變壓器油的介電強度試驗

電力企業(yè)普遍都使用自動(dòng)化程度較高的全自動(dòng)微機介電強度試驗測試儀，能使整個(gè)測試過(guò)程自動(dòng)操作完成，與傳統方法相比較，且有使用安全，操作簡(jiǎn)便，數據結果準確等特點(diǎn)。但在實(shí)際試驗中，由于操作人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識欠缺，以及各種因素影響，致使試驗結果偏離實(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《絕緣油介電強度測試儀》為依據，對變壓器油進(jìn)行科學(xué)合理的取樣和試驗，是非常重要地。

一、 變壓器油的取樣

變壓器油的取樣，是試驗的基礎，正確的取樣和樣品的保存對其試驗結果的準確性是相當重要的，所以取樣應由有經(jīng)驗的技術(shù)人員，按技術(shù)要求嚴格進(jìn)行。要使用清潔并經(jīng)過(guò)干燥的棕色取樣瓶，瓶子應在試驗前避光保存，保證瓶口的清潔和密封，每種油樣應有正確的標記。介電強度試驗對樣品中微量的水或其他雜質(zhì)相當敏感，因此，采樣要細心慎重。

1.從油桶中取樣

試驗油應從污染最嚴重的底層取得，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)，取樣的桶數應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)應從變壓器底部閥門(mén)放油，先放出一定數量的油，將閥門(mén)內壁沖洗干凈，并防止沉積在閥門(mén)內部的雜質(zhì)帶入油樣中。取樣時(shí)油流的油柱應沿瓶子內壁而下，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。要注意的是有載調壓變壓器的取樣鋼管較長(cháng)，需放出的油應多些，而油箱和油枕的容積較小，取樣后需要及時(shí)補充新油，一天以后，再重新接入重瓦斯跳閘信號。

二、 試驗方法

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

2.油杯必須事先經(jīng)過(guò)洗滌并干燥處理，使內部保持清潔;試驗前檢查電極間的距離保持在2.5mm，用試驗油將油杯沖洗3次，再將試驗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;試驗時(shí)溫度控制在15-35℃范圍內，相對濕度不超過(guò)80%。

3.接通電源前應仔細檢查連接線(xiàn)是否牢固，儀器外殼接地是否可靠，接通電源后操作人員嚴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(shí)間、靜止時(shí)間、試驗次數等參數進(jìn)行設置，確認后。儀器將根據操作人員設定的方式進(jìn)行自動(dòng)測試，試驗完畢后，自動(dòng)打印試驗結果及平均值。

5.參數的設置：試驗前初始靜置20min，以使油樣充分穩定，并將倒入油杯過(guò)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，保障試驗數據的準確性。①升壓速度：以2kV/S或3kV/S的速度勻均升壓，升至杯中試驗油發(fā)生擊穿為止，這時(shí)油杯試驗保護系統自動(dòng)跳閘，切斷電源。②攪拌時(shí)間：油樣在每次擊穿試驗后，應充分攪拌，驅除電極間因擊穿產(chǎn)生的碳粒，一般應大于1分鐘。③靜置時(shí)間：

靜置時(shí)間不能太短，因為每次油樣擊穿后，強電場(chǎng)己局部改變了油樣原有的內部微粒分布狀況，所以應在充分攪拌后通過(guò)靜置使油樣得以恢復，一般靜置時(shí)間最好大于5分鐘。④連續試驗：按上述操作步驟連續測試6次，得出6個(gè)擊穿電壓值，取其算術(shù)平均數作為此次試驗油樣的擊穿電壓值。一個(gè)變壓器油樣6次擊穿電壓試驗的測定值，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)都是隨機的，而取不少于6個(gè)測定值的平均值作為測定結果是較為合理的，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出比較復雜的關(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。當油溫在0度時(shí)，油中水分呈膠體狀，擊穿電壓最低;當油溫升高后，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、 應注意的問(wèn)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(guò)程中，不同的電極形狀，周?chē)臻g的電場(chǎng)強度也不同;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)際運行中發(fā)生油隙擊穿是在場(chǎng)強較高又相對集中的區域，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。

2. 因變壓器現場(chǎng)條件簡(jiǎn)陋，如溫度、濕度、現場(chǎng)存在的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，甚至空氣中的灰塵、顆粒等因素，都可能影響試驗結果，所以應盡量避免在現場(chǎng)試驗。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(zhuān)用的試驗室內進(jìn)。

3. 試驗人員的具體操作會(huì )直接影響試驗結果。例如：電極浸入變壓器油的深淺會(huì )給試驗結果帶來(lái)影響，所以試驗人員應具備專(zhuān)職技術(shù)技能和知識，并加強崗位責任心。

4. 由于設備可以定義試驗的攪拌時(shí)間、靜置時(shí)間、擊穿次數等有時(shí)為達到節省時(shí)間、提高效率，試驗人員不按規程要求隨意改變測試參數，將可能致使試驗數據偏離實(shí)際值較大。

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

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

7. 避免劣質(zhì)油試驗，劣質(zhì)油含有相應多的水分和雜質(zhì)，用介電強度測試儀進(jìn)行測試，容易造成儀器損壞。當測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，由細變粗，水阻越來(lái)越小，使儀器中的高壓變壓器電流增大(但無(wú)擊穿和突變放電)的瞬變過(guò)程會(huì )使儀器受到損壞，限流電阻燒壞、保險絲燒斷、甚至會(huì )燒壞儀器高壓變壓器。良好的變壓器油應該是透明呈淡黃色;當變壓器油顏色變深，應進(jìn)行過(guò)濾處理后再做介電強度試驗;當變壓器油呈棕色或棕褐色時(shí)，不宜再進(jìn)行試驗。

五、試驗數據分析

變壓器油擊穿電壓值及要求見(jiàn)表一?，F就試驗中可能出現的數據進(jìn)行分析，并對試驗 中可能出現的現象進(jìn)行歸類(lèi)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，這是因為油被擊穿后油樣潮濕程度得到改善所致。

3.6次擊穿電壓數值若逐漸降低。一般出現在較純凈的油樣中，因為生成的游離帶電粒子、氣泡和碳粒相繼增加，損壞了油的絕緣性能;另外有的是因為在連續試驗中未進(jìn)行攪拌，電極間的碳粒逐漸增加，導致?lián)舸╇妷褐饾u降低。

4.擊穿電壓值離散性較大。例如6次試驗中有1次數值偏離其他值很多，可以不計算這次數值或重新取油樣再做一次試驗，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.擊穿電壓數值兩頭偏低中間高。這屬于正?，F象。

六、 結束語(yǔ)

介電強度試驗并不是用來(lái)評定變壓器油質(zhì)量的唯一標準，而是一項常規的試驗項目。對于大中型變壓器，需在定期或投入運行前及大修后，取樣做簡(jiǎn)化試驗或全部常規項目試驗，以對絕緣油做一個(gè)全面的綜合分析判斷。根據綜合試驗數據判斷絕緣油的品質(zhì)，從而對試驗設備的絕緣狀態(tài)和缺陷性質(zhì)作出科學(xué)的結論，達到了解設備現狀，發(fā)現設備早期故障和判斷故障原因，清楚設備缺陷的發(fā)展趨勢和嚴重程度，從而提出具體的對策，以確保設備的安全穩定運行。