變壓器油的介電強(qiáng)度試驗(yàn)

電力企業(yè)普遍都使用自動化程度較高的全自動微機(jī)介電強(qiáng)度試驗(yàn)測試儀，能使整個測試過程自動操作完成，與傳統(tǒng)方法相比較，且有使用安全，操作簡便，數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)。但在實(shí)際試驗(yàn)中，由于操作人員專業(yè)技術(shù)知識欠缺，以及各種因素影響，致使試驗(yàn)結(jié)果偏離實(shí)際值較大，因此以GB/T 507-2002的《絕緣油擊穿電壓測定法》和DL/T8467-2004《絕緣油介電強(qiáng)度測試儀》為依據(jù)，對變壓器油進(jìn)行科學(xué)合理的取樣和試驗(yàn)，是非常重要地。

一、 變壓器油的取樣

變壓器油的取樣，是試驗(yàn)的基礎(chǔ)，正確的取樣和樣品的保存對其試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性是相當(dāng)重要的，所以取樣應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，按技術(shù)要求嚴(yán)格進(jìn)行。要使用清潔并經(jīng)過干燥的棕色取樣瓶，瓶子應(yīng)在試驗(yàn)前避光保存，保證瓶口的清潔和密封，每種油樣應(yīng)有正確的標(biāo)記。介電強(qiáng)度試驗(yàn)對樣品中微量的水或其他雜質(zhì)相當(dāng)敏感，因此，采樣要細(xì)心慎重。

1.從油桶中取樣

試驗(yàn)油應(yīng)從污染最嚴(yán)重的底層取得，取樣前需要用干凈的棉布將桶蓋外部擦干凈，不得將纖維帶入油中，然后用清潔干燥的取樣玻璃管取樣。從整桶油中取樣時，取樣的桶數(shù)應(yīng)能足夠代表該批變壓器油的質(zhì)量。

2.從變壓器中取樣

取樣時應(yīng)從變壓器底部閥門放油，先放出一定數(shù)量的油，將閥門內(nèi)壁沖洗干凈，并防止沉積在閥門內(nèi)部的雜質(zhì)帶入油樣中。取樣時油流的油柱應(yīng)沿瓶子內(nèi)壁而下，以防把空氣帶入油中，并用放出的油沖洗取樣瓶不少于二次。要注意的是有載調(diào)壓變壓器的取樣鋼管較長，需放出的油應(yīng)多些，而油箱和油枕的容積較小，取樣后需要及時補(bǔ)充新油，一天以后，再重新接入重瓦斯跳閘信號。

二、 試驗(yàn)方法

1.油樣必須在不破壞原有密封的情況下在試驗(yàn)室內(nèi)放置一陣子，且時間不宜太短，待油溫和室溫相同時，方可揭蓋試驗(yàn);在揭蓋前，將油樣輕輕搖晃數(shù)次，使內(nèi)部雜質(zhì)混合均勻，但不得產(chǎn)生氣泡。

2.油杯必須事先經(jīng)過洗滌并干燥處理，使內(nèi)部保持清潔;試驗(yàn)前檢查電極間的距離保持在2.5mm，用試驗(yàn)油將油杯沖洗3次，再將試驗(yàn)油沿杯壁徐徐注入油杯至油面高出電極不少于40mm，然后蓋上高壓倉蓋子;試驗(yàn)時溫度控制在15-35℃范圍內(nèi)，相對濕度不超過80%。

3.接通電源前應(yīng)仔細(xì)檢查連接線是否牢固，儀器外殼接地是否可靠，接通電源后操作人員嚴(yán)禁觸碰油杯高壓倉蓋，以保障人身的安全。

4.對儀器的升壓速度、攪拌時間、靜止時間、試驗(yàn)次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，確認(rèn)后。儀器將根據(jù)操作人員設(shè)定的方式進(jìn)行自動測試，試驗(yàn)完畢后，自動打印試驗(yàn)結(jié)果及平均值。

