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絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀在電氣設(shè)備中絕緣油試驗(yàn)方法

 

電力系統(tǒng)中用油作介質(zhì)的設(shè)備包括變壓器、帶繞組的互感器等，其中變壓器屬于電力系統(tǒng)中zui重要的和zui昂貴的設(shè)備之一，也是導(dǎo)致電力系統(tǒng)事故zui多的設(shè)備之一。

　　

變壓器在發(fā)生突發(fā)性事故之前，絕緣的劣化及潛伏性故障在運(yùn)行電壓下將產(chǎn)生光、電、聲、熱、化學(xué)變化等一系列效應(yīng)及信息。對(duì)于大型電力變壓器，目前幾乎是用油來(lái)絕緣和散熱，變壓器油與油中的固體有機(jī)絕緣材料（紙和紙板等）在運(yùn)行電壓下因電、熱、氧化和局部電弧等多種因素作用會(huì)逐漸變質(zhì)，裂解成低分子氣體；變壓器內(nèi)部存在的潛伏性過(guò)熱或放電故障又會(huì)加快產(chǎn)氣的速率。隨著故障的緩慢發(fā)展，裂解出來(lái)的氣體形成氣泡在油中經(jīng)過(guò)對(duì)流、擴(kuò)散作用，就會(huì)不斷地溶解在油中。同一類性質(zhì)的故障，其產(chǎn)生的氣體的組分和含量在一定程度上反映出變壓器絕緣老化或故障的程度，可以作為反映電氣設(shè)備異常的特征量。

　　

一、電氣強(qiáng)度試驗(yàn)

1.電氣性能試驗(yàn)的意義

絕緣油的電氣性能試驗(yàn)有兩項(xiàng)，即電氣強(qiáng)度試驗(yàn)和測(cè)量tgδ值。影響絕緣油電氣強(qiáng)度的主要因素，是油中所含的水分和雜質(zhì)。電氣強(qiáng)度不合格的絕緣油不能注入電氣設(shè)備。但經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理除去其中所含的水分和雜質(zhì)后仍會(huì)變成好油。油的tgδ值反應(yīng)油質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。絕緣油老化后，將生成大量的極性基和極性物質(zhì)，這也使油的電導(dǎo)和松弛極化加劇。因此，測(cè)定絕緣油的tgδ，無(wú)論對(duì)新油或運(yùn)行中的油，都是十分必要的。

　　

2.試驗(yàn)方法

電氣強(qiáng)度試驗(yàn)，即測(cè)量絕緣油的瞬時(shí)擊穿電壓值。試驗(yàn)接線與交流耐壓試驗(yàn)相同，目前國(guó)內(nèi)一般采用全自動(dòng)絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀進(jìn)行油耐壓試驗(yàn)，即在絕緣油中放上一定形狀的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電極，電極間加上工頻電壓，并以一定的速率逐漸升壓，直至電極間的油隙擊穿為止。該電壓即絕緣油的擊穿電壓（KV），或換算為擊穿強(qiáng)度（KV/cm）。

　　

試驗(yàn)電極，根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，用黃銅或不銹鋼制成，直徑為25毫米，厚4毫米，倒角半徑R為2毫米。安置電極的油杯的容量按規(guī)定應(yīng)為200毫升，油杯是用瓷或玻璃制成，其幾何尺寸應(yīng)能保證；①?gòu)碾姌O到杯壁和杯底的距離應(yīng)不小于15厘米；②電極至上層油面的距離應(yīng)不小于電極至杯底的距離。電極面應(yīng)垂直，兩電極必須平行。

　　

3.試驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)

清洗油杯

試驗(yàn)前電極和油杯應(yīng)先用汽油、苯或四氯化碳洗凈烘干，洗滌時(shí)用潔凈的絲絹，不可用布和棉紗。電極表面有燒傷痕跡的不可再用。調(diào)整好電極間距離，使其保持2.5毫米。油杯上要加玻璃蓋或玻璃罩。試驗(yàn)在室溫15~35℃，濕度不高于75%的條件下進(jìn)行。

