瓶23相連接，并且液氮杜瓦瓶23與壓力調(diào)整控制箱32之間設(shè)置有壓力調(diào)整器34，壓力調(diào)整器34一端通過(guò)液氮杜瓦瓶底伸入液氮杜瓦瓶?jī)?nèi)部，另一端與壓力調(diào)整控制箱32相連；壓力調(diào)整控制箱32實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液氮杜瓦瓶23內(nèi)的壓力值，并通過(guò)壓力調(diào)整器34，維持液氮杜瓦瓶23內(nèi)壓力恒定。當(dāng)液氮杜瓦瓶23內(nèi)壓力降低時(shí)，液氮28流入壓力調(diào)整器34，位于液氮杜瓦瓶23外部的壓力調(diào)整器34與空氣能實(shí)現(xiàn)很好地?zé)峤粨Q，使得液氮28在位于液氮杜瓦瓶23外部的壓力調(diào)整器34中蒸發(fā)，從而使得液氮杜瓦瓶23的壓力升高。壓力調(diào)整控制箱32還連接有泄壓管道33，且泄壓管道33上設(shè)置有安全閥31；當(dāng)液氮杜瓦瓶23內(nèi)壓力異常，達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，安全閥31自動(dòng)打開(kāi)，起到泄壓的作用。液氮杜瓦瓶口設(shè)置有排氣管26，排氣管26上設(shè)置有排氣管控制閥27；液氮28使用完畢，可打開(kāi)排氣管控制閥27，氣體經(jīng)排氣管26排出，釋放瓶?jī)?nèi)壓力后，加入液氮。

所述加熱裝置包括加熱器8、第一溫度傳感器4、第二溫度傳感器18和第三溫度傳感器22，加熱器8和第一溫度傳感器4均設(shè)置密封腔體內(nèi)壁下部，且加熱器8和第一溫度傳感器4均設(shè)置于變壓器油輸送管道3的正上方。加熱器8用于對(duì)密封腔體內(nèi)的變壓器油進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)密封腔體內(nèi)所需的高溫狀態(tài)；溫度傳感器4用于檢測(cè)密封腔體內(nèi)的溫度，當(dāng)達(dá)到測(cè)試所需的溫度時(shí)，控制加熱器8停止加熱，根據(jù)測(cè)試需要加熱溫度，測(cè)量墊塊樣品12在不同溫度下的彈性模量。第二溫度傳感器18設(shè)置在密封腔體內(nèi)上部，溫度傳感第二器18用于檢測(cè)密封腔體內(nèi)上部的溫度，第三溫度傳感器22設(shè)置在密封腔體內(nèi)壁上，且第三溫度傳感器22位于熱交換器21的下方，第三溫度傳感器22用于檢測(cè)密封腔體內(nèi)熱交換器21下方變壓器油的溫度。

所述液壓加載系統(tǒng)17包括液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，如圖3所示，所述的液壓系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)位于密封腔體外，所述液壓系統(tǒng)包括液壓缸41和以及與液壓缸41相連的推桿42，通過(guò)控制液壓缸41中液壓油的體積變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)墊塊樣品12的壓力加載。推桿42下部設(shè)置有與推桿42相連的壓桿16，壓桿16的下部設(shè)置有壓板13；測(cè)試時(shí)，將墊塊樣品12放置后，根據(jù)需要設(shè)定壓力控制范圍，控制系統(tǒng)自動(dòng)控制液壓系統(tǒng)，通過(guò)壓桿16和壓板13將壓力傳遞至墊塊樣品12上，壓板13底面安裝有壓力傳感器9，壓力傳感器9用于實(shí)時(shí)檢測(cè)墊塊樣品12所受壓力大小f。

密封腔體側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有變壓器油輸送口，變壓器油輸送口上壁與樣品支撐臺(tái)11的上表面在水平面內(nèi)保持平齊，變壓器油輸送口與變壓器油輸送管道3相連通，變壓器油輸送管道3上設(shè)置有電動(dòng)泵2和變壓器油輸送管道控制閥1；電動(dòng)泵2實(shí)現(xiàn)變壓器油輸入輸出，變壓器油輸送管道控制閥1控制變壓器油輸送管道的開(kāi)閉。

測(cè)試時(shí)，通過(guò)變壓器油輸送管道3，經(jīng)電動(dòng)泵2將變壓器油注入密封腔體內(nèi)，測(cè)試結(jié)束后，通過(guò)變壓器油輸送管道3，經(jīng)電動(dòng)泵2將變壓器油從密封腔體內(nèi)抽出，無(wú)需人工注入和排出，操作過(guò)程更加方便，效率更高。

