绝缘油电气强度试验及其意义

（一）绝缘油的取样

对绝缘油无论进行何种试验，都需先进行取样工作。绝缘油的取样工作是十分重要的一件工作，若取样工作进行得不够正确或不够认真，必然会使试验结果不正确，最后可能会因误判断而造成人力和物力的浪费及损失，为此取油样时必须严格按要求认真进行。

1.取样容器

绝缘油的取样容器应用带有磨口塞的广口的无色玻璃瓶，其容积应根据取样油量选择。取样油量一般不少于试验和冲洗用油量的1.2倍，各项试验所需油量如下：

电气强度试验　　　　　　　1.5kg

介质损失角正切值试验　　　1kg

化学简化试验　　　　　　　1kg

化学全分析试验　　　　　　2kg

在正式取样前，要将取样容器用汽油、肥皂液或其他除油溶剂（如酒精、磷酸三钠及四氯化碳等）仔细洗刷干净，然后用蒸馏水冲洗数次，使水能从瓶壁均匀流下为止。将洗净的瓶和瓶塞放入105℃的恒温箱中进行烘干2h，然后在恒温箱内降温冷却，将瓶塞盖紧，即可使用。

取样瓶为专用容器，瓶上应拴系标签，以便取样时填写油样名称、来源、取样日期、气候和取样人员等资料。

2.取样方法

绝缘油取样时，应遵守以下要求：

（1）在室外取样时，宜在相对湿度不大于75%的晴天进行，以防止雨雪等杂质侵入油内。

（2）在任何充油设备中取样，绝缘油应在取样前静止8h以上，在运行的设备中取样，可以不必静止。

（3）在电气设备中取样时，为防止水分、灰尘和脏物进入油样中，应在设备下部的放油阀处进行，用洁净且不带毛的细布将取样处擦拭干净，然后将油放出约1～2kg，用以冲洗放油阀油道的积污，再放油少许，洗涤取样容器两次，最后放出需要量的绝缘油盛于取样容器内，要注意取样瓶不要接触放油阀门。

盛装油样的容器应盖紧瓶口，如试验不在当地进行，则还应将盛装油样容器的瓶口用干燥的牛皮纸包好，并用蜡封好，贴上标签，再仔细包装，以防送试途中损坏。

（4）若在油桶中取样，可用经洗净烘干的直径约为2cm的玻璃管进行。取样前，先将油静止一段时间，然后用玻璃管插入油桶底部污染最严重的地方取油。先放油冲洗管子和取样瓶，再正式取样，切忌用嘴吸油。

（二）绝缘油的电气强度试验

绝缘油的电气强度，是指绝缘油在专用的油杯内、特定的电极尺寸和距离下的击穿电压。试验绝缘油的电气强度的目的，主要是判断绝缘油有无外界杂质侵入和是否受潮。因为电气强度试验方法简单，判断直观，故被列为绝缘油的主要试验项目之一。

1.试验接线

进行绝缘油的电气强度试验所使用的设备和接线与交流耐压试验相同，图3-36为目前常用的油耐压试验器的原理接线图。

2.油杯

为了统一标准，我国规定试验专用油杯应符合以下要求：

（1）油杯用瓷或玻璃材料制成，其容量为500mL。

（2）电极采用平板型电极，电极为黄铜或不锈钢材料制成，直径为25mm，厚度为4mm，两极间距离为2.5mm，其工作面粗糙度为。

（3）电极距杯底和杯壁以及油面的距离不小于15mm。

绝缘油电气强度试验油杯的结构示意图如图3-37所示。

图3-36　油耐压试验器原理接线图

1—试油杯；2—窗连锁；FU—熔断器；T1—调压器；T—试验变压器；QA—当油击穿时自动跳闸开关；H1—电源指示灯；H2—合闸指示灯；V—电压表；R—电阻

3.试验前的准备工作

（1）油杯和电极在停用期间，必须装满优质变压器油加以保护。凡试验过劣质油后，必须用航空汽油或四氯化碳将油杯和电极清洗烘干后才能继续使用。

（2）油样拿到试验室后，必须在不破坏原有贮装密封的状态下，放置2～8h，待油温和室温接近后方可揭盖试验。在揭盖前，将油样轻轻摇荡，使内部杂质混合均匀，但不得产生气泡。试验前，用油样将油杯、玻璃棒等清洗2～3次，注油时用干净的玻璃棒使油沿油杯内壁徐徐流下，待试油盛满（达到油杯内部的油面线）后，盖上玻璃盖静止10～15min，使气泡逸出。

图3-37　绝缘油电气强度试验油杯

4.试验步骤

（1）合上电源及自动跳闸开关QA，并观察电源指示灯H1及电压表指示无误后，转动手轮以每秒钟约3000V的速度均匀升压，直至油击穿，QA自动跳闸。降回调压手轮，记下击穿瞬间电压表的数值，此值即为试油的电气强度值。

（2）打开玻璃盖，用干净的玻璃棒在电极间搅动几次，把击穿产生的游离碳拨开，再静止5min。(www.xing528.com)

