電氣設備的(de)絕緣油試驗方法
發布時(shí)間：2013-09-04 14:37 來(lái)源：華電國威
電力系統中用(yòng)油作介質的(de)設備包括變壓器、帶繞組的(de)互感器等，其中變壓器屬于電力系統中最重要的(de)和(hé)最昂貴的(de)設備之一，也(yě)是導緻電力系統事故最多(duō)的(de)設備之一。變壓器在發生突發性事故之前，絕緣的(de)劣化(huà)及潛伏性故障在運行電壓下(xià)将産生光(guāng)、電、聲、熱(rè)、化(huà)學變化(huà)等一系列效應及信息。對(duì)于大(dà)型電力變壓器，目前幾乎是用(yòng)油來(lái)絕緣和(hé)散熱(rè)，變壓器油與油中的(de)固體有機絕緣材料(紙和(hé)紙闆等)在運行電壓下(xià)因電、熱(rè)、氧化(huà)和(hé)局部電弧等多(duō)種因素作用(yòng)會逐漸變質，裂解成低分(fēn)子氣體；變壓器内部存在的(de)潛伏性過熱(rè)或放電故障又會加快(kuài)産氣的(de)速率。随著(zhe)故障的(de)緩慢(màn)發展，裂解出來(lái)的(de)氣體形成氣泡在油中經過對(duì)流、擴散作用(yòng)，就會不斷地溶解在油中。同一類性質的(de)故障，其産生的(de)氣體的(de)組分(fēn)和(hé)含量在一定程度上反映出變壓器絕緣老化(huà)或故障的(de)程度，可(kě)以作爲反映電氣設備異常的(de)特征量。
一、電氣強度試驗
1.電氣性能試驗的(de)意義
絕緣油的(de)電氣性能試驗有兩項，即電氣強度試驗和(hé)測量tgδ值。影(yǐng)響絕緣油電氣強度的(de)主要因素，是油中所含的(de)水(shuǐ)分(fēn)和(hé)雜(zá)質。電氣強度不合格的(de)絕緣油不能注入電氣設備。但經過過濾處理(lǐ)除去其中所含的(de)水(shuǐ)分(fēn)和(hé)雜(zá)質後仍會變成好油。油的(de)tgδ值反應油質好壞的(de)重要指标之一。絕緣油老化(huà)後，将生成大(dà)量的(de)極性基和(hé)極性物(wù)質，這(zhè)也(yě)使油的(de)電導和(hé)松弛極化(huà)加劇。因此，測定絕緣油的(de)tgδ，無論對(duì)新油或運行中的(de)油，都是十分(fēn)必要的(de)。
2.試驗方法
電氣強度試驗，即測量絕緣油的(de)瞬時(shí)擊穿電壓值。試驗接線與交流耐壓試驗相同，目前國内一般采用(yòng)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(de)标準試驗電極，電極間加上工頻(pín)電壓，并以一定的(de)速率逐漸升壓，直至電極間的(de)油隙擊穿爲止。該電壓即絕緣油的(de)擊穿電壓(KV)，或換算(suàn)爲擊穿強度(KV/cm)。
試驗電極，根據有關規程規定，用(yòng)黃(huáng)銅或不鏽鋼制成，直徑爲25毫米，厚4毫米，倒角半徑R爲2毫米。安置電極的(de)油杯的(de)容量按規定應爲200毫升，油杯是用(yòng)瓷或玻璃制成，其幾何尺寸應能保證；①從電極到杯壁和(hé)杯底的(de)距離應不小于15厘米；②電極至上層油面的(de)距離應不小于電極至杯底的(de)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(hé)油杯應先用(yòng)汽油、苯或四氯化(huà)碳洗淨烘幹，洗滌時(shí)用(yòng)潔淨的(de)絲絹，不可(kě)用(yòng)布和(hé)棉紗。電極表面有燒傷痕迹的(de)不可(kě)再用(yòng)。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(gāo)于75%的(de)條件下(xià)進行。
