電氣設(shè)備中的絕緣油試驗(yàn)探討

摘要：絕緣油的試驗(yàn)分電氣試驗(yàn)和化學(xué)試驗(yàn)兩大類。電氣試驗(yàn)的主要項(xiàng)目有：電氣強(qiáng)度試驗(yàn)和介質(zhì)損失角正切值tgδ試驗(yàn);化學(xué)試驗(yàn)有：透明度、灰分、活性硫、苛性鈉抽出、安定性、粘度、凝點(diǎn)、酸值、水溶性酸和堿、閃點(diǎn)、機(jī)械雜質(zhì)、水分和游離炭等項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;絕緣油;試驗(yàn);介質(zhì)損失;化學(xué)分析.

一、絕緣油的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)

絕緣油的電氣強(qiáng)度，是指絕緣油在專用的油杯內(nèi)、特定的電極尺寸和距離下的擊穿電壓。試驗(yàn)絕緣油的電氣強(qiáng)度的目的，主要是判斷絕緣油有無(wú)外界雜質(zhì)滲人和是否受潮。因電氣強(qiáng)度試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，判斷直觀，故被列為絕緣油的主要試驗(yàn)項(xiàng)目之一。進(jìn)行絕緣油的電氣強(qiáng)度試驗(yàn)，可以使用專用的試油器。一般，現(xiàn)場(chǎng)多用高壓試驗(yàn)變壓器和試驗(yàn)油杯自行接線試驗(yàn)。試驗(yàn)接線與一般交流耐壓試驗(yàn)相同。

絕緣油的電氣強(qiáng)度是指油溫為15攝氏度～35攝氏度時(shí)、在標(biāo)準(zhǔn)電極下的擊穿電壓值，故試驗(yàn)宜在室溫159攝氏度～359攝氏度和濕度低于75%情況下進(jìn)行。升壓試驗(yàn)時(shí)，必須至油杯中發(fā)生十分明顯的火花放電、脫扣器動(dòng)作分為擊穿，如出現(xiàn)不大的破裂聲或電壓表指針有抖動(dòng)現(xiàn)象，不能算擊穿，需繼續(xù)升壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在加壓回路內(nèi)串接1MI～5MQ的電阻來(lái)限制擊穿電流，以防止擊穿放電損壞電極表面;另外，油杯使用完畢，仍應(yīng)盛滿絕緣油后放置，以防止電極表面在空氣中氧化。

絕緣油的介質(zhì)損失角正切值tgδ能比較靈敏地反映出油的老化程度和酸值情況等，一般情況下，油越老化，其tgδ值隨溫度變化就越顯著，油的酸值越高，其tgδ值就越大。絕緣油的tgδ值與電氣強(qiáng)度不同之處在于：tgδ值表征油的質(zhì)的變化，而電氣強(qiáng)度則主要反映了油的純凈程度。因此試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)準(zhǔn)備注入電氣設(shè)備的新絕緣油和運(yùn)行中顯著劣化的油以及充油設(shè)備整體，tgδ值增大時(shí)，均應(yīng)對(duì)絕緣油進(jìn)行介質(zhì)損失角正切值tgδ的試驗(yàn)。絕緣油tgδ值的測(cè)量，是把被試油放人專用油杯中，用交流電橋在常溫下和709溫度下進(jìn)行測(cè)量。

絕緣油的tgδ值與溫度有關(guān)，在常溫（10～30攝氏度）下測(cè)出的數(shù)值應(yīng)換算至209攝氏度的數(shù)值。為了正確測(cè)量試驗(yàn)時(shí)的油溫，需使用經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的有1/5°攝氏度或1/10攝氏度刻度的溫度計(jì)，置于油杯的測(cè)溫孔中測(cè)量油溫（測(cè)溫孔內(nèi)應(yīng)注人少量的被試油）。為了保證試驗(yàn)正確，同-.試樣的兩次試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)很接近，其差不應(yīng)大于10%士0.0001，否則，需查明原因，繼續(xù)試驗(yàn)直至合格。試驗(yàn)結(jié)果取兩次試驗(yàn)的平均值。

一般情況下，絕緣油的tgδ值與其酸值有關(guān)，酸值大的油，其tgδ值也高，但他們之間也不是直接的線性關(guān)系，有時(shí)也有酸值合格而tgδ值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的情況;老化程度嚴(yán)重的絕緣油，其tgδ值隨溫度變化的程度就明顯，如某老化油在20攝氏度時(shí)的tgδ值僅為新油的2倍，而100攝氏度時(shí)竟相當(dāng)于新油的20倍;有時(shí)也會(huì)有這樣的情況，在常溫下絕緣油的tgδ值并不高，而在T09攝氏度時(shí)卻大大超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值。因此，在試驗(yàn)后進(jìn)行判斷時(shí)要注意積累經(jīng)驗(yàn)，摸索規(guī)律，同時(shí)要注意與其它試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以得出較正確的試驗(yàn)結(jié)果。