（3）按上述步骤连续试验5次，取其平均值作为试油的平均击穿电压（kV）或平均击穿强度（kV/2.5mm）。

5.注意事项

（1）试验时宜在室温15～35℃和湿度不高于75%的情况下进行。

（2）升压试验时，必须至油杯中发生十分明显的火花放电、QA动作方为击穿，如出现不大的破裂声或电压表指针有抖动现象，不能算为击穿，需继续升压试验。

（3）要注意保护试验油杯，特别是对电极表面的保护。在试验时应在加压回路内串接1～5MΩ的电阻来限制击穿电流，以防止击穿放电损坏电极表面。

6.分析判断

绝缘油的电气强度是否合格，应根据试验标准规定来判断，其标准与设备额定电压和油的新、旧有关，具体的标准数值如表3-13所列。

表3-13　绝缘油电气强度标准　单位：kV

（三）绝缘油的介质损失角正切值试验

绝缘油的介质损失角的正切值tanδ能比较灵敏地反映出油的老化程度和酸值情况等。一般情况下，油越老化，其tanδ值随温度变化就越显著，油的酸值越高，其tanδ值就越大。

绝缘油的tanδ值与电气强度不同之处在于：tanδ值表征油的质的变化，而电气强度则主要反映油的纯净程度。因此试验标准规定，对准备注入电气设备的新绝缘油和运行中显著劣化的油以及充油设备整体，tanδ值增大时，均应对绝缘油进行介质损失角正切值tanδ的试验。

1.试验接线和使用仪器

测量绝缘油的介质损失角正切值tanδ，通常采用QS3型西林电桥，试验时应按照电桥使用说明书的要求进行接线。试验油杯一般有3种型号：一种是圆柱形油杯，如图3-38所示；一种是平板形油杯，如图3-39所示；还有一种是国际电工委员会IEC形油杯，如图3-40所示。

2.试验步骤

（1）油杯在使用前，必须将各部件拆开清洗。清洗可用汽油或石油醚等溶剂进行，并用不脱落纤维的丝绸或鹿皮逐件擦拭2～3次，再用四氯化碳清洗1～2次，然后用镊子将各部件放入干净的瓷盘，置于105℃的烘箱中烘干2h，然后降温冷却后取出组装。

（2）组装时不得用手直接触及各部件，要用干净且很干燥的丝绸和镊子进行工作。

（3）在室温下测量专用试验油杯本身的介质损失角正切值，20℃时的tanδ值应不大于0.0001。否则，必须重新清洗油杯，直至合格为止。

（4）用被试油样冲洗油杯2～3次，然后将试验用油沿油杯内壁徐徐倒入油杯中，将水银温度计插入中心孔内，静置15min，然后可开始试验。如使用IEC形油杯，为使引线绝缘材料不浸入油中，注油量不应超过85mL。

（5）按电桥说明书要求操作电桥，测量常温下的tanδ值，然后在恒温箱中将油加温至70±2℃，并保持恒温15～30min，再测量tanδ值。

（6）倒掉油样，再取同样一杯油样，按上述步骤再次测量油样的tanδ值。

图3-38　圆柱形介质损失角正切值试验油杯

1—中心杆；2—接线端子；3—测量电极；4—屏蔽电极；5—高压电极；6—引线屏蔽层；7—测量接线插头；8—屏蔽接线

图3-39　平板形介质损失角正切值试验油杯

1—高压电极；2—测量电极；3—保护电极；4—屏蔽层；5—绝缘垫；6—接线端子

图3-40　IEC形介质扣失角正切值试验油杯

1—高压电极；2—测量电极；3—屏蔽电极；4—接线孔

（7）做好记录，内容有：试验油杯和电桥的型号；空油杯的tanδ值；测试电压；电源频率；温度、湿度；测量值及平均值。

3.注意事项

（1）为了正确测量试验时的油温，应使用经过校验的水银温度计，油杯测温孔内应注入少量的被试油。

（2）为了保证试验正确，同一油样的两次测量结果应很接近，否则，需查明原因，继续试验直至合格。试验结果取两次试验的平均值。

（3）加温速度对油的tanδ值有一定的影响，为缩小因此而造成的两次试验结果的离散性，应对加温和试验速度进行一定的控制，如从室温升至70℃到试验完毕，可控制在1.5h左右。

4.分析判断

一般情况下，绝缘油的tanδ值与其酸值有关，酸值大的油，其tanδ值也高，但它们之间也不是直接的线性关系，有时也有酸值合格而tanδ值超标的情况。老化程度严重的绝缘油，其tanδ值随温度变化的程度明显。例如，老化了的油在20℃时的tanδ值可能仅相当于新油的tanδ值的2倍，而100℃时可能相当于新油的20倍。也常遇到这种情况，20℃时油的tanδ值不大，而70℃时所测得的tanδ值又远远超过标准。所以DL/T596—1996只规定70～90℃时的tanδ值：对于注入设备前的新油，90℃时，不应大于0.5%；对于注入设备后的新油，70℃时，不应大于0.5%。运行中的油在70℃时，不应大于2%。