不同檢測(cè)設(shè)備對(duì)絕緣油擊穿電壓檢測(cè)誤差分析

達(dá)永娥，王雷

(1.中國(guó)石油華東潤(rùn)滑油廠，江蘇 太倉 215433，2.中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心，遼寧 大連 116021)

不同檢測(cè)設(shè)備對(duì)絕緣油擊穿電壓檢測(cè)誤差分析

達(dá)永娥1，王雷2

(1.中國(guó)石油華東潤(rùn)滑油廠，江蘇 太倉 215433，2.中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心，遼寧 大連 116021)

不同檢測(cè)設(shè)備對(duì)絕緣油擊穿電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)合格，另一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)不合格的現(xiàn)象。通過攻關(guān)，找出了檢測(cè)結(jié)果不一致的原因，確保了分析結(jié)果的準(zhǔn)確。

絕緣油；擊穿電壓；檢測(cè)設(shè)備

0 引言

擊穿電壓是檢測(cè)絕緣油被污染程度的一種有效表征手段。油中主要污染物包括雜質(zhì)、游離水、氣泡等。這些油中的雜質(zhì)和溶解于油并與油分子緊密結(jié)合的水分子，在純凈的油分子遠(yuǎn)未在電極之間極化和電離之前，就沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向排列、聚集，進(jìn)而電離形成微小通路，即所謂“小橋”，小橋通路連接貫穿兩極，導(dǎo)致油迅速被擊穿。油中雜質(zhì)越多，越易形成小橋，擊穿電壓越低。檢測(cè)絕緣油的擊穿電壓，實(shí)際上是在衡量絕緣油中雜質(zhì)含量的多少，即判斷絕緣油被污染的程度。

目前，用于變壓器油擊穿電壓測(cè)定的設(shè)備有國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口兩種，在平時(shí)的分析過程中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)合格，另一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)不合格的情況。本文通過考察在不同的試驗(yàn)條件下分別用國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備檢測(cè)絕緣油的擊穿電壓，找出檢測(cè)結(jié)果不一致的原因，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確。

1 主要檢測(cè)設(shè)備與原料

1.1 主要檢測(cè)設(shè)備

本論文中所用到的主要實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備如表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)備

1.2 主要檢測(cè)原料

本論文所用到的主要實(shí)驗(yàn)原料如表2。

表2 試驗(yàn)試劑

2 檢測(cè)原理

目前，變壓器油擊穿電壓檢測(cè)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 507-2002。

擊穿電壓的檢測(cè)原理見圖1。

圖1 擊穿電壓檢測(cè)原理

2.1 擊穿理論[1]

對(duì)液體介質(zhì)施加電壓，當(dāng)電壓達(dá)一定值時(shí)，液體中因強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射等原因產(chǎn)生的電子，在電場(chǎng)中被加速，與液體分子發(fā)生碰撞電離。

2.2 小橋理論[1]

液體中的雜質(zhì)在電場(chǎng)力的作用下，在電場(chǎng)方向定向，并逐漸沿電力線方向排列成雜質(zhì)的“小橋”，由于水和纖維的介電常數(shù)比油的介電常數(shù)大得多，

從而這些雜質(zhì)容易極化并在電場(chǎng)方向定向排列成小橋，見圖2。

圖2 小橋理論

小橋連接貫穿兩極，導(dǎo)致油迅速被擊穿。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與討論

3.1 環(huán)境溫度對(duì)兩臺(tái)擊穿電壓測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果的影響

在化驗(yàn)分析過程中，由于受環(huán)境的影響，油樣溫度會(huì)有一些變化。為此，對(duì)1批常溫下(25 ℃)擊穿電壓為50 kV(第三方實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果)的變壓器油的擊穿電壓在不同的環(huán)境溫度下用進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，考察環(huán)境溫度對(duì)擊穿電壓檢測(cè)的影響規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果如表3和圖3。

表3 環(huán)境溫度對(duì)擊穿電壓檢測(cè)影響結(jié)果

注：*按照GB/T 507-2002試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性呈曲線分布，及允許誤差隨著擊穿電壓的變化呈曲線分布。

圖3 環(huán)境溫度對(duì)擊穿電壓檢測(cè)誤差影響結(jié)果

由表3和圖3可以看出：

(1)隨環(huán)境溫度的增大，兩臺(tái)擊穿電壓的檢測(cè)

誤差均是先減小后增大。在接近25 ℃時(shí)，檢測(cè)誤差最小。

(2)進(jìn)口設(shè)備在環(huán)境溫度大于25 ℃后，溫度的影響較敏感，溫度越高，誤差相對(duì)較大。

(3)國(guó)產(chǎn)設(shè)備在環(huán)境溫度大于25 ℃后，隨溫度的變化，檢測(cè)結(jié)果誤差變化不明顯。

3.2 變壓器油水含量對(duì)兩臺(tái)擊穿電壓測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果的影響

選取不同批次水含量相差較大的變壓器油，分別用進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)分析設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，考察對(duì)擊穿電壓的影響，檢測(cè)結(jié)果如表4和圖4。

