絕緣油耐電壓擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀—絕緣油耐壓測(cè)定儀在變壓器油擊穿電壓試驗(yàn)中的應(yīng)用

擊穿是指在電場(chǎng)作用下，絕緣材料形成貫穿性橋路， 進(jìn)而發(fā)生破壞性放電，在一定程度上使電極間的電壓降至 零或接近零的現(xiàn)象。通常情況下，擊穿對(duì)固體介質(zhì)來說是 永遠(yuǎn)失去介電強(qiáng)度，對(duì)液體、氣體來說，失去介電強(qiáng)度只是 暫時(shí)性的。在規(guī)定的試驗(yàn)條件下絕緣體或試樣發(fā)生擊穿時(shí) 的電壓叫做擊穿電壓。通常情況下，絕緣性能的好壞直接 反應(yīng)了變壓器油的擊穿電壓的強(qiáng)弱，并且變壓器使用的安 全性和周期受到直接的影響和制約。同時(shí)擊穿電壓也是客 戶驗(yàn)收油品的重要測(cè)試項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果受到試驗(yàn)方法、測(cè) 試儀器，以及環(huán)境等因素的影響和制約。TP572 型絕緣油 耐壓試驗(yàn)儀是裝置球蓋形電極的 3 油杯試驗(yàn)儀，通過其對(duì) 變壓器油擊穿電壓的測(cè)定試驗(yàn)，分析了測(cè)定過程中出現(xiàn)的 異?，F(xiàn)象及測(cè)定值產(chǎn)生誤差的原因。

1 油樣的準(zhǔn)備

1.1 樣品容器應(yīng)清潔干燥，最好使用棕色玻璃瓶，也 可以用不與絕緣油作用的塑料容器，但不能重復(fù)使用。

1.2 應(yīng)嚴(yán)格按照 GB/T 4756-1984《石油和液體石油產(chǎn) 品取樣法（手工法）》要求取樣。

 1.3 擊穿電壓的測(cè)試對(duì)試樣中微量的水或其它雜質(zhì) 相當(dāng)敏感，需用專用取樣器取樣，以防止試樣污染。取樣 前，取樣瓶的溫度應(yīng)不低于周圍空氣溫度。

1.4 對(duì)于桶裝或聽裝的試樣應(yīng)取絕緣油最易帶來雜 質(zhì)的地方，一般為容器底部。對(duì)于變壓器等油的取樣，將沉 積在下邊的水分、雜質(zhì)等在取樣前打開取樣油門并放出， 將油門用干凈的布擦干凈，然后再放一些油對(duì)油門和樣瓶 進(jìn)行沖洗，沖洗 2 次后才能進(jìn)行正式的取樣，樣品取完后 及時(shí)塞緊瓶口。

如果取樣沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，樣品被水分、 雜質(zhì)等污染，那么勢(shì)必造成檢驗(yàn)結(jié)果的誤差甚至誤判。在 對(duì)王莊煤業(yè) 35kV 變壓器用油檢驗(yàn)時(shí)，就出現(xiàn)了擊穿電壓 值開始檢驗(yàn)不合格，重新取樣進(jìn)行檢測(cè)又合格的現(xiàn)象。經(jīng) 過對(duì)實(shí)際試驗(yàn)過程的逐步核查和電力公司試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)，分析與當(dāng)時(shí)處于 8 月陰雨天，空氣潮濕，送樣當(dāng)天 還在下雨的取樣環(huán)境存在一定關(guān)系。

目前，GB/T 507-2002 《絕緣油擊穿電壓測(cè)定法》和 DL/T 429-1991《電力系統(tǒng)油質(zhì)試驗(yàn)方法》等是比較常用的 絕緣油擊穿電壓測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)，其中，參照 IEC156《絕 緣油電氣強(qiáng)度測(cè)定方法》制定了 GB/T 507-1986 標(biāo)準(zhǔn)，與 IEC156 相比，差別很小。GB/T 507-1986 與 DL/T 429-1991 在測(cè)試方法方面存在較大的差別，詳見表 1。

表 1 擊穿電壓測(cè)試方法差異比較

使用不同結(jié)構(gòu)形狀的電極測(cè)得的擊穿電壓值也不同， GB/T 7595-2008 附錄 B 中對(duì)采用 3 種電極測(cè)定的擊穿電 壓值進(jìn)行了比較：采用球形電極比采用平板倒角形電極約 高 6kV；采用球蓋形電極比采用平板倒角形電ji高 3-6kV；當(dāng)油的擊穿電壓值在 30kV 以下時(shí)，球形和平板倒角 形電極的測(cè)定值基本一致。