5.參數(shù)的設(shè)置：試驗(yàn)前初始靜置20min，以使油樣充分穩(wěn)定，并將倒入油杯過程中產(chǎn)生的氣泡逸出，同時可使油樣的溫度、濕度等狀態(tài)與環(huán)境保持一致，保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。①升壓速度：以2kV/S或3kV/S的速度勻均升壓，升至杯中試驗(yàn)油發(fā)生擊穿為止，這時油杯試驗(yàn)保護(hù)系統(tǒng)自動跳閘，切斷電源。②攪拌時間：油樣在每次擊穿試驗(yàn)后，應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁?qū)除電極間因擊穿產(chǎn)生的碳粒，一般應(yīng)大于1分鐘。③靜置時間：

靜置時間不能太短，因?yàn)槊看斡蜆訐舸┖?，?qiáng)電場己局部改變了油樣原有的內(nèi)部微粒分布狀況，所以應(yīng)在充分?jǐn)嚢韬笸ㄟ^靜置使油樣得以恢復(fù)，一般靜置時間最好大于5分鐘。④連續(xù)試驗(yàn)：按上述操作步驟連續(xù)測試6次，得出6個擊穿電壓值，取其算術(shù)平均數(shù)作為此次試驗(yàn)油樣的擊穿電壓值。一個變壓器油樣6次擊穿電壓試驗(yàn)的測定值，其分散性是較大的，根本原因在于擊穿瞬間2個電極間的電場分布狀態(tài)和變壓器油中所含雜質(zhì)的分布狀態(tài)都是隨機(jī)的，而取不少于6個測定值的平均值作為測定結(jié)果是較為合理的，這樣更能較真實(shí)地反映變壓器油的被污染程度。

三、影響擊穿電壓的因素

1. 水分：它可以使油樣擊穿電壓明顯下降。

2. 溫度：純凈油擊穿電壓和溫度的關(guān)系不大，但實(shí)際使用中的油都或多或少含有水分、灰塵、纖維等雜質(zhì)。而含水的油則和溫度呈現(xiàn)出比較復(fù)雜的關(guān)系，這主要是由于油中水分存在的狀態(tài)隨溫度變化而變化的緣故。當(dāng)油溫在0度時，油中水分呈膠體狀，擊穿電壓最低;當(dāng)油溫升高后，油中水分呈溶解狀，擊穿電壓升高，油溫在60-80攝氏度時，擊穿電壓達(dá)到最高。

3. 固態(tài)雜質(zhì)：特別是受潮的固態(tài)雜質(zhì)更易使油樣擊穿電壓下降。

四、 應(yīng)注意的問題

1. 油杯中的電極形狀分為球形、球蓋形、平板形三種。升壓過程中，不同的電極形狀，周圍空間的電場強(qiáng)度也不同;平板電極間的電場可以大致看成是均勻電場，而球形或球蓋形電極間的電場為不均勻電場，變壓器油在不同電場中的擊穿電壓是不同的。變壓器在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生油隙擊穿是在場強(qiáng)較高又相對集中的區(qū)域，與球形或球蓋形間隙更相近。而不同于平板電極間隙。所以建議使用球形或球蓋形電極作試驗(yàn)。

2. 因變壓器現(xiàn)場條件簡陋，如溫度、濕度、現(xiàn)場存在的電場和磁場，甚至空氣中的灰塵、顆粒等因素，都可能影響試驗(yàn)結(jié)果，所以應(yīng)盡量避免在現(xiàn)場試驗(yàn)。選擇干燥潔凈、溫度適宜的場所，以減少外界因素的干擾，有條件時，可在專用的試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)。

3. 試驗(yàn)人員的具體操作會直接影響試驗(yàn)結(jié)果。例如：電極浸入變壓器油的深淺會給試驗(yàn)結(jié)果帶來影響，所以試驗(yàn)人員應(yīng)具備專職技術(shù)技能和知識，并加強(qiáng)崗位責(zé)任心。

4. 由于設(shè)備可以定義試驗(yàn)的攪拌時間、靜置時間、擊穿次數(shù)等有時為達(dá)到節(jié)省時間、提高效率，試驗(yàn)人員不按規(guī)程要求隨意改變測試參數(shù)，將可能致使試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值較大。