表4 同一型號(hào)不同水含量樣品擊穿電壓的檢測(cè)結(jié)果

注：*按照GB/T 507-2002試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性呈曲線分布，及允許誤差隨著擊穿電壓的變化呈曲線分布。

圖4 不同水含量樣品擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果

由表4和圖4可以看出:

(1)樣品中水含量的多少對(duì)擊穿電壓的檢測(cè)影

響較大，隨著水含量的增加，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)擊穿電壓結(jié)果均下降。

(2)且隨著水含量的增大，進(jìn)口設(shè)備擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果下降趨勢(shì)更明顯。

(3)隨著水含量的增大，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)誤差較大，大部分誤差均超出試驗(yàn)方法允許的誤差。

3.3 油品清潔度對(duì)兩臺(tái)擊穿電壓測(cè)定儀檢測(cè)結(jié)果的影響考察

選取同一型號(hào)不同批次、清潔度相差較大的變壓器油，分別用進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)分析設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，考察清潔度對(duì)擊穿電壓的影響，檢測(cè)結(jié)果如表5和圖5。

表5 樣品清潔度對(duì)擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果影響

表5(續(xù))

注：*按照GB/T 507-2002試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散性呈曲線分布，及允許誤差隨著擊穿電壓的變化呈曲線分布。

圖5 樣品清潔度對(duì)擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果的影響

由表5和圖5可以看出：

(1)樣品清潔度對(duì)擊穿電壓的檢測(cè)影響較大。

(2)隨著樣品清潔度等級(jí)的增加，進(jìn)口擊穿電壓設(shè)備的下降趨勢(shì)更明顯。

(3)清潔度等級(jí)大于6級(jí)后，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)誤差大多超出方法允許的誤差。

(4)在清潔度等級(jí)為同一個(gè)等級(jí)6時(shí)，擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果變化較大。

4 結(jié)論

通過上面的考察試驗(yàn)結(jié)果分析得出如下結(jié)論：

(1)環(huán)境溫度對(duì)兩臺(tái)擊穿電壓的檢測(cè)影響較大，在接近25 ℃時(shí)，檢測(cè)誤差最小。進(jìn)口設(shè)備在環(huán)境溫度大于25 ℃后，溫度的影響較敏感，溫度越高，誤差相對(duì)較大。國(guó)產(chǎn)設(shè)備在環(huán)境溫度大于25 ℃后，隨溫度的變化，檢測(cè)結(jié)果誤差變化不明顯。為此，需要控制好試驗(yàn)溫度，才能確保兩臺(tái)設(shè)備分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

(2)樣品中水含量的多少對(duì)兩臺(tái)擊穿電壓的檢

測(cè)影響較大，隨著水含量的增加，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果均下降。且隨著水含量的增大，進(jìn)口設(shè)備檢測(cè)結(jié)果下降趨勢(shì)更明顯。隨著水含量的增大，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)誤差較大，大部分誤差均超出試驗(yàn)方法允許的誤差。說明進(jìn)口設(shè)備的檢測(cè)對(duì)樣品中水含量多少更敏感。國(guó)產(chǎn)設(shè)備不能完全反應(yīng)油品的含水量情況。

(3)隨著樣品清潔度等級(jí)的增加，進(jìn)口擊穿電壓設(shè)備的的下降趨勢(shì)更明顯。說明進(jìn)口設(shè)備對(duì)油品清潔度的要求更高。清潔度等級(jí)大于6級(jí)后，兩臺(tái)設(shè)備的檢測(cè)誤差大多超出方法允許的誤差。在清潔度等級(jí)為同一個(gè)等級(jí)6時(shí)，擊穿電壓檢測(cè)結(jié)果變化較大。

綜上所述， 這臺(tái)進(jìn)口設(shè)備擊穿電壓的檢測(cè)更為準(zhǔn)確、可靠，能真實(shí)地反應(yīng)出油品的水含量多或少、以及污染情況，但這臺(tái)國(guó)產(chǎn)設(shè)備檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性仍需要通過大量的試驗(yàn)去驗(yàn)證。

[1] 吳廣寧.高電壓技術(shù)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2014：34.

[2] GB/T 507-2002 絕緣油擊穿電壓測(cè)定法[S].

The Error Analysis of the Breakdown Voltage of Insulating Oil by Different Testing Equipments

DA Yong-e1, WANG Lei2

(1.PetroChina East China Lubricant Blending Plant, Taicang 215433, China;2.PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116021, China)

When the breakdown voltage of insulating oil is detected by different testing equipments, the results of detection are often inconsistent. Through the research, the reasons for the inconsistency of test results are found out, and the correctness of the analysis results is ensured.

insulating oil；breakdown voltage；testing equipment

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.04.010

1002- 3119(2017)04- 0049- 04

TE626.35

A

2017-03-13。

達(dá)永娥，工程師，碩士，2014年畢業(yè)于華東理工大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事油品分析檢測(cè)、技術(shù)管理、體系管理等工作。E-mail：dye_rhy@petrochina.com.cn