可見平板電極測(cè)定值相對(duì)偏低。這主要是因?yàn)殡姌O的 形狀存在差異，導(dǎo)致電極周圍空間的電場(chǎng)也出現(xiàn)差異，平 板倒角形電極之間的電場(chǎng)可以視為均勻電場(chǎng)，對(duì)于球形和 球蓋形電極之間的電場(chǎng)則視為不均勻電場(chǎng)。在油中，由于 雜質(zhì)分布的不均勻性，以及雜質(zhì)顆粒的運(yùn)動(dòng)，在一定程度 上使得油隙間雜質(zhì)顆粒的分布隨時(shí)間改變出現(xiàn)不同，因 此，在電場(chǎng)中，“小橋”的位置是不可預(yù)知的。對(duì)于平板倒角 形電極來說，與球形和球蓋形電極所形成的同等強(qiáng)度的電 場(chǎng)相比，相對(duì)均勻的電場(chǎng)比所占的空間體積要大得多，那么，形成“小橋”的位置更加不可預(yù)知，形成的概率也要大 得多。這也是平板倒角形電極測(cè)定油的擊穿電壓值比另兩 種電極的測(cè)定值低的根本原因。

3 試驗(yàn)過程控制

淤試樣在倒入試驗(yàn)油杯前，要輕輕搖動(dòng)翻轉(zhuǎn)盛有試樣 的容器數(shù)次，以使試樣中雜質(zhì)分布均勻，但不得產(chǎn)生氣泡。

可見，未混勻的試樣，雜質(zhì)分布不均勻，將使測(cè)定值偏 高。而油樣中如果存在氣泡，在高壓電場(chǎng)的作用下，氣泡會(huì) 首先電離，還會(huì)形成更多的氣泡，繼而形成惡性循環(huán)，使試 樣擊穿電壓值大大降低。于試驗(yàn)前，要用待測(cè)試樣將油杯 洗滌 2耀3 次。試樣注入油杯時(shí)，應(yīng)徐徐沿油杯內(nèi)壁流下，以 減少氣泡。盂每次加壓試驗(yàn)前要檢查確定電極間沒有氣泡 和游離碳。榆凡試驗(yàn)過劣油后，必須以丙酮洗滌，然后進(jìn)行 30益~50益烘干后方可繼續(xù)使用。虞試驗(yàn)時(shí)，若需改變樣 品，要用適當(dāng)?shù)娜軇⒁郧暗脑嚇託堃撼?，再用干燥?測(cè)試樣清洗裝置，排出待測(cè)試樣后再將試樣杯注滿進(jìn)行檢 測(cè)。愚油杯和電極需保持清潔，在停用期間，必須盛以新變壓器油保護(hù)。輿每一種絕緣油盡量使用一只特定試驗(yàn)杯。

4 試驗(yàn)結(jié)果的分析判斷

4.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性 通常情況下，油的擊穿過程 是隨機(jī)的，往往與擊穿瞬間兩個(gè)電極之間的電場(chǎng)分布狀態(tài) 和絕緣油中所含雜質(zhì)的分布狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。測(cè)得的擊穿電 壓值只是說明該絕緣油在平均值附近發(fā)生電擊穿的概率 比較大，與該點(diǎn)較偏離過高或過低，發(fā)生電擊穿的概率相 對(duì)較低。有些儀器使用說明中建議當(dāng) 6 個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差 s≥10kV（電極距離 2.5mm）時(shí)重新取樣測(cè)定，這是值得推 薦的方法。

4.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 在用 TP572 型絕緣油耐壓試 驗(yàn)儀對(duì)變壓器油擊穿電壓測(cè)試的過程中，曾出現(xiàn)過把合格 油判定為不合格油樣的事例，還有過對(duì)同一種油樣，一個(gè) 人測(cè)試為合格，而另外一個(gè)人則測(cè)試為不合格的情況，甚 至出現(xiàn)過同一個(gè)人、同一種油樣兩輪測(cè)試結(jié)果相反，即開 始不合格，后又合格的現(xiàn)象。

絕緣油耐電壓擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)試原理：

1、本儀器由控制部分和高壓試驗(yàn)部分組成。北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器由計(jì)算機(jī)或觸摸屏控制整個(gè)儀器運(yùn)行。
2、在觸摸屏或計(jì)算機(jī)上設(shè)置界面設(shè)置好升壓方式、試驗(yàn)電壓值、耐壓時(shí)間值，升壓速度確定后回到主界面，啟動(dòng)運(yùn)行后，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器器按預(yù)先設(shè)定的升壓方式和升壓速度控制步進(jìn)電機(jī)，從而帶動(dòng)調(diào)壓器升高試驗(yàn)電壓，并同步測(cè)量試驗(yàn)電壓，由計(jì)算機(jī)或觸摸屏顯示電壓值，并描繪出實(shí)時(shí)曲線。變壓器高壓端串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻接到電極系統(tǒng)的上電極，施加到試樣上。
3、當(dāng)試驗(yàn)電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值，保持耐壓時(shí)間（升壓方式為恒定耐壓）過后，試樣還未擊穿，系統(tǒng)自動(dòng)降壓回零跳閘；若在升壓過程中試樣擊穿，過流繼電器將迅速切斷電路自動(dòng)降壓回零，觸摸屏或計(jì)算機(jī)界面將保持最高擊穿試驗(yàn)電壓值顯示。

