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(dòng)化程度較高的全自動(dòng)微機(jī)介電強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試儀，能使整個(gè)測(cè)試過程自動(dòng)操作完成，與傳統(tǒng)方法相比較，且有使用安全，操作簡(jiǎn)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(shí)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(cè)定法》和DL/T8467-2004《絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀》為依據(jù)，對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)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(shí)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(zhǎng)，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(shí)補(bǔ)充新油，一天以后，再重新接入重瓦斯跳閘信號(hào)。

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(shí)間不宜太短，待油溫和室溫相同時(shí)，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(shí)溫度控制在15-35℃范圍內(nèi)，相對(duì)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(duì)儀器的升壓速度、攪拌時(shí)間、靜止時(shí)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(dòng)測(cè)試，試驗(yàn)完畢后，自動(dòng)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(shí)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(shí)油杯試驗(yàn)保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)跳閘，切斷電源。②攪拌時(shí)間：油樣在每次擊穿試驗(yàn)后，應(yīng)充分?jǐn)嚢?，?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(shí)間：

靜置時(shí)間不能太短，因?yàn)槊看斡蜆訐舸┖?，?qiáng)電場(chǎng)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(shí)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(cè)試6次，得出6個(gè)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(gè)變壓器油樣6次擊穿電壓試驗(yàn)的測(cè)定值，其分散性是較大的，根本原因在于擊穿瞬間2個(gè)電極間的電場(chǎng)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(gè)測(cè)定值的平均值作為測(cè)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(shí)，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(shí)，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(chǎng)強(qiáng)度也不同;平板電極間的電場(chǎng)可以大致看成是均勻電場(chǎng)，而球形或球蓋形電極間的電場(chǎng)為不均勻電場(chǎng)，變壓器油在不同電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)較高又相對(duì)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(chǎng)條件簡(jiǎn)陋，如溫度、濕度、現(xiàn)場(chǎng)存在的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，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(chǎng)試驗(yàn)。選擇干燥潔凈、溫度適宜的場(chǎng)所，以減少外界因素的干擾，有條件時(shí)，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(huì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。例如：電極浸入變壓器油的深淺會(huì)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(shí)，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(shí)間、靜置時(shí)間、擊穿次數(shù)等有時(shí)為達(dá)到節(jié)省時(shí)間、提高效率，試驗(yàn)人員不按規(guī)程要求隨意改變測(cè)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(cè)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(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，容易造成儀器損壞。當(dāng)測(cè)試含水分較重的劣質(zhì)油時(shí)，兩電極間的電壓不斷升高，同時(shí)油介質(zhì)中的水微粒在高壓電場(chǎng)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(huì)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(shí)，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?，F(xiàn)就試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)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(shí)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(píng)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(duì)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(jiǎn)化試驗(yàn)或全部常規(guī)項(xiàng)目試驗(yàn)，以對(duì)絕緣油做一個(gè)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(duì)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(shì)和嚴(yán)重程度，從而提出具體的對(duì)策，以確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。