变压器绝缘油的基础知识与试验项目.ppt

LOGO 绝缘油试验绝缘油试验 田立华田立华 绝缘油 变压器油 开关油 电容器油 电缆油 一、绝缘油的基础知识一、绝缘油的基础知识 变压器油的分类变压器油的分类 变压器油变压器油 一般变压器一般变压器 按凝固点分为：按凝固点分为：10#25#45#超高压变压油超高压变压油 按按凝固点分为凝固点分为25#45#区别：从组成上做了调整，含有较高区别：从组成上做了调整，含有较高的芳碳值，以满足超高压特性的需要的芳碳值，以满足超高压特性的需要 电容器油的分类电容器油的分类 1#电电容器油容器油 高压电容器 2#电电容器油容器油 通信电容器 二、绝缘油试验的意义二、绝缘油试验的意义 绝缘油广泛地应用于变压器、油断路器、充油电缆、互感器、电力电容器和套管等高压电力设备中。绝缘 冷却 灭弧 在运行中，绝缘油由于受到氧气、湿度、高温、阳光、强电场和杂质的作用，性能会逐渐变坏，致使它不能充分发挥绝缘作用。为此必须定期地为此必须定期地对绝缘油进行有关试对绝缘油进行有关试验，以鉴定其性能是验，以鉴定其性能是否变坏否变坏 三、绝缘油电气试验项目三、绝缘油电气试验项目 击穿电压试验击穿电压试验 油的介质损耗因数油的介质损耗因数 绝缘油的击穿电压试验 四四 击穿电压的概念：击穿电压的概念：在规定的试验条件下绝缘油发生击穿时的电压称为击穿电压。介电强度的概念：介电强度的概念：击穿电压击穿电压除以施加电压的两个电极之间距两个电极之间距离离所得的值，称为介电强度，也称绝缘强度。1、试验目的、试验目的 反映绝缘油脏污、受潮、老化等使绝缘水平下降的状况 衡量它在电气设备内部能耐受电压的能力而不被破坏的尺度 检验变压器油性能好坏的主要手段之一 绝缘油的击穿过程绝缘油的击穿过程 纯净的变压器油中总会有一些最初的自由电子。这些电子在电场作用下运动，产生撞击电离而导致击穿。液体的密度比气体介质大，其中电子的自由程很短，不宜积累到足以产生 撞击电离所需电能。所以：纯净的变压器油击穿电压很高 工程上的绝缘油总是不很纯净的原因是：工程上的绝缘油总是不很纯净的原因是：即使是以极纯净的油注入电气设备的过程中也难免有杂质混入 绝缘油与大气接触时会从大气中吸收气体和水分，切逐渐被氧化 各种纤维、碎屑等从固体绝缘物上脱落到液体介质中来，在设备运行中绝缘油本身也会老化分解处气体、水分、聚合五等 杂质附近造成局部强电场。在电场力的作用下。这些杂质会逐渐沿电力线排列成杂质小桥 小桥理论小桥理论-.MPG 小小桥桥理理论论 小桥贯穿于两极之间：小桥贯穿于两极之间：则由于组成此小桥的杂质的电导较大，使泄流电流增加，发热增多。水分汽化、形成气泡，因为空气的介电常数小，所以气泡中的场强比绝缘油的场强大的多，而气泡的耐电强度却比油小很多，所以电离首先在气泡中发展，气泡中小桥增多，将导致小桥击穿。液体的击穿理论还不成熟，虽然有些理论在一定的程度上能解释击穿的规律，但大部分都是定性的，在工程实际中还只能依靠试验数据，即使是试验数据，其分散性也很大，但其平均值和最低值还是比较稳定的。试验六次取平均值 2、试验接线、试验接线 UT1T2211-油杯；2-电极击穿电压时使用的试验油杯由杯体和电极两部分 油杯杯体是由有机玻璃或塑料制成的透明容器或由电工陶瓷制成的容器有效容器在300500mL之间 有两种类型电极的试验油杯，平板形电极和蘑菇形电极平板形电极和蘑菇形电极，多用平板形电极。电极是用磨光的黄铜或不锈钢材料制成的，直径电极是用磨光的黄铜或不锈钢材料制成的，直径25mm，厚，厚3-4mm的圆盘形或球盖形。电极面应的圆盘形或球盖形。电极面应光滑。