一、方法概要

絕緣油的介電強(qiáng)度測定方法，是將放在專門設(shè)備里的被測試樣經(jīng)受一個(gè)按一定速率連續(xù)升壓的交變電場的作用直至油擊穿。測量值與所用的測量設(shè)備和采用的方法有很大關(guān)系。

二、測量儀器的選擇原則

1.絕緣油介電強(qiáng)度試驗(yàn)裝置(即油試驗(yàn)器)

(1)輸出電壓。試驗(yàn)裝置最大額定輸出電壓為60kV或80kV，必須零起升壓，連續(xù)可調(diào):該電壓應(yīng)是一近似正弦波，其峰值因數(shù)應(yīng)為√2±5%。

(2)容量。試驗(yàn)裝置應(yīng)能在電壓大于15kV時(shí)產(chǎn)生一個(gè) 20mA 的最小短路電流。

(3)電壓測量系統(tǒng)。試驗(yàn)電壓值是電壓的有效值，即電壓峰值除以V2。因絕緣油介電強(qiáng)度就是當(dāng)電極之間發(fā)生第一個(gè)火花放電時(shí)的電壓，所以不管火花放電是瞬時(shí)的還是恒定的，要求系統(tǒng)能測出電極之間發(fā)生第一個(gè)火花放電時(shí)的電壓，電壓測量準(zhǔn)確度不應(yīng)低于3%。

(4)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電壓調(diào)節(jié)一般采用手動(dòng)和自動(dòng)升壓系統(tǒng)，最好采用自動(dòng)升壓系統(tǒng)，因?yàn)槭謩?dòng)調(diào)節(jié)不易得到要求的勻速升壓。升壓速度一般選擇2kV/s(按標(biāo)準(zhǔn)GB507《絕緣油介電強(qiáng)度測定法》選用球形和球蓋形電極時(shí))和3kV/s(按DL429.9《絕緣油介電強(qiáng)度測定法》選用平板形電極時(shí))。

(5)保護(hù)裝置。試驗(yàn)裝置應(yīng)有明顯可靠的接地點(diǎn)，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)盡可能防止產(chǎn)生高頻振蕩。為了保護(hù)試驗(yàn)裝置中的升壓變壓器和避免試樣在擊穿瞬間的分解，與試驗(yàn)油杯串聯(lián)的回路中應(yīng)串聯(lián)有5~10MQ的保護(hù)電阻器，以限制擊穿電流。升壓變壓器的一次電路上應(yīng)接有一個(gè)斷路器這個(gè)斷路器能在試樣擊穿后不超過0.02s的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作斷路器接一個(gè)無電壓釋放線圈以保護(hù)設(shè)備。

2.試驗(yàn)油杯

(1)試驗(yàn)油杯由杯體和電極兩部分組成，三種類型的電極杯見下圖。

(2)油杯杯體是由玻璃、塑料制成的透明容器或電工陶瓷制成的容器，球形和球蓋形電極杯有效容積在300~500ml之間，平板形電極杯有效容積不小于200ml，杯體以密閉為宜。

(3)電極由磨光的銅、黃銅、青銅或不銹鋼材料制成，規(guī)格如圖所示。電極面應(yīng)光滑，一旦電極表面上有由于放電引起的凹坑時(shí)就應(yīng)更換電極。

(4)電極應(yīng)安裝在水平軸上，彼此相隔2.5mm。電極之間的間隙用塊規(guī)校準(zhǔn)，要求精確到0.1mm。電極軸浸入試油的深度應(yīng)為 40mm 左右。

3.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

矩形標(biāo)準(zhǔn)規(guī)厚度為 2.5 ±0.05mm。

4.溫度計(jì)

0~100℃，分度為1℃。

5.濕度計(jì)

6.放大鏡

球形電極杯的規(guī)格

球蓋形電極杯的規(guī)格

三、試驗(yàn)步驟

1. 取樣

介電強(qiáng)度的測定對(duì)試樣的輕微污染相當(dāng)敏感，取樣時(shí)很容易吸收水分因此取樣時(shí)要用清潔、干燥的專用取樣器嚴(yán)格地按GB/T 4756-2015《石油液體手工取樣法》取樣。對(duì)桶裝或聽裝的試樣應(yīng)從容器的底部抽取。