油樣處理(lǐ)
試油樣送到試驗室後，必須在不破壞原有儲藏密封的(de)狀态下(xià)放置相當時(shí)間，直至油樣接近室溫。在油倒出前，應将儲油容器颠倒數次，使油均勻混合，并盡可(kě)能不産生氣泡。然後用(yòng)被試油杯和(hé)電極沖洗兩、三次。再将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(fēn)鐘(zhōng)。
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(zhè)樣重複試驗5次，取平均值。
擊穿時(shí)的(de)電流限制
爲了(le)減少油擊穿後産生的(de)碳粒，應将擊穿時(shí)的(de)電流限制在5毫安左右。在每次擊穿後要對(duì)電極間的(de)油進行充分(fēn)攪拌，并靜置5分(fēn)鐘(zhōng)後再重複試驗。
二、絕緣油tgδ值的(de)測量
将被試油裝入tgδ值測量專用(yòng)的(de)油杯中，并接在高(gāo)壓交流平衡電橋上，在工頻(pín)電壓下(xià)進行測量。
1.試驗接線和(hé)使用(yòng)儀器
試驗時(shí)應按所用(yòng)電橋說明(míng)書(shū)要求進行接線。目前我國使用(yòng)較多(duō)的(de)有關儀器有以下(xià)幾種。
(1)油杯。有單圓筒式、雙圓筒式及三接線柱電極式的(de)。
(2)交流平衡電橋。 常用(yòng)的(de)國産電橋有QS3型或其它可(kě)測量tgδ值小于0.01%靈敏度較高(gāo)的(de)電橋。
2.試驗步驟
(1)清洗油杯。試驗前先用(yòng)有機溶劑将測量油杯仔細清洗并烘幹，(以防附著(zhe)于電極上的(de)任何污舞雜(zá)質及水(shuǐ)分(fēn)潮氣等影(yǐng)響試驗結果。即保證空杯的(de)tgδ值小于 0.01%，才能滿足對(duì)絕緣油測試準确度的(de)要求)。然後用(yòng)被試油沖洗測量油杯兩、三次，再注入被試油，靜置10分(fēn)鐘(zhōng)以上，待油中氣泡逸出後再進行測量。
(2)适當的(de)試驗電壓和(hé)溫度。試驗電壓由測量油杯電極間隙大(dà)小而定，一般應保證間隙上的(de)電場(chǎng)強度爲1千伏/毫米。在注油試驗前，還(hái)必須對(duì)空杯進行1. 5倍工作電壓的(de)耐壓試驗。由于絕緣油的(de)tgδ值很小，特别是電纜油和(hé)電容器油，所以要用(yòng)精密度較高(gāo)的(de)西林(lín)電橋測量，以保證至少能測出0.01%的(de)tgδ 值。由于絕緣油的(de)tgδ值随溫度的(de)升高(gāo)而按指數規律劇增，因此除了(le)在常溫下(xià)測量油的(de)tgδ值外，還(hái)必須将被直油樣升溫(變壓器油要升溫至70℃，電纜油要升溫至100℃)，測量高(gāo)溫下(xià)tgδ值。因爲判斷油質的(de)好壞主要是以高(gāo)溫下(xià)測得(de)的(de)tgδ值爲準；而在低溫時(shí)，有時(shí)好油和(hé)壞油的(de)tgδ值差别不大(dà)。又由于好油的(de)tgδ值随溫度升高(gāo)，增長(cháng)較慢(màn)；而壞油的(de)tgδ值則随溫度升高(gāo)，增長(cháng)很快(kuài)。因此高(gāo)溫下(xià)二者的(de)tgδ值會差别很大(dà)，更利于區(qū)分(fēn)油質的(de)好壞。按有關标準規定，對(duì)于變壓器油、新油和(hé)再生油升溫至70℃時(shí)的(de)tgδ值應不大(dà)于0.5%，運行中的(de)油70℃時(shí)的(de)tgδ值應不大(dà)于2%，電纜油100℃時(shí)的(de)tgδ值應不大(dà)于0.5%。