關(guān)于安裝：
1、儀器安裝在水平水泥地面，無振動(dòng)和腐蝕空間，建議距離墻體和操作人員在1米以上。
2、儀器后部有高壓變壓器質(zhì)量重心偏后，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器運(yùn)輸和安裝過程中請(qǐng)注意。
3、本儀器建議一次吊裝到位，叉車安裝建議前后兩臺(tái)配合安裝。
4、通訊接口兩條線，一條固定連線連接到計(jì)算機(jī)通訊串口COM1；另外一條連接線主機(jī)是14針航空插頭，計(jì)算機(jī)端為扁型DB37芯插頭。
5、電源端子接線ABC為220V三相，地線為零線必須接
6、接地端子必須用多股銅線良好接地。
7、高壓預(yù)留和低壓預(yù)留請(qǐng)不要連接，為高壓外引準(zhǔn)備特殊測(cè)試。               
8、高壓和低壓絕緣柱可以在長(zhǎng)期不用或者更換外置高壓和其他操作人員時(shí)把高壓引線懸空，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器避免誤操作。
9、試驗(yàn)時(shí)高壓和低壓引線端用高壓引線鱷魚夾和低壓引線鱷魚夾連接。
10、高壓點(diǎn)擊和低壓電極正常情況下是25mm和75mm兩個(gè)圓形表面光滑銅電極，分別在上下部位用螺絲固定，如果特殊情況需要更換，請(qǐng)擰開相應(yīng)的螺絲更換附件中備用電極即可。
11、油盒固定點(diǎn)是一個(gè)上凸起的銷子，可以把油盒垂直向上端起，取下和放上，方便更換變壓器油。
12、油盒支架是一個(gè)整體安裝的電木機(jī)構(gòu)，北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器可以取出更換電極更加方便。
13、變壓器油添加要超過上電極上部最少30mm。
選型說明：
1、 介電強(qiáng)度和擊穿電壓的區(qū)別：
介電強(qiáng)度：是一種材料作為絕緣體時(shí)的電強(qiáng)度的量度.它定義為試樣被擊穿時(shí), 單位厚度承受的最大電壓,單位是：KV/mm或MV/m,介電強(qiáng)度越大, 它作為絕緣體的質(zhì)量越好.介電強(qiáng)度也可稱為電氣強(qiáng)度。
擊穿電壓：是一種材料作為絕緣體時(shí)所能承受的最大電壓值，也就是擊穿破壞時(shí)的最大電壓值，單位是：KV
2、 北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器如何選擇合適量程的電壓擊穿：
在材料的標(biāo)準(zhǔn)要求里或者測(cè)試報(bào)告中，對(duì)材料的耐壓等級(jí)通常用介電強(qiáng)度來表示，即KV/mm,擊穿電壓和介電強(qiáng)度的關(guān)系可以用如下公式表示：
擊穿電壓值（KV）
介電強(qiáng)度（KV/mm）=------------------------------------------
試樣厚度（mm）
由如上公式可以得出結(jié)論,選擇多大量程的測(cè)試儀器,取決于試樣的厚度,即:
擊穿電壓值(KV)=介電強(qiáng)度(KV/mm)* 試樣厚度（mm）
      由此公式所得出的擊穿電壓值是按照試樣厚度測(cè)試時(shí)的有效電壓值，所以得出擊穿電壓值后，在此電壓值得基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬些量程范圍比較合理，建議計(jì)算出擊穿電壓值后增加10KV—20KV
3、 同等電壓量程不同功率的電壓擊穿試驗(yàn)儀的區(qū)別：
A：在測(cè)試規(guī)程和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，測(cè)試數(shù)據(jù)是擊穿電壓值，而對(duì)儀器的輸出電流沒有要求時(shí)，可以不用考慮設(shè)備的容量值，只關(guān)注設(shè)備的量程即可，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)沒有影響
B：在有些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)試要求中，必須要求儀器滿足最大輸出電流是多少，對(duì)此在選擇儀器量程的同時(shí)，需要關(guān)注變壓器的容量值（即功率KVA）
C：輸出電流、電壓值及功率之間的關(guān)系用如下公式表示：
變壓器容量（KVA）
輸出電流（MA）=----------------------------------------------
電壓量程（KV）