绝缘油介电强度测定方法详解

绝缘油介电强度测定是一项常规试验，用来检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。其测量步骤如下。

（一）取样

取样是试验的基础。正确的取样技术和样品保存对保证试验结果的准确性是相当重要的，所以取样应由有经验的人员严格按照要求进行。此处只介绍常规分析的取样方法。

1.从油桶中取样

（1）试油应从污染最严重的底部取样，必要时可抽查上部油样。

（2）取样前需要用干净的甲级棉纱或齐边白布将桶盖外部擦净，并不得将纤维带入油中，然后用清洁、干燥的取样管取样。

（3）从整批油桶内取样时，取样的桶数应能足够代表该批油的质量，取样桶数的具体规定见表8-6。

表8-6　取样桶数的规定

（4）如怀疑有污染物存在，则应对每桶油逐一取样，并逐桶核对牌号、标志。在过滤时应对每桶油进行外观检查。

（5）试验油样应是从每个桶中所取油样经均匀混合后的样品。

2.从油罐或槽车中取样

（1）应从污染最严重的油罐或槽车底部取样，必要时可抽查上部油样。

（2）取样前应排空取样工具内的存油，不得引起交叉污染。

3.从运行中的设备内取样

对于变压器、油开关或其他充油电气设备，应从下部阀门处取样，取样前需先用干净的甲级棉纱或布将油阀门擦净，再放油将阀门和管路冲洗干净，然后才取油样。

对于套管、无阀门的充油设备，应在停电检修时设法取样，对进口全密封无取样阀的设备，按制造厂规定取样。

取样容器可采用具塞磨口玻璃或金属小口容器，也可采用无色的用直链聚乙烯制成的塑料容器。取样前应将取样容器先用洗涤剂清洗，再用自来水冲洗，最后用蒸馏水洗净、烘干、冷却后盖紧瓶塞备用。容器应足够大，以适应各试验项目所需油样量的需要。如进行全分析，取样量一般为3L左右，简化分析取样量可为1L。

每个样品应有正确的标记，一般在采样前将印好的标签粘贴于容器上。标签至少应包括下述内容：

（1）单位名称。

（2）设备编号。

（3）油的牌号。

（4）采样部位。

（5）采样时天气。

（6）采样日期。

（7）采样人签名。

取完样后，应及时按标签内容要求，逐一填写清楚。

（二）介电强度测定方法

绝缘油介电强度测定，所用的设备除专用油杯外，其他的与交流耐压试验相同。目前，现场多采用专用的油试验器，其原理接线如图8-50所示。

图8-50　油介电强度试验器原理接线图

1—油杯；2—熔断丝；3、4—窗连锁开关；5—调压器一次绕组；6—调压器调压绕组；7—调压器信号绕组；8—电源指示绿灯；9—电阻；10—合闸指示红灯；11—当油杯中的油放电时的自动跳闸开关；12—电压表；13—试验变压器的低压绕组；14—试验变压器的高压绕组；15—绕组的中点接地(www.xing528.com)

随着计算机技术的发展，目前已研制、生产出半自动和全自动油试验器，实现了机电一体化。如GJZ系列电脑全自动油试验器具有自动测试、自动搅拌、自动处理、自动打印及数字显示等功能，且测试精度高、操作方便、安全可靠。由于采用先进的干式变压器组合，故体积小巧，造型美观，携带方便。

对于新绝缘油和电压在220kV以下电气设备内的油进行试验时，采用圆盘形电极，如图8-51（a）所示。电极用黄铜或不锈钢制成，直径为25mm，厚为4mm，两极间距离为2.5mm，其工作面粗糙度为。电极与油杯杯壁及试油液面的距离不小于15mm。