所述液壓加載系統(tǒng)支撐裝置包括底座36、液壓加載系統(tǒng)支撐架35、第一加強(qiáng)筋板37、第二加強(qiáng)筋板38、第三加強(qiáng)筋板39、第四加強(qiáng)筋板40，液壓加載系統(tǒng)支撐架35設(shè)置在底座36上，且液壓加載系統(tǒng)支撐架35與底座36采用焊接的方式固定連接，液壓加載系統(tǒng)17設(shè)置在液壓加載系統(tǒng)支撐架35上，且液壓加載系統(tǒng)17與液壓加載系統(tǒng)支撐架35采用螺栓固定連接。液壓加載系統(tǒng)17的推桿42與壓桿16在同一豎直線，測(cè)試時(shí)，壓桿16底端的中心與墊塊樣品12的中心在同一豎直線上。液壓加載系統(tǒng)支撐架35兩側(cè)均設(shè)有第一加強(qiáng)筋板37、第二加強(qiáng)筋板38、第三加強(qiáng)筋板39、第四加強(qiáng)筋板40，第二加強(qiáng)筋板38、第三加強(qiáng)筋板39設(shè)置在液壓加載系統(tǒng)支撐架35轉(zhuǎn)角處，第一加強(qiáng)筋板37和第四加強(qiáng)筋板40設(shè)置在液壓加載系統(tǒng)支撐架35于底座36連接處，用于增強(qiáng)液壓加載系統(tǒng)17及液壓加載系統(tǒng)支撐架35的穩(wěn)定性，并且第二加強(qiáng)筋板38和第三加強(qiáng)筋板39通過(guò)焊接的方式固定在液壓加載系統(tǒng)支撐架35上，第一加強(qiáng)筋板37和第四加強(qiáng)筋板40的一端通過(guò)焊接的方式固定在底座36上，另一端通過(guò)焊接的方式固定在液壓加載系統(tǒng)支撐架35上。底座36上設(shè)置有樣品支撐臺(tái)11，墊塊樣品12放置在樣品支撐臺(tái)11上。另外，液氮杜瓦瓶23固定安裝于底座上。

所述激光位移測(cè)試系統(tǒng)包括激光接收器7、激光反射臺(tái)10、激光發(fā)生器15以及激光束14，所述的激光發(fā)生器15、激光反射臺(tái)10和帶刻度的激光接收器7位于密封腔體內(nèi)，激光發(fā)生器15、帶刻度的激光接收器7均固定安裝在金屬上蓋板6上，激光反射臺(tái)10與壓桿16通過(guò)焊接固定連接。激光發(fā)生器15和激光接收器7分別位于激光反射臺(tái)10的兩側(cè)，且激光接收器7的下端與激光反射臺(tái)10位于同一水平面上；如圖2所示，激光發(fā)生器15發(fā)射的激光入射角度固定不變，液壓加載系統(tǒng)17對(duì)墊塊樣品12施加壓力后，墊塊樣品12發(fā)生形變，激光反射臺(tái)10產(chǎn)生向下的位移，到達(dá)激光反射臺(tái)10-1的位置，樣品墊塊12的位移也即激光反射臺(tái)10的位移。激光反射臺(tái)10向下移動(dòng)前后，激光發(fā)生器15以某一入射角α發(fā)出的激光，分別經(jīng)激光反射臺(tái)10和激光反射臺(tái)10-1反射后到達(dá)激光接收器7的點(diǎn)F和點(diǎn)E處，激光接收器7帶有刻度，自動(dòng)計(jì)算出點(diǎn)F和點(diǎn)E之間的距離，即線段EF的長(zhǎng)度，根據(jù)光學(xué)反射定律，入射角等于反射角，由圖2中的幾何關(guān)系可得角度關(guān)系α＝β＝γ，由此不難得出線段EF與線段AC長(zhǎng)度相等，即EF＝AC，根據(jù)線段BD垂直于線段AC，可以得出點(diǎn)B為線段AC的中點(diǎn)，故墊塊樣品12的位移Δl、線段BC和線段EF的關(guān)系為測(cè)得線段EF的長(zhǎng)度后，即可方便得到墊塊樣品12受到壓力后位移Δl。

根據(jù)胡克定律：在彈性限度內(nèi)，伸長(zhǎng)應(yīng)變?chǔ)/l與外應(yīng)力f/s成正比，即(1)式中f為所測(cè)墊塊樣品受到的壓力，可由壓力傳感器9測(cè)得；s為墊塊樣品受壓截面的面積，測(cè)量時(shí)，將墊塊樣品12制作為圓柱，墊塊樣品12受壓截面為圓形，如圖4所示，d為圓形截面直徑，圓形截面積s可由s＝πd²/4求得；l為墊塊樣品在豎直方向的原始厚度，可在測(cè)量前用游標(biāo)卡尺測(cè)得；Δl為墊塊樣品受到壓力后的位移，測(cè)量時(shí)可由激光位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得；e為彈性模量，可根據(jù)(1)式中上述其他各參數(shù)計(jì)算得到。