2. 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的選擇

(1)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。GB/T 507-1986《絕緣油介電強(qiáng)度測定法》和GB/T 507-2002《絕緣油 擊穿電壓測定法》適用于驗(yàn)收 20℃時(shí)黏度不大于50mm/s的各種絕緣油，例如:變壓器油、電容器油、電纜油等新油或使用過的油，但主要用于新油。DL/T 429.9-1991《電力系統(tǒng)油質(zhì)試驗(yàn)方法--絕緣油介電強(qiáng)度測定法》適用于驗(yàn)收到貨的新絕緣油和電壓在220kV以下的電力設(shè)備內(nèi)的油。

(2)試驗(yàn)方法的選擇。根據(jù)GB2536 - 2011《電工流體 變壓器和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油》的技術(shù)要求，新油的試驗(yàn)方法采用GB/T 507-2002《絕緣油 擊穿電壓測定法》;根據(jù) DL/T 596 - 2021《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的要求，投入運(yùn)行前的油和運(yùn)行油的試驗(yàn)方法采用GB/T 507-2002《絕緣油 擊穿電壓測定法》或DL/T 429.9-1991《電力系統(tǒng)油質(zhì)試驗(yàn)方法--絕緣油介電強(qiáng)度測定法》，DL/T 429.9-1991《電力系統(tǒng)油質(zhì)試驗(yàn)方法--絕緣油介電強(qiáng)度測定法》中注明:經(jīng)過濾處理、脫氣和于燥后的油及電壓高于220kV 以上電力設(shè)備中的油，應(yīng)按GB/T 507-1986《絕緣油介電強(qiáng)度測定法》。

3. 電極杯（油杯）的準(zhǔn)備

根據(jù)要求選擇試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定電極的形狀(球形、球蓋形或平板形)，因?yàn)殡姌O的形狀會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果。油杯和電極需保持清潔，油杯不使用時(shí)，應(yīng)將它充滿干燥的油，并放于干燥防灰塵的清潔地方。油杯有一段時(shí)間未使用或試驗(yàn)劣質(zhì)油后，重新再使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的清洗。拆去并洗凈電極，然后用干燥的新油洗滌。細(xì)心地重新安裝上電極，安裝時(shí)避免用手指與它接觸。油杯和電極在連續(xù)使用達(dá)一個(gè)月后，應(yīng)進(jìn)行一次檢查。用放大鏡觀察電極表面有無發(fā)暗現(xiàn)象，若有此現(xiàn)象:則應(yīng)用麂皮或綢布擦凈電極。若長期停用，在使用前，則也需進(jìn)行此工作。油樣注入電極杯前，先用規(guī)格為2.5mm的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)限定電極間距離，固定好電極，再用試樣沖洗已準(zhǔn)備好的油杯2~3次。

4. 試樣的準(zhǔn)備

試樣必須在不破壞原有貯裝密封的狀態(tài)下，于試驗(yàn)室內(nèi)放置一段時(shí)間，待油溫和室溫相近方可揭蓋。在揭蓋前，輕輕搖動(dòng)盛有試樣的容器，使油中的雜質(zhì)均勻分布而又不形成空氣泡。將試樣沿油杯內(nèi)壁徐徐倒人油杯，倒試樣時(shí)要避免空氣泡的形成(也可借助于清潔、干燥的玻璃棒)。在操作中，應(yīng)在防塵干燥的環(huán)境下進(jìn)行，不允許用手觸及電極、油杯內(nèi)壁和油樣，以免污染試樣。試驗(yàn)時(shí)的油溫應(yīng)與室溫相同，仲裁試驗(yàn)應(yīng)在15~20℃之間進(jìn)行。

5. 進(jìn)行試驗(yàn)

試驗(yàn)應(yīng)在相對(duì)濕度不高于75%的條件下進(jìn)行。在升壓操作前，必須檢查線路的連接情況，仔細(xì)檢查油試驗(yàn)器的接地情況(接地端應(yīng)可靠接地)，手動(dòng)調(diào)壓時(shí)，應(yīng)注意檢查調(diào)壓器把手是否放在起點(diǎn)位置。

