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絕緣油介電強度的試驗方法

 更新時間:2024-01-09 點擊量:123

  電力系統中用油作為介質的設備包括變壓器、帶繞組的互感器等,其中變壓器屬于電力系統中最重要的和最昂貴的設備之一,也是導致電力系統事故最多的設備之一。 變壓器在發生突發性事故之前,絕緣的劣化及潛伏性故障在運行電壓下將產生光、電、聲、熱、化學變化等一系列效應及信息。對于大型電力變壓器,目前幾乎是用 油來絕緣和散熱,變壓器油與油中的固體有機絕緣材料(紙和紙板等)在運行電壓下因電、熱、氧化和局部電弧等多種因素作用會逐漸變質,裂解成低分子氣體;變 壓器內部存在的潛伏性過熱或放電故障又會加快產氣的速率。隨著故障的緩慢發展,裂解出來的氣體形成氣泡在油中經過對流、擴散作用,就會不斷地溶解在油中。 同一類性質的故障,其產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備異常的特征量。


    一、電氣強度試驗
    1.電氣性能試驗的意義
      絕緣油的電氣性能試驗有兩項,即電氣強度試驗和測量tgδ值。影響絕緣油電氣強度的主要因素,是油中所含的水分和雜質。電氣強度不合格的絕緣油不能注入電 氣設備。但經過過濾處理除去其中所含的水分和雜質后仍會變成好油。油的tgδ值反應油質好壞的重要指標之一。絕緣油老化后,將生成大量的極性基和極性物 質,這也使油的電導和松弛極化加劇。因此,測定絕緣油的tgδ,無論對新油或運行中的油,都是十分必要的。


    2.試驗方法
    電氣強度試驗,即測量絕緣油的瞬時擊穿電壓值。試驗接線與交流耐壓試驗相同,目前國內一般采用全自動絕緣油介電強度測試儀進行油耐壓試驗,即在絕緣油中放上一定形狀的標準試驗電極,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),或換算為擊穿強度(KV/cm)。
試驗電極,根據有關規程規定,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定應為200毫升,油杯是用 瓷或玻璃制成,其幾何尺寸應能保證;①從電極到杯壁和杯底的距離應不小于15厘米;②電極至上層油面的距離應不小于電極至杯底的距離。電極面應垂直,兩電 極必須平行。


    3.試驗步驟及注意事項
    清洗油杯
    試驗前電極和油杯應先用汽油、苯或四氯化碳洗凈烘干,洗滌時用潔凈的絲絹,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。試驗在室溫15~35℃,濕度不高于75%的條件下進行。
    油樣處理
      試油樣送到試驗室后,必須在不破壞原有儲藏密封的狀態下放置相當時間,直至油樣接近室溫。在油倒出前,應將儲油容器顛倒數次,使油均勻混合,并盡可能不產 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
    調節調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。這樣重復試驗5次,取平均值。
    擊穿時的電流限制
    為了減少油擊穿后產生的碳粒,應將擊穿時的電流限制在5毫安左右。在每次擊穿后要對電極間的油進行充分攪拌,并靜置5分鐘后再重復試驗。

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    二、絕緣油tgδ值的測量
    將被試油裝入tgδ值測量專用的油杯中,并接在高壓交流平衡電橋上,在工頻電壓下進行測量。
    1.試驗接線和使用儀器
    試驗時應按所用電橋說明書要求進行接線。目前我國使用較多的有關儀器有以下幾種。
    (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。 常用的國產電橋有QS3型或其它可測量tgδ值小于0.01%靈敏度較高的電橋。


    2.試驗步驟
      (1)清洗油杯。試驗前先用有機溶劑將測量油杯仔細清洗并烘干,(以防附著于電極上的任何污舞雜質及水分潮氣等影響試驗結果。即保證空杯的tgδ值小于 0.01%,才能滿足對絕緣油測試準確度的要求)。然后用被試油沖洗測量油杯兩、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行測量。


      (2)適當的試驗電壓和溫度。試驗電壓由測量油杯電極間隙大小而定,一般應保證間隙上的電場強度為1千伏/毫米。在注油試驗前,還必須對空杯進行1.   5倍工作電壓的耐壓試驗。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量,以保證至少能測出0.01%的tgδ 值。由于絕緣油的tgδ值隨溫度的升高而按指數規律劇增,因此除了在常溫下測量油的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℃),測量高溫下tgδ值。因為判斷油質的好壞主要是以高溫下測得的tgδ值為準;而在低溫時,有時好油和壞油的tgδ值差別不大。又由于好 油的tgδ值隨溫度升高,增長較慢;而壞油的tgδ值則隨溫度升高,增長很快。因此高溫下二者的tgδ值會差別很大,更利于區分油質的好壞。



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