基于上述變壓器繞組絕緣墊塊彈性模量測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括如下步驟：

1)選擇某種規(guī)格的變壓器繞組絕緣墊塊，制作如圖4所示的墊塊樣品12，保證樣品形狀規(guī)則，厚度均勻，表面平整光滑；

2)將墊塊樣品12放在樣品支撐臺(tái)11上，使墊塊樣品12在壓板13的正下方；

3)用電動(dòng)泵2將變壓器油從變壓器油輸送管道3注入密封腔體中；

4)對(duì)測(cè)試所需的溫度范圍進(jìn)行設(shè)定，打開(kāi)冷卻系統(tǒng)和加熱裝置，測(cè)試時(shí)，根據(jù)測(cè)試所需的溫度，冷卻系統(tǒng)與加熱裝置相互配合，自動(dòng)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，達(dá)到并保持一定的溫度；

5)待溫度達(dá)到測(cè)試所需的溫度時(shí)，通過(guò)液壓加載系統(tǒng)17對(duì)墊塊樣品12施加一定的壓力，由壓力傳感器9測(cè)量該壓力值f；

6)液壓加載系統(tǒng)17對(duì)墊塊樣品12施加壓力后，墊塊樣品12發(fā)生形變，激光反射臺(tái)10產(chǎn)生向下的位移，到達(dá)激光反射臺(tái)10-1的位置，樣品墊塊12的位移也即激光反射臺(tái)10的位移。激光反射臺(tái)10向下移動(dòng)前后，激光發(fā)生器15以某一入射角α發(fā)出的激光，分別經(jīng)激光反射臺(tái)10和激光反射臺(tái)10-1反射后到達(dá)激光接收器7的點(diǎn)F和點(diǎn)E處，激光接收器7帶有刻度，自動(dòng)計(jì)算出點(diǎn)F和點(diǎn)E之間的距離，即線段EF的長(zhǎng)度，根據(jù)光學(xué)反射定律，入射角等于反射角，由圖2中的幾何關(guān)系可得角度關(guān)系α＝β＝γ，由此不難得出線段EF與線段AC長(zhǎng)度相等，即EF＝AC，根據(jù)線段BD垂直于線段AC，可以得出點(diǎn)B為線段AC的中點(diǎn)，故墊塊樣品的位移Δl、線段BC和線段EF的關(guān)系為測(cè)得線段EF的長(zhǎng)度后，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算得到墊塊樣品12受到壓力后位移Δl。

7)根據(jù)胡克定律：在彈性限度內(nèi)，伸長(zhǎng)應(yīng)變?chǔ)/l與外應(yīng)力f/s成正比，即(1)式中f為所測(cè)墊塊樣品受到的壓力，可由壓力傳感器9測(cè)得；s為墊塊樣品受壓截面的面積，測(cè)量時(shí)，將墊塊樣品12制作為圓柱，墊塊樣品12受壓截面為圓形，如圖4所示，d為圓形截面直徑，圓形截面積s可由s＝πd²/4求得；l為墊塊樣品在豎直方向的原始厚度，可在測(cè)量前用游標(biāo)卡尺測(cè)得；Δl為墊塊樣品受到壓力后的位移，測(cè)量時(shí)可由激光位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得；e為彈性模量，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)(1)式中上述其他各參數(shù)計(jì)算得到e的值；

8)某一溫度下墊塊樣品12的彈性模量測(cè)量完成后，由冷卻系統(tǒng)或加熱裝置自動(dòng)進(jìn)行溫度調(diào)整，達(dá)到下一測(cè)定溫度值時(shí)，重復(fù)5)～7)步驟，由此測(cè)量一定溫度范圍內(nèi)不同溫度、相同壓力下墊塊樣品12的彈性模量，并由系統(tǒng)自動(dòng)繪制出墊塊樣品12的彈性模量隨溫度的變化曲線；

9)在某一溫度下，改變液壓加載系統(tǒng)17的對(duì)墊塊樣品12施加的壓力，重復(fù)5)～7)步驟，由此測(cè)量一定溫度、不同壓力下墊塊樣品的非線性彈性模量，并由系統(tǒng)自動(dòng)繪制出墊塊樣品12的彈性模量隨壓力的變化曲線；

10)測(cè)量完成后，關(guān)閉冷卻系統(tǒng)和加熱裝置，待變壓器油接近室溫時(shí)，通過(guò)電動(dòng)泵2，將變壓器油經(jīng)變壓器油輸送管道3排出密封腔體，取出墊塊樣品，完成測(cè)量。