將盛好試樣的油杯放人油試驗(yàn)器的電極二端，蓋上有機(jī)玻璃活動(dòng)蓋，在保證試樣中不再有空氣泡后盡快地施加第-次電壓(最遲在裝油后10min進(jìn)行)。電壓按2kV/s或3kV/s均勻速度從零開始升到試樣發(fā)生擊穿，記下?lián)舸╇妷褐怠Ｕ{(diào)壓器退至零位，斷開電源開關(guān)。試樣發(fā)生擊穿后，用清潔、干燥且直徑小于2mm的玻璃棒或不銹鋼棒在極間輕輕撥動(dòng)幾次，使擊穿時(shí)產(chǎn)生的并附在電極表面上的游離碳散開，攪拌時(shí)應(yīng)盡可能避免空氣泡的產(chǎn)生。待空氣泡消失1min后，再施加第二次電壓。如不可能觀察到空氣泡消失，則必須等5min后再進(jìn)行一次升壓。以上試驗(yàn)每個(gè)試樣進(jìn)行6次，記錄試驗(yàn)得到的6次擊穿電壓值。

6. 報(bào)告的編寫

以6次結(jié)果的算術(shù)平均值作為該油樣的介電強(qiáng)度，并用單位kV表示。

報(bào)告中除應(yīng)給出介電強(qiáng)度的同時(shí)，還應(yīng)給出記錄試驗(yàn)得到的6次擊穿電壓值，并應(yīng)記錄使用電極的類型、油溫。

四、測試要點(diǎn)

(1)電極的結(jié)構(gòu)型式:

1)球形電極;

2)球蓋形電極或稱為半球形或蘑菇形；

3)平板電極或稱為圓盤形。

根據(jù)試驗(yàn)方法規(guī)定選用何種電極，因?yàn)槿N電極測定的結(jié)果是不同的。球形電極測定結(jié)果最高，球蓋形為其次，平板電極為最一低。

(2)電極間距離為2.5±0.1mm，要用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)校準(zhǔn)。電極距離過小容易擊穿，測定結(jié)果偏低，反之，測定結(jié)果偏大。

(3)試樣要有代表性，油中有水分及雜質(zhì)時(shí)則對(duì)擊穿電壓有明顯影響，所以要搖勻后注人油杯。

(4)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散性大，其原因是引起擊穿過程的因素比較多，因此，試驗(yàn)方法中規(guī)定取6次平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

(5)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)擊穿電壓值隨次數(shù)增加而增高，這是由于油中混人不同性質(zhì)的雜質(zhì)而引起的。若油中混入的主要是纖維雜質(zhì)和水分，則在擊穿過程中水分被蒸發(fā)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)越來越高，但是有時(shí)也會(huì)降低，故要考慮一下周圍的環(huán)境，是否濕度超過規(guī)定等。

五、變壓器油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

變壓器油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

注：

1.新油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB 2536-2011《電工流體 變壓器和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油》的技術(shù)要求;投入運(yùn)行前的油和運(yùn)行油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB/T 7595-2017《運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量》的技術(shù)要求。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)版本變更時(shí)，應(yīng)以有效版本為準(zhǔn)。

2.取樣的油溫為 40~60℃

3.DL/T429.9方法采用平板電極，GB/T507是采用球形、球蓋形兩種形狀電極。三種電極所測的擊穿電壓值不同，其影響情況，見GB/T 7595-2008附錄B(提示的附錄)。GB/T 7595-2008的質(zhì)量指標(biāo)為平板電極測定值，GB/T 7595-2017的質(zhì)量指標(biāo)為球形、球蓋形電極測定值。

六、介電強(qiáng)度試驗(yàn)的意義

介電強(qiáng)度并不是用來評(píng)定絕緣油質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而是一項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)。它是用來闡明絕緣油被水和其他懸浮物質(zhì)物理污染的程度，以及打算注人設(shè)備前進(jìn)行于燥和過濾是否適宜。必須指出，介電強(qiáng)度高并不意味沒有臟污存在，除非極一端情形，擊穿電壓與變壓器等故障沒有直接的關(guān)聯(lián)。