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变压器油耐压试验的方法与分析作者姓名:作者单位:报送单位:王晓超油化验班修试工区变压器油耐压试验的方法与分析【摘要】：影响变压器油耐压试验的因素有很多，主要是试验方 法的选择、环境的影响以及人为因素在现有设备电压等 级不断升高，而实验仪器更新慢的情况下，我们只有立足 现有设备，保证变压器油实验结果的准确可靠关键词】：击穿电压、 球形和球盖形电极、平板倒角形电极【引 言】无论是在日常的维护或是设备新装过程中，变压 器油的耐压试验都是一项重要的质量标准，直接关系到设备 的安全运行所以，试验结果的准确性就尤为重要而不同 的方法和标准，导致测定结果不同本文就试验方法及结果 的分析判断进行一些讨论1.试验方法1.1.试验方法的分类现阶段我国关于绝缘油击穿电压测试方法的标准比较常用的有 GB /T507 —1986《电气用油绝缘强度测定法》和DL ／T429—1991 《电力系统油质试验方法》 ，其中 GB ／T507—1986 主要参照 IEC156 《绝缘油电气强度测定方法》制定， GB／T507—1986 和 DL／T429—1991 这两种标 准的测试方法差别较大GB / T507 —1986DL /T429 —1991电极形状采用球形和球盖形电极采用平板倒角形电极油杯容积300〜500mL ,不得小于200mL适用范围GB/T2536—1990《变压器油》和 SH0040—1991《超高 压变压器油》中规定击穿电压的测定采用GB /T507—1986;在 GB/T7595—2000《运行中变压器油的 质量标准》中规定击穿电压的测定米用 GB/T507—1986或 DL/T429—1991 ;在 GB/T50150—1991《电气设备安装工程电气设备交接试验标准》 中规定绝缘油的电气强 度试验采用GB/T507—1986,但试验电极采用平板倒角 形电极。

来源：图1试验方法的主要区别1.2不同分类对击穿电压测定值的影响选择1号样品油代表50~60KV的变压器油2号样品油代表40~50KV的变压器油3号样品油代表30~40KV的变压器油 4号样品油代表20~30KV的变压器油油样 编号电极 形状按升压速度统计平均按间隔时间统计平均3KV/S2KV/s5min3min击穿电压KV偏差平均值KV击穿电压KV偏差平均值KV击穿电压KV偏差平均值KV击穿电压KV偏差平均值KV1号平板54.83.2：50.93.5 :52.23.753.53.0球形59.71.158.73.258.92.359.51.9球盖形56.44.255.55.855.45.156.55.0平均值57.02.855.54.255.53.756.53.32号平板46.86.543.54.744.65.245.75.9球形52.44.950.86.551.95.051.36.4球盖形46.77.944.410.144.110.947.07.0平均值48.66.446.27.146.97.048.06.43号平板31.64.535.44.533.84.433.24.7球形38.25.440.46.537.85.940.85.4球盖形36.77.637.97.136.17.238.67.5平均值35.55.837.96.035.95.837.56.04号平板28.13.631.73.829.33.930.53.4球形29.82.434.76.031.53.633.04.8球盖形27.81.827.72.627.02.228.52.2平均值28.62.631.44.129.33.230.73.6图2 实验数据的比较从实验结果可以看出：使用三种不同结构形状电极测得击穿电压不论对那种 油样，都以球形电极的击穿电压值为最高，球盖形次之，平板形相对较低。

不同升压速度和不同间隔时间对击穿电压影响不大1.3现状调查我局在2008年以前，设备都是在 220KV及以下的电压等级所以我们在变压器油耐压试验的方法上一直采用的是DL /T429 —1991《电力系统油质试验方法》而从500KV香 山变电站的投运以及即将开工的平顶山南 500KV 变电站开 始，我局设备电压等级又上了一个新的台阶从而对我们在 现有设备和实验条件下电气用油绝缘强度的测定提出了新 的要求2 影响试验结果的主要因素 严格地讲，不含水分、灰尘和纤维等杂质的纯净油，击 穿起始于个别油分子在电场中的极化、电离，其化学组成对 击穿电压影响不大，不同牌号和产地的绝缘油应该具有大致 相同的击穿电压，并且同一试样平行试验结果的分散性也不 大，击穿电压值能达到 200kV 以上（电极距离 2．5mm） 但实际应用中的油和 “纯净油 ”有极大的不同，用目前世界上 最先进的净化设备多次处理后的绝缘油，其含水量也往往大 于2mg / kg,每100mL油中长度大于5 ^m的杂质颗粒不少 于数千个；另外在取样测定过程中油样也不可避免地与周围 大气接触，大气中的水分、飘尘会不可避免地混入油中这 些油中的杂质和溶解于油并与油分子紧密结合的水分子，在 纯净的油分子远未在电极之间极化和电离之前，就沿电场强 度方向排列、 聚集， 进而电离形成微小通路， 即所谓 “小桥 ”，小通路连接贯穿两极，导致油迅速击穿。