5. 需要注意的是：試驗(yàn)儀器LED屏上顯示和打的結(jié)果為擊穿電壓值，單們?yōu)閗V;如果要換算成介電強(qiáng)度值，需用公式E=U/D。式中：E為介電強(qiáng)度，單位kV/CM;D為電極的間隙，單位MM;U為試驗(yàn)油的擊穿電壓值，單位KV。

6. 油杯的電極在連續(xù)多次使用后應(yīng)進(jìn)行檢察，測量電極的距離是否改變，并用放大鏡觀察電極表面是否有發(fā)暗現(xiàn)象。若有，則須重新調(diào)整電極間的距離，并用綢布擦拭電極表面。

7. 避免劣質(zhì)油試驗(yàn)，劣質(zhì)油含有相應(yīng)多的水分和雜質(zhì)，用介電強(qiáng)度測試儀進(jìn)行測試，容易造成儀器損壞。當(dāng)測試含水分較重的劣質(zhì)油時，兩電極間的電壓不斷升高，同時油介質(zhì)中的水微粒在高壓電場的作用下被吸附到電極間形成淡白色霧況水柱，由細(xì)變粗，水阻越來越小，使儀器中的高壓變壓器電流增大(但無擊穿和突變放電)的瞬變過程會使儀器受到損壞，限流電阻燒壞、保險(xiǎn)絲燒斷、甚至?xí)龎膬x器高壓變壓器。良好的變壓器油應(yīng)該是透明呈淡黃色;當(dāng)變壓器油顏色變深，應(yīng)進(jìn)行過濾處理后再做介電強(qiáng)度試驗(yàn);當(dāng)變壓器油呈棕色或棕褐色時，不宜再進(jìn)行試驗(yàn)。

五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

變壓器油擊穿電壓值及要求見表一。現(xiàn)就試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對試驗(yàn) 中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行歸類和鑒別。

表一、變壓器油擊穿電壓值及要求表

1.第一次變壓器油擊穿電壓值特別低，可能是向油杯中注油樣時或注油前電極表面不清潔等因素的影響。

2.6次擊穿電壓數(shù)值若逐漸升高。一般在未凈化處理或處理不夠徹底而吸有潮氣的油樣中出現(xiàn)，這是因?yàn)橛捅粨舸┖笥蜆映睗癯潭鹊玫礁纳扑隆?/p>

3.6次擊穿電壓數(shù)值若逐漸降低。一般出現(xiàn)在較純凈的油樣中，因?yàn)樯傻挠坞x帶電粒子、氣泡和碳粒相繼增加，損壞了油的絕緣性能;另外有的是因?yàn)樵谶B續(xù)試驗(yàn)中未進(jìn)行攪拌，電極間的碳粒逐漸增加，導(dǎo)致?lián)舸╇妷褐饾u降低。

4.擊穿電壓值離散性較大。例如6次試驗(yàn)中有1次數(shù)值偏離其他值很多，可以不計(jì)算這次數(shù)值或重新取油樣再做一次試驗(yàn)，離散性大的原因可能是油質(zhì)本身不妤或游離碳分布不均所造成的。

5.擊穿電壓數(shù)值兩頭偏低中間高。這屬于正?，F(xiàn)象。

六、 結(jié)束語

介電強(qiáng)度試驗(yàn)并不是用來評定變壓器油質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而是一項(xiàng)常規(guī)的試驗(yàn)項(xiàng)目。對于大中型變壓器，需在定期或投入運(yùn)行前及大修后，取樣做簡化試驗(yàn)或全部常規(guī)項(xiàng)目試驗(yàn)，以對絕緣油做一個全面的綜合分析判斷。根據(jù)綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷絕緣油的品質(zhì)，從而對試驗(yàn)設(shè)備的絕緣狀態(tài)和缺陷性質(zhì)作出科學(xué)的結(jié)論，達(dá)到了解設(shè)備現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障和判斷故障原因，清楚設(shè)備缺陷的發(fā)展趨勢和嚴(yán)重程度，從而提出具體的對策，以確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。