电气设备的绝缘油试验方法
电力系统中用油作介质的设备包括变压器
、带绕组的互感器等
，尊龙凯时电气其中变压器属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之一
，也是导致电力系统事故最多的设备之一
。变压器在发生突发性事故之前
，绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压下将产生光
、电
、声
、热
、化学变化等一系列效应及信息
。对于大型电力变压器
，目前几乎是用油来绝缘和散热
，变压器油与油中的固体有机绝缘材料(纸和纸板等)在运行电压下因电
、热
、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质
，裂解成低分子气体
；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率
。随着故障的缓慢发展
，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流
、扩散作用
，就会不断地溶解在油中
。同一类性质的故障
，其产生的气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度
，可以作为反映电气设备异常的特征量
。
一
、电气强度试验
1.电气性能试验的意义
绝缘油的电气性能试验有两项
，即电气强度试验和测量tgδ值
。影响绝缘油电气强度的主要因素
，是油中所含的水分和杂质
。电气强度不合格的绝缘油不能注入电气设备
。但经过过滤处理除去其中所含的水分和杂质后仍会变成好油
。油的tgδ值反应油质好坏的重要指标之一
。绝缘油老化后
，将生成大量的极性基和极性物质
，这也使油的电导和松弛极化加剧
。南瑞西高因此
，测定绝缘油的tgδ
，无论对新油或运行中的油
，都是十分必要的
。
2.试验方法
电气强度试验
，即测量绝缘油的瞬时击穿电压值
。试验接线与交流耐压试验相同
，目前国内一般采用全自动绝缘油介电强度测试仪进行油耐压试验
，即在绝缘油中放上一定形状的标准试验电极
，电极间加上工频电压
，并以一定的速率逐渐升压
，直至电极间的油隙击穿为止
。该电压即绝缘油的击穿电压(KV)
，或换算为击穿强度(KV/cm)
。
试验电极
，根据有关规程规定
，用黄铜或不锈钢制成
，直径为25毫米
，厚4毫米
，倒角半径R为2毫米
。安置电极的油杯的容量按规定应为200毫升
，油杯是用瓷或玻璃制成
，其几何尺寸应能保证
；①从电极到杯壁和杯底的距离应不小于15厘米
；②电极至上层油面的距离应不小于电极至杯底的距离
。电极面应垂直
，两电极必须平行
。
3.试验步骤及注意事项
清洗油杯
试验前电极和油杯应先用汽油
、苯或四氯化碳洗净烘干
，洗涤时用洁净的丝绢
，不可用布和棉纱
。电极表面有烧伤痕迹的不可再用
。调整好电极间距离
，使其保持2.5毫米
。油杯上要加玻璃盖或玻璃罩
。试验在室温15~35℃
，湿度不高于75%的条件下进行
。
油样处理
试油样送到试验室后，必须在不破坏原有储藏密封的状态下放置相当时间
，直至油样接近室温
。在油倒出前
，应将储油容器颠倒数次
，使油均匀混合
，并尽可能不产生气泡
。然后用被试油杯和电极冲洗两
、三次
。再将被试油沿杯壁徐徐注入油杯中
。盖上玻璃盖或玻璃罩
，静置10分钟
。
加压试验
调节调压器使电压从零升起
，升压速度约3千伏/秒
，直至油隙击穿
，并记录击穿电压值
。这样重复试验5次
，取平均值
。
击穿时的电流限制
为了减少油击穿后产生的碳粒
，应将击穿时的电流限制在5毫安左右
。在每次击穿后要对电极间的油进行充分搅拌