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了絕緣油70攝氏度時(shí)tgδ值的標(biāo)準(zhǔn)為：新油不大于0.5%;運(yùn)行中油不大于2%。同時(shí)指出，在常溫下測(cè)得數(shù)值不大于所列數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行70攝氏度時(shí)的試驗(yàn)。

二、高壓電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)方法

高壓電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)方法主要包括設(shè)備直流耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、介質(zhì)損失角試驗(yàn)、高頻震蕩波試驗(yàn)、絕緣電壓分布試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、色譜試驗(yàn)等，下面將一一進(jìn)行論述。

（1）直流耐壓試驗(yàn)。因?yàn)橹绷髂蛪涸囼?yàn)采用了大體積的設(shè)備，其紋波系數(shù)高，穩(wěn)定性也差，在我國(guó)現(xiàn)階段的電力工作中已經(jīng)很少采用，通常只會(huì)在少數(shù)的精密度要求不高的試驗(yàn)中得到采用。

（2）絕緣電阻試驗(yàn)。絕緣電阻試驗(yàn)通常采用固定輸出電壓的方式，能夠及時(shí)的獲得儀表所顯示的正確度數(shù)，規(guī)定加壓一分鐘后獲得的度數(shù)就是電器設(shè)備的絕緣電阻。絕緣電阻試驗(yàn)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是吸收比測(cè)驗(yàn)，該試驗(yàn)?zāi)軌蛘_的反映變壓器和其他機(jī)電設(shè)備絕緣體的損害程度和受潮現(xiàn)象。在常溫的狀態(tài)下，吸收比比3：1小，就可以判斷設(shè)備的絕緣體存在一定的問(wèn)題。

（3）介質(zhì)損失角試驗(yàn)。通過(guò)科學(xué)的試驗(yàn)證明，高壓電氣設(shè)備的絕緣缺陷和介質(zhì)損耗之間存在非常重要的聯(lián)系，而且和使用體積也成正比的關(guān)系。介質(zhì)損失角的大小可以對(duì)絕緣材料的單位體積內(nèi)的介質(zhì)的消耗情況進(jìn)行正確的表現(xiàn)，所以，我們可以通過(guò)試驗(yàn)中測(cè)量獲得的介質(zhì)損失角了解絕緣體和絕緣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改正。

（4）高頻震蕩波試驗(yàn)。高頻震蕩波試驗(yàn)是一種新型試驗(yàn)方法，非常容易通過(guò)試品得到需要的高電壓，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源的用量需求小，易發(fā)現(xiàn)水樹(shù)類型絕緣缺陷和機(jī)械損傷。但是，試驗(yàn)中需要使用高壓電容、高壓電抗器和球隙點(diǎn)火控制裝置，造成了現(xiàn)場(chǎng)使用的不便。加之，由于高頻振蕩波試驗(yàn)效率低，長(zhǎng)時(shí)間傳播后難以保持電壓波的幅值。

（5）絕緣電壓分布試驗(yàn)。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有很多種高壓電氣設(shè)備絕緣方式，戶外一般采用絕緣子作為絕緣體的主體。由于絕緣子的電容是絕緣電壓分布的主要決定因素之一，通過(guò)絕緣電壓分布試驗(yàn)可以客觀掌握絕緣子電容情況，并且絕緣子清潔度越高，電源電阻越大，絕緣效果也就越好。

（6）局部放電試驗(yàn)。局部放電試驗(yàn)通過(guò)回路里產(chǎn)生的一些放電脈沖電流，然后采集并放大這些電流，能夠檢測(cè)局部放電的強(qiáng)度，了解絕緣體的基本情況，判斷是否存在缺陷。

（7）色譜試驗(yàn)。絕緣油作為一種絕緣介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于高壓電氣設(shè)備絕緣體系之中。電氣設(shè)備在絕緣油保護(hù)下發(fā)生局部放電或發(fā)熱的時(shí)候，絕緣油性質(zhì)就會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致內(nèi)部氣體比例失衡。為此，通過(guò)色譜試驗(yàn)可以掌握絕緣里氣體的比例，了解電氣設(shè)備的絕緣性能。

三、結(jié)語(yǔ)

電氣設(shè)備所用絕緣油，其作用為浸汁電氣設(shè)備的絕緣，防止絕緣受潮;利用絕緣油的對(duì)流循環(huán)以冷卻運(yùn)行的電氣設(shè)備。絕緣油的絕緣和冷卻作用，需由其本身的各項(xiàng)性能來(lái)保證。

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（作者單位：國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華能源投資有限公司山東分公司）

作者簡(jiǎn)介：崔向冬（1984.9.24），性別：男;籍貫：山東;民族：漢;學(xué)歷：本科;職稱：助理工程師;研究方向：電氣試驗(yàn)。