一旦电极面上有由于放电引起的凹坑时就光滑。一旦电极面上有由于放电引起的凹坑时就应更换电极应更换电极。样品的体积应约为试样容量样品的体积应约为试样容量的的3倍，最好采用棕色瓶，透倍，最好采用棕色瓶，透明瓶应在试验前避光保存，明瓶应在试验前避光保存，样品样品容器容器 为了密封，应使用带聚为了密封，应使用带聚乙烯或聚四氟乙烯材质乙烯或聚四氟乙烯材质垫片的螺纹垫片的螺纹 除去上次的残液除去上次的残液，再用丙酮清洗，再用丙酮清洗 最后用热空气吹最后用热空气吹干。干。3、试验步骤、试验步骤 油罐中取样油罐中取样 油样应从污染最严重的底部取样，必要时可抽查上部油样。从油罐中取样前应排除取 样工具和阀门死角处存油 1、先用绸布将取样阀擦干净，再放油将、先用绸布将取样阀擦干净，再放油将取样阀冲洗干净，取样后，应先移走取样取样阀冲洗干净，取样后，应先移走取样瓶，盖好瓶盖，再关取样阀瓶，盖好瓶盖，再关取样阀 2、取样时，应将取样瓶的开瓶时间缩短取样时，应将取样瓶的开瓶时间缩短到最短时间，取样瓶的瓶口不得与取样阀到最短时间，取样瓶的瓶口不得与取样阀接触，以免被污染。接触，以免被污染。3、在基建阶段和设备大小修时，取样点、在基建阶段和设备大小修时，取样点应用塑料布遮挡，采样时间应在尽量避开应用塑料布遮挡，采样时间应在尽量避开施工时间，尽可能减少样品被污染的可能施工时间，尽可能减少样品被污染的可能性。性。设备中取样设备中取样 清洗油杯清洗油杯 试验前的电极和油杯应先用无水乙醇、乙醚清洗烘干。长期试验前的电极和油杯应先用无水乙醇、乙醚清洗烘干。长期未用的或受污染的电极和油杯得用布或棉纱。经常使用的电未用的或受污染的电极和油杯得用布或棉纱。经常使用的电极和油杯，只要在不使用时以清洁干燥的油充满，并放于干极和油杯，只要在不使用时以清洁干燥的油充满，并放于干燥防尘的干燥器中，使用前再用试油冲洗两次以上即可燥防尘的干燥器中，使用前再用试油冲洗两次以上即可 调整好电极距离，使其保持在（调整好电极距离，使其保持在（2.50.1）mm，并用，并用标准标准规校准规校准 试验环境条件试验环境条件 试验在室温试验在室温1515-3535，湿度不高于湿度不高于75%75%的条件的条件下进行下进行 试验油样试验油样送到试验送到试验室后，应室后，应在不破坏在不破坏原有密封原有密封状态放置状态放置一段时间一段时间，以接近，以接近室温。室温。油样处理油样处理 在倒出油样之在倒出油样之前，应将储油前，应将储油容器颠倒数次容器颠倒数次，使油样混合，使油样混合，并尽可能不，并尽可能不产生气泡。产生气泡。然后用被试油将油杯和电极冲洗然后用被试油将油杯和电极冲洗2-3次。再将次。再将被试油沿杯壁徐徐注入油杯。盖上玻璃罩静置被试油沿杯壁徐徐注入油杯。盖上玻璃罩静置15分钟分钟 重复重复6次取平次取平 均值为均值为 测定值测定值 记录击穿记录击穿 电压值电压值 升压速度在升压速度在（2 0.2）kV/s,直至油隙直至油隙 击穿击穿 在试验仪器在试验仪器 上对盛有油样上对盛有油样 的电极两端施的电极两端施 加加50HZ交流交流 电压电压 加压试验加压试验 废油处理废油处理 试验完毕后，妥善处理好废油。应用专门容器存放，并定期集中处理，避免环境污染。4、试验注意事项、试验注意事项 减少油击穿后产生碳粒，应将击穿时的电流限制在5mA左右。在每次击穿后应对电极间的油充分搅拌，并静置5min后再重复试验。