油中杂质越多，越 易形成小桥，击穿电压越低测定绝缘油的击穿电压，实际 上是在衡量绝缘油中杂质含量的多少，即判断绝缘油被污染的程度油的击穿过程实际上是随机的，与油隙电场的瞬间状态 密切相关油中杂质分布的不均匀性和杂质颗粒的运动，导 致油隙间杂质颗粒的分布随时间改变而不同，因此小桥在电 场中的位置是不可预知的尤其是对于平板倒角形电极而 言，相对均匀的电场比球形和球盖形电极所形成的同等强度 的电场所占的空间体积要大得多，小桥形成的位置更加不可 预知，形成的概率也要大得多这也是平板倒角形电极测定 油的击穿电压值比另两种电极的测定值低的根本原因由以上击穿机理的分析，我们可以得知油隙的击穿虽然 是短暂的一瞬间，其过程却是复杂的，即使是一杯试样，在 多次击穿试验中的测得值也是分散性很大的，各种试验标准 都规定取 6 次试验的平均值作为试验结果，这种规定在一般 的测试中是不多见的把一些显而易见的影响因素作人为的 严格规定，使这些因素对结果的影响维持在一个恒定的水平 是十分必要的2．1 试验仪器的影响验仪器包括升压装置（手动或自动） 、油杯和电极、搅 拌装置（手动或自动） 、数据输出装置（模拟仪表或数显打 印机）、计时装置等，每一部分的异常都会使测定结果产生 误差，全自动的仪器较好，在测定过程中基本上消除了人为 因素的影响。

2．1．1 升压装置升压装置的输出电压波形是否近似正弦波，输出电压是 否与输出显示一致，对结果的准确性有很大影响，不同的测 试仪器，其升压装置的性能必须确保符合标准的规定升压 装置的此项性能应由生产厂家在仪器的设计生产中予以保 证，用户可在选购仪器时向生产厂家索要升压装置输出电压 频谱分析和输出电压峰值的检测报告2．1．2 油杯和电极电极的形状不同，电极周围空间的电场也截然不同，平 板倒角形电极之间的电场可以大致看成是均匀电场，而球形 和球盖形电极之间的电场为不均匀电场，绝缘油在不同电场 中的表现也完全不同油杯的容量大孝电极浸入绝缘油的深 浅都会给测定结果带来影响，为此相关标准中都有明确的规 定实践表明，电极的加工和装配水平、油杯的形状和材料 等不同都会给测定结果带来明显的差异2．2 环境的影响大气中的飘尘和水气不可避免地要混入待测油样中，从 而使测定值偏低，因此标准中有油杯加防尘盖和尽快完成测 定的提法，有条件的话，应尽可能在有空调的洁净、干燥的 试验室内进行测定，尤其是在我国南方潮湿多雨的季节和北 方沙尘较大的季节，防止环境条件对测定结果的影响3 实验结果及分析判断一个绝缘油油样 6 次击穿电压试验的测定值，其分散性是较大的，根本原因在于击穿瞬间两个电极之间的电场分布 状态和绝缘油中所含杂质的分布状态都是随机的。

数据处理 中，不论 6 个数据分散性有多大统统进行平均，或者按照数 处理原则舍弃离散值再进行平均， 都不十分合适 笔者认为， 有些仪器使用说明中建议当 6个数据的标准差s> 10k（电极 距离2. 5mm ）时重新取样测定，这一提法值得推荐较准 确地说，我们测得的击穿电压值只是说明该绝缘油在平均值 附近发生电击穿的概率最大，偏离此点较多的过高值和过低 值出现电击穿的概率较低，并不是说该绝缘油在此点一定被 击穿选择击穿电压值较集中的范围，取不少于 6 个测定值 的平均值作为测定结果是较为合理的，这样更能较真实地反 映绝缘油的平均被污染水平3. 2 试验数据的准确性 得到准确可靠的绝缘油击穿电压值，是击穿电压试验的最终目的若对试验结果产生怀疑，建议用下述办法处理：a） 检验升压装置输出电压波形和幅值 此项工作一般生产厂家都已做了，在正常使用中发生变化的可能性不大，在 使用中若没有发生明显的损坏，由此引起的误差可能性很校b） 在测得值介于合格与不合格之间时，采用对比试验 的方法，验证油杯和电极对结果的影响，即同时在不同的试 验室，用不同的电极和油杯测定同一油样，在确保两对电极 间距离都是（ 2．5±0．1）mm 的前提下，测定值较高的应更 接近于真值。

这是因为只有电极间距离过大才会使绝缘油的 击穿电压测定值的误差为正误差，其余各种影响因素，包括 电极形状、加工精度和表面状态，油杯的材料、形状等，都 会使测定值出现负误差，即测得结果小于真值通过调查分析我们认为，按照 DL ／ T429 —1991 规定的 标准和操作方法可以保证 500KV 及以下变压器油实验结果 的可靠性即使是测得值介于合格与不合格之间，我们也可 以采用对比试验的方法，验证油杯和电极对结果的影响进 而保证变压器油实验结果参考文献：［1］温念珠，郝有明.电力用油及监督］ Z］.沈阳：东北电力试验研究院， 1993．［2］ GB／T7595— 2000，运行中变压器油质量标准［ S］．。