　　

油樣處理

試油樣送到試驗(yàn)室后，必須在不破壞原有儲(chǔ)藏密封的狀態(tài)下放置相當(dāng)時(shí)間，直至油樣接近室溫。在油倒出前，應(yīng)將儲(chǔ)油容器顛倒數(shù)次，使油均勻混合，并盡可能不產(chǎn)生氣泡。然后用被試油杯和電極沖洗兩、三次。再將被試油沿杯壁徐徐注入油杯中。蓋上玻璃蓋或玻璃罩，靜置10分鐘。

　　

加壓試驗(yàn)

調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓從零升起，升壓速度約3千伏/秒，直至油隙擊穿，并記錄擊穿電壓值。這樣重復(fù)試驗(yàn)5次，取平均值。

　　

擊穿時(shí)的電流限制

為了減少油擊穿后產(chǎn)生的碳粒，應(yīng)將擊穿時(shí)的電流限制在5毫安左右。在每次擊穿后要對(duì)電極間的油進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁㈧o置5分鐘后再重復(fù)試驗(yàn)。

　　

二、絕緣油tgδ值的測(cè)量

將被試油裝入tgδ值測(cè)量的油杯中，并接在高壓交流平衡電橋上，在工頻電壓下進(jìn)行測(cè)量。

1.試驗(yàn)接線和使用儀器

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按所用電橋說(shuō)明書要求進(jìn)行接線。目前我國(guó)使用較多的有關(guān)儀器有以下幾種。

（1）油杯。有單圓筒式、雙圓筒式及三接線柱電極式的。

（2）交流平衡電橋。常用的國(guó)產(chǎn)電橋有QS3型或其它可測(cè)量tgδ值小于0.01%靈敏度較高的電橋。

2.試驗(yàn)步驟

（1）清洗油杯。試驗(yàn)前先用有機(jī)溶劑將測(cè)量油杯仔細(xì)清洗并烘干，（以防附著于電極上的任何污舞雜質(zhì)及水分潮氣等影響試驗(yàn)結(jié)果。即保證空杯的tgδ值小于0.01%，才能滿足對(duì)絕緣油測(cè)試準(zhǔn)確度的要求）。然后用被試油沖洗測(cè)量油杯兩、三次，再注入被試油，靜置10分鐘以上，待油中氣泡逸出后再進(jìn)行測(cè)量。

（2）適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)電壓和溫度。試驗(yàn)電壓由測(cè)量油杯電極間隙大小而定，一般應(yīng)保證間隙上的電場(chǎng)強(qiáng)度為1千伏/毫米。在注油試驗(yàn)前，還必須對(duì)空杯進(jìn)行1.5倍工作電壓的耐壓試驗(yàn)。由于絕緣油的tgδ值很小，特別是電纜油和電容器油，所以要用精密度較高的西林電橋測(cè)量，以保證至少能測(cè)出0.01%的tgδ值。由于絕緣油的tgδ值隨溫度的升高而按指數(shù)規(guī)律劇增，因此除了在常溫下測(cè)量油的tgδ值外，還必須將被直油樣升溫（變壓器油要升溫至70℃，電纜油要升溫至100℃），測(cè)量高溫下tgδ值。因?yàn)榕袛嘤唾|(zhì)的好壞主要是以高溫下測(cè)得的tgδ值為準(zhǔn)；而在低溫時(shí)，有時(shí)好油和壞油的tgδ值差別不大。又由于好油的tgδ值隨溫度升高，增長(zhǎng)較慢；而壞油的tgδ值則隨溫度升高，增長(zhǎng)很快。因此高溫下二者的tgδ值會(huì)差別很大，更利于區(qū)分油質(zhì)的好壞。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于變壓器油、新油和再生油升溫至70℃時(shí)的tgδ值應(yīng)不大于0.5%，運(yùn)行中的油70℃時(shí)的tgδ值應(yīng)不大于2%，電纜油100℃時(shí)的tgδ值應(yīng)不大于0.5%。

 

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