，并静置5分钟后再重复试验
。
二
、绝缘油tgδ值的测量
将被试油装入tgδ值测量专用的油杯中
，并接在高压交流平衡电桥上
，在工频电压下进行测量。
1.试验接线和使用仪器
试验时应按所用电桥说明书要求进行接线
。目前我国使用较多的有关仪器有以下几种
。
(1)油杯
。有单圆筒式
、双圆筒式及三接线柱电极式的
。
(2)交流平衡电桥
。 常用的国产电桥有QS3型或其它可测量tgδ值小于0.01%灵敏度较高的电桥
。
2.试验步骤
(1)清洗油杯
。试验前先用有机溶剂将测量油杯仔细清洗并烘干
，(以防附着于电极上的任何污舞杂质及水分潮气等影响试验结果
。即保证空杯的tgδ值小于0.01%
，才能满足对绝缘油测试准确度的要求)
。然后用被试油冲洗测量油杯两
、三次
，再注入被试油
，静置10分钟以上
，待油中气泡逸出后再进行测量
。
(2)适当的试验电压和温度
。试验电压由测量油杯电极间隙大小而定
，一般应保证间隙上的电场强度为1千伏/毫米
。在注油试验前
，还必须对空杯进行1. 5倍工作电压的耐压试验
。由于绝缘油的tgδ值很小
，南瑞西高特别是电缆油和电容器油
，所以要用精密度较高的西林电桥测量
，以保证至少能测出0.01%的tgδ值
。由于绝缘油的tgδ值随温度的升高而按指数规律剧增
，因此除了在常温下测量油的tgδ值外
，还必须将被直油样升温(变压器油要升温至70℃
，电缆油要升温至100℃)
，测量高温下tgδ值
。因为判断油质的好坏主要是以高温下测得的tgδ值为准
；而在低温时
，有时好油和坏油的tgδ值差别不大
。又由于好油的tgδ值随温度升高
，增长较慢
；而坏油的tgδ值则随温度升高，增长很快
。因此高温下二者的tgδ值会差别很大
，更利于区分油质的好坏
。按有关标准规定
，对于变压器油
、新油和再生油升温至70℃时的tgδ值应不大于0.5%
，运行中的油70℃时的tgδ值应不大于2%
，电缆油100℃时的tgδ值应不大于0.5%
。
变压器油检测项目及试验意义
1
、外观
：检查运行油的外观
，可以发现油中不溶性油泥
、纤维和脏物存在
。在常规试验中，应有此项目的记载。
2
、颜色
：新变压器油一般是无色或淡黄色
，运行中颜色会逐渐加深
，但正常情况下这种变化趋势比较缓慢
。若油品颜色急剧加深
，则应调查是否设备有过负荷现象或过热情况出现
。如其他有关特性试验项目均符合要求
，可以继续运行
，但应加强监视
。
3
、水分
：水分是影响变压器设备绝缘老化的重要原因之一
。变压器油和绝缘材料中含水量增加
，直接导致绝缘性能下降并会促使油老化
，影响设备运行的可靠性和使用寿命
。对水分进行严格的监督，是保证设备安全运行必不可少的一个试验项目
。
4
、酸值
：油中所含酸性产物会使油的导电性增高
，降低油的绝缘性能
，在运行温度较高时（如80℃以上）还会促使固体纤维质绝缘材料老化和造成腐蚀
，缩短设备使用寿命
。由于油中酸值可反映出油质的老化情况，所以加强酸值的监督
，对于采取正确的维护措施是很重要的
。
5
、氧化安定性
：变压器油的氧化安定性试验是评价其使用寿命的一种重要手段
。由于国产油氧化安定性较好
，且又添加了抗氧化剂
，所以通常只对新油进行此项目试验
，但对于进口油
，特别是不含抗氧化剂的油
，除对新油进行试验外
，在运行若干年后也应进行此项试验
，以便采取适当的维护措施
，延长使用寿命
。
6
、击穿电压
：变压器油的击穿电压是检验变压器油耐受极限电应力情况
，是一项非常重要的监督手段
，通常情况下
，它主要取决于被污染的程度
，但当油中水分较高或含有杂质颗粒时
，对击穿电压影响较大
。
7
、介质损耗因数
：介质损耗因数对判断变压器油的老化与污染程度是很敏感的