5、试验结果的判定、试验结果的判定 设备额定电压设备额定电压 投入运行前投入运行前的油的油 运行油运行油 15 30 25 15-35 35 30 110-220 40 35 500 60 50 6、击穿电压的影响因素、击穿电压的影响因素 A、水分及纤维对击穿电压的影响水分及纤维对击穿电压的影响 水分以三种状态存在于水分以三种状态存在于油中油中 沉渣沉渣状状 溶解溶解状状 悬浮悬浮状状 溶解态和沉渣态的水对溶解态和沉渣态的水对工频击穿电压影响较小；工频击穿电压影响较小；悬浮态的水易在电场下形悬浮态的水易在电场下形成“小桥”，对击穿电压成“小桥”，对击穿电压影响很大影响很大 含水量含水量Ub迅速迅速 纤维越多，杂质小桥越易形成，击纤维越多，杂质小桥越易形成，击穿电压越低穿电压越低 B、温度对击穿电压的影响、温度对击穿电压的影响 0-60度：度：温度温度水珠溶解度水珠溶解度Ub 80度以上：度以上：温度温度汽化汽化Ub -5度度-0度：冰水、全部悬浮，度：冰水、全部悬浮，Ub最低最低 -5度以下：粘度度以下：粘度小桥不易形成小桥不易形成Ub 60-80度：度：温度温度水珠溶解度水珠溶解度Ub最高最高 c、升压速度对击穿电压的影响、升压速度对击穿电压的影响 升压速度越慢，击穿电压越高 绝缘油介质损因数试验 5 油介损测量的目的：油介损测量的目的：检验油的污染老化程度 油老化后，阻性分量增加，损耗增大 1、原理原理 介质损耗因数又称介质损耗角正切。在交变电场作用下，电介质内流过的电流可分为两部分，一是无能量损耗的无功电容电流Ic，二是有能量损耗的有功电流IR，其合成电流为I tantancos2CUUIUIUIPCRCRIII介质损耗(有功损耗)：西林电桥测量原理西林电桥测量原理 检流计 C1 R1 C3 R2 R4 C4 2 2、试验步骤试验步骤 1、清洗油杯。并在烤箱里烘干，温度设、清洗油杯。并在烤箱里烘干，温度设定为定为105-110，时间为两个小时，时间为两个小时 2、空杯试验、空杯试验 将空杯升温至90，介质损耗角正切值tan应小于0.01%，电容量应符合仪器制造厂要求，即确认干净。空杯电容量用于计算相对电容率和电阻率：注油的油杯电阻空杯电容量空杯电容量注油的油杯电容量)(113.0pF3、装取油样：装取油样：空杯空杯先用被试油样冲先用被试油样冲洗两次洗两次,静置静置10分钟分钟 4、介质损耗角正切值、介质损耗角正切值tan测量测量 对被试油样升温至90，进行介质损耗角正切值tan测量。试验记录 测量测量 电压电压 测量测量 设备设备 空杯电容空杯电容 介损介损 气象气象 条件条件 3、试验结果的判定、试验结果的判定 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-2006 项目项目 标准标准 说明说明 介质损耗因数 90时，注入电气设备前0.5 注入电气设备后0.7 按液体绝缘材料工频相对介电常数、介质损耗因数和体积电阻率的测量GB/T5654中的有关要求进行试验 杂质杂质 在有风的天气时取样和取样时操作方法不当所造成的试样污染、电极不洁或干燥不彻底等，均会使测试结果不可靠。样品贮藏期间过长或暴露在强光下会导致质变；长期暴露在潮湿环境下会增加油中含水量，致使影响测量值。因此，样品必须保存在干燥、避光处。要严格遵守取样规则，防止污染样品。为了取得正确的测试值，应规定样品的最长存放期限。4 4、影响绝缘油介质损耗因数测量值的因素影响绝缘油介质损耗因数测量值的因素 较高的温度下，介质损耗因数值会随试样加热及恒温时间而变化。通常认为初始值能较好地代表绝缘油的实际状态，所以要求在温度一达到试验温度时就测量损耗因数。温度温度 课堂小结课堂小结 1 绝缘油的基础知识 2 绝缘油的试验意义 3 绝缘油的电气试验项目 4 绝缘油的击穿电压试验 5 绝缘油的介质损因数试验 LOGO