对于经过滤处理、脱气和干燥后的油及电压高于220kV的电气设备内的油，采用球盖形电极进行试验。球盖形电极如图8-51（b）所示。

油杯和电极需保持清洁，在停用期间，必须用盛新变压器油的方法进行保护。对劣质油进行试验后，必须以溶剂汽油或四氯化碳洗涤，烘干后方可继续使用。

图8-51　油杯中的电极

（a）圆盘形；（b）球盖形

油杯和电极在连续使用达一个月后，应进行一次检查。检验测量电极距离有无变化，用放大镜观察电极表面有无发暗现象，若有此现象，则应重新调整距离并用鹿皮或绸布擦净电极，若长期停用，在使用前也应进行此项工作。

试油必须在不破坏原有储装密封的状态下，于试验室内放置一段时间，待油温和室温相近后方可揭盖试验。在揭盖前，将试油轻轻摇荡、使内部杂质混合均匀，但不得产生气泡，在试验前，用试油将油杯洗涤2～3次。

试油注入油杯时，应徐徐沿油杯内壁流下，以减少气泡，在操作中，不允许用手触及电极、油杯内部和试油；试油盛满后必须静置10～15 min，方可开始升压试验。

在升压操作前，必须仔细检查线路和连接情况，地线的接地情况，以及调压器把手是否放在起点位置。

试验的具体步骤如下：

（1）试验在室温15～35℃、湿度不高于75％的条件下进行。当准备工作全部就绪后，将自动断电器推到“接通”位置，并观察指示灯和电压表（指示灯亮，电压表指示零位）无误后，即可开始以约3kV/s的速度均匀升压。

（2）在升压过程中，如发生不大的破裂声或电压表指针的振动，不是放电，应继续升压（中途不得停顿）至发生第一个火花为止，放电后立即将调压器把手倒回到起点，记下火花放电电压，将仪器盖子启动。

（3）用准备好的清洁玻璃棒或不锈钢棒在电极间拨弄数次，以除掉因火花放电而产生的游离碳，并再静置5 min，然后进行第二次试验，其余类推。

（4）试验进行6次，取6次连续测定的火花放电电压值的算术平均值作为平均火花放电电压被试油的介电强度，若以kV/cm为单位，可按下式计算

式中　E——介电强度，kV/cm；

d——电极的间隙，cm；

U——试油的平均火花放电电压，kV。

试验中，其火花放电电压的变化有四种情况：

1）第一次火花放电电压特别低。第一次试验可能因向油杯中注油样时或注油前油杯电极表面不洁带进了一些外界因素的影响，使得第一次的数值偏低，这时可取2～6次的平均值。

2）6次火花放电电压数值逐渐升高。一般在未净化处理或处理不够彻底而吸有潮气的油样品中出现，这是因为油被火花放电后，油品潮湿程度得到改善所致。

3）6次火花放电电压数值逐渐降低，一般出现在试验较纯净的油中，因为生成的游离带电粒子、气泡和碳屑量相继增加，损坏了油的绝缘性能。另外，有的自动油试验器在连续试验6次中不搅拌，电极间的碳粒逐渐增加，导致火花放电电压逐渐降低。

4）火花放电电压数值两头偏低中间高。这属于正常现象。

（5）试油的平均火花放电电压不得小于表8-7中所列的数值。

表8-7　试油杯中油样的火花放电电压标准　单位：kV

（6）试验记录中应包括：油的颜色、有无机械杂质和游离碳、油温、全部击穿电压数值、试验异常现象及结论、试验日期、相对湿度和环境温度等。

若采用GJZ系列电脑全自动油试验器，上述过程可以大大简化。试油杯放好后，只需按一下“运行”键，即可完成试油耐电强度的测定。

近年来，我国在研究并推广小间隙试验器测定电气设备的运行油及其过滤和添加油后的介电强度，所谓小间隙试油器是指圆盘形电极间隙小于2.5 mm的试油器。美国、加拿大等国家采用1.02 mm小间隙，而我国采用1.20 mm的小间隙，并研制成QP—8WA微型试油器。推广这种试油器的重要意义在于其重量轻、体积小、操作安全，很适合现场使用，不但能节省大量的绝缘油，而且明显减少了对电气设备特别是少油设备的补油工作，因此也减少了潮湿空气进入设备的机会，提高了设备绝缘的可靠性。