。新油中所含极性杂质少
，所以介质损耗因数也甚微小
，一般仅有0.01％～0.1％数量级
；但由于氧化或过热而引起油质老化时
，或混入其他杂质时
，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多
，介质损耗因数也就会随之增加，在油的老化产物甚微
，用化学方法尚不能察觉时
，介质损耗因数就已能明显的分辨出来
。因此介质损耗因数的测定是变压器油检验监督的常用手段
，具有特殊的意义
。
8
、界面张力
：油水之间界面张力的测定是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法
。油在初期老化阶段
，界面张力的变化是相当迅速的，到老化中期
，其变化速度也就降低
。而油泥生成则明显增加
，因此
，此方法也可对生成油泥的趋势做出可靠的判断
。
9
、油泥
：此法是检查运行油中尚处于溶解或胶体状态下在加入正庚烷时
，可以从油中沉析出来的油泥沉积物
。由于油泥在新油和老化油中的溶解度不同
，当老化油中渗入新油时
，油泥便会沉析出来，油泥的沉积将会影响设备的散热性能
，同时还对固体绝缘材料和金属造成严重的腐蚀
，导致绝缘性能下降
，危害性较大
，因此
，以大于5％的比例混油时
，必须进行油泥析出试验
。
10
、闪点
：闪点对运行油的监督是必不可少的项目
。闪点降低表示油中有挥发性可燃气体产生
；这些可燃气体往往是由于电气设备局部过热
，电弧放电造成绝缘油在高温下热裂解而产生的
。通过闪点的测定可以及时发现设备的故障
。同时对新充入设备及检修处理后的变压器油来说
，测定闪点也可防止或发现是否混入了轻质馏份的油品
，从而保障设备的安全运行
。
11
、油中气体组分含量
：油中可燃气体一般都是由于设备的局部过热或放电分解而产生的
。产生可燃气体的原因如不及时查明和消除
，对设备的安全运行是十分危险的
。因此采用气相色谱法测定油中气体组分
，对于消除变压器的潜伏性故障是十分有效的
。该项目是变压器油运行监督中一项必不可少的检测内容
12
、水溶性酸
：变压器油在氧化初级阶段一般易生成低分子有机酸
，如甲酸
、乙酸等
，因为这些酸的水溶性较好
，当油中水溶性酸含量增加（即pH值降低）
，油中又含有水时
，会使固体绝缘材料和金属产生腐蚀
，并降低电气设备的绝缘性能
，缩短设备的使用寿命
。
13
、凝点
：根据我国的气候条件
，变压器油是按低温性能划分牌号
。如10
、25
、45三种牌号系指凝点分别为-10
、-25
、-45℃
。所以对新油的验收以及不同牌号油的混用
，凝点的测定是必要的
。
14
、体积电阻率
：变压器油的体积电阻率同介质损耗因数一样
，可以判断变压器油的老化程度与污染程度
。油中的水分
、污染杂质和酸性产物均可影响电阻率的降低.
绝缘油能击穿电压
击穿电压也是评定绝缘油电气性能的一项指标
，可用来判断绝缘油含水和其他悬浮物污染的程度
，以及对注入设备前油品干燥和过滤程度的检验
。对清净干燥的油施加一个逐渐升高的电压时
，在电压的负极端会发射击电子
，当电子具有足够能量时
，可以使油分子微化离解
，于是整个离解过程随电压升高而加强
，当达到某一个电压后
，会产生大量传导电流而形成电弧
，这种现象被称为击穿
。击穿时的电压被称为击穿电压
。若油中有水或固体物存在时
，则会使击穿电压变小
，这是由于水和固体物的导电性均比油大之缘故
。运行中油的击穿电压低是变压器工作危险的信号
。对于变压器油国内
、国外标准中规定击穿电压一般在40-50kV
，高的达60kV甚至更多
。
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