凯奥变压器油分析变压器绝缘油耐压试验的方法

    变压器绝缘油的耐压试验都是一项重要的质量标准,直接关系到设备的安全运行。所以,试验结果的准确性就尤为重要。在对变压器油样进行耐压试验时,出现击穿电压波动较大,但其平均击穿电压符合试验标准的情况,针对此种情况,凯奥变压器油检测中心就试验过程中各环节对试验结果的影响进行分析。
高温过载变压器油_B_锥形瓶_副本.jpg

    一、试验数据
    试品油样为运行中的220KV变压器油,试验人员按照油耐压试验标准要求对样品进行试验,试验仪器所使用的电极为平板倒角形电极,电极间隙为2.5mm,取6次击穿电压的平均值为耐压试验的结果,根据《电力设备预防性试验规程DLT 596-2005》标准要求,运行中的220KV变压器油耐压试验击穿电压不得小于35KV,从试验结果来看,被试样品油符合试验标准,但是其前两次的击穿电压低于35KV,针对此种现象,接下来进行分析。
    二、影响试验结果的主要因素
    严格地讲,不含水分、灰尘和纤维等杂质的纯净变压器油,击穿起始于个别油分子在电场中的极化、电离,其化学组成对击穿电压影响不大,不同牌号和产地的变压器油应该具有大致相同的击穿电压,并且同一试样平行试验结果的分散性也不大,但实际应用中的变压器油和“纯净变压器油”有较大的不同,即使目前世界上最先进的净化设备多次处理后的变压器油,其含水量也往往大于2mg/kg,每100mL油中长度大于5μm的杂质颗粒不少于数千个;另外在取样测定过程中变压器油样也不可避免地与周围大气接触,大气中的水分、飘尘会不可避免地混入油中。
    这些变压器油中的杂质和溶解于变压器油并与油分子紧密结合的水分子,在纯净的油分子远未在电极之间极化和电离之前,就沿电场强度方向排列、聚集,进而电离形成微小通路,即所谓“小桥”,小通路连接贯穿两极,导致油迅速击穿。变压器油中杂质越多,越易形成小桥,击穿电压越低。测定变压器油的击穿电压,实际上是在衡量变压器油中杂质含量的多少,即判断变压器油被污染的程度。
I-40℃超高压变压器油_A_锥形瓶_副本.jpg

    变压器油的击穿过程实际上是随机的,与油隙电场的瞬间状态密切相关。变压器油中杂质分布的不均匀性和杂质颗粒的运动,导致油隙间杂质颗粒的分布随时间改变而不同,因此小桥在电场中的位置是不可预知的。对于平板倒角形电极而言,相对均匀的电场所占的空间体积较大,小桥形成的位置不可预知,形成的概率也就相对大的多,会导致试验时的击穿电压较低情况的出现。
    由以上击穿机理的分析,我们可以得知油隙的击穿虽然是短暂的一瞬间,其过程却是复杂的,即使是一杯试样,在多次击穿试验中的测得值也会出现分散性较大的情况,试验标准规定取6次试验的平均值作为试验结果,其目的是通过人为的严格规定,使这些因素对结果的影响维持在一个恒定的水平,从而得出一个相对准确的试验结果。
    三、试验结果分析
    一个油样6次击穿电压试验的测定值,出现分散性较大的情况是正常的,根本原因在于击穿瞬间两个电极之间的电场分布状态和变压器油中所含杂质的分布状态都是随机的。测得的击穿电压值只是说明该变压器油在平均值附近发生电击穿的概率最大,偏离此点较多的过高值和过低值出现电击穿的概率较低,并不是说该变压器油在此点一定被击穿。选择击穿电压值较集中的范围,取不少于6个测定值的平均值作为测定结果是较为合理的,这样更能较真实地反映变压器油的平均被污染水平。
    四、小结
    变压器油的耐压试验是检验变压器油质量的一项重要标准,试验结果的准确性是判断其是否符合运行要求的基础。在试验过程中,大气中的飘尘和水气不可避免地要混入待测变压器油样中,从而使测定值偏低,因此标准中有油杯加防尘盖和尽快完成测定的提法;应尽可能在有空调的洁净、干燥的试验室内进行测定,防止环境条件对测定结果的影响。
    I-10℃变压器油(通用)I-10℃变压器油(特殊)I-10℃变压器油(环烷基)   
    I-20℃变压器油(特殊)I-20℃变压器油(环烷基) 
    I-30℃变压器油(特殊)I-30℃变压器油(环烷基) 
    I-40℃超高压变压器油   高温过载变压器油   
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