電氣設備中的絕緣油試驗探討

摘要：絕緣油的試驗分電氣試驗和化學試驗兩大類。電氣試驗的主要項目有：電氣強度試驗和介質損失角正切值tgδ試驗;化學試驗有：透明度、灰分、活性硫、苛性鈉抽出、安定性、粘度、凝點、酸值、水溶性酸和堿、閃點、機械雜質、水分和游離炭等項。

關鍵詞：電氣設備;絕緣油;試驗;介質損失;化學分析.

一、絕緣油的電氣強度試驗

絕緣油的電氣強度，是指絕緣油在專用的油杯內、特定的電極尺寸和距離下的擊穿電壓。試驗絕緣油的電氣強度的目的，主要是判斷絕緣油有無外界雜質滲人和是否受潮。因電氣強度試驗方法簡單，判斷直觀，故被列為絕緣油的主要試驗項目之一。進行絕緣油的電氣強度試驗，可以使用專用的試油器。一般，現場多用高壓試驗變壓器和試驗油杯自行接線試驗。試驗接線與一般交流耐壓試驗相同。

絕緣油的電氣強度是指油溫為15攝氏度～35攝氏度時、在標準電極下的擊穿電壓值，故試驗宜在室溫159攝氏度～359攝氏度和濕度低于75%情況下進行。升壓試驗時，必須至油杯中發生十分明顯的火花放電、脫扣器動作分為擊穿，如出現不大的破裂聲或電壓表指針有抖動現象，不能算擊穿，需繼續升壓試驗。在試驗時應在加壓回路內串接1MI～5MQ的電阻來限制擊穿電流，以防止擊穿放電損壞電極表面;另外，油杯使用完畢，仍應盛滿絕緣油后放置，以防止電極表面在空氣中氧化。

絕緣油的介質損失角正切值tgδ能比較靈敏地反映出油的老化程度和酸值情況等，一般情況下，油越老化，其tgδ值隨溫度變化就越顯著，油的酸值越高，其tgδ值就越大。絕緣油的tgδ值與電氣強度不同之處在于：tgδ值表征油的質的變化，而電氣強度則主要反映了油的純凈程度。因此試驗標準規定，對準備注入電氣設備的新絕緣油和運行中顯著劣化的油以及充油設備整體，tgδ值增大時，均應對絕緣油進行介質損失角正切值tgδ的試驗。絕緣油tgδ值的測量，是把被試油放人專用油杯中，用交流電橋在常溫下和709溫度下進行測量。

絕緣油的tgδ值與溫度有關，在常溫（10～30攝氏度）下測出的數值應換算至209攝氏度的數值。為了正確測量試驗時的油溫，需使用經過校驗的有1/5°攝氏度或1/10攝氏度刻度的溫度計，置于油杯的測溫孔中測量油溫（測溫孔內應注人少量的被試油）。為了保證試驗正確，同-.試樣的兩次試驗結果應很接近，其差不應大于10%士0.0001，否則，需查明原因，繼續試驗直至合格。試驗結果取兩次試驗的平均值。

一般情況下，絕緣油的tgδ值與其酸值有關，酸值大的油，其tgδ值也高，但他們之間也不是直接的線性關系，有時也有酸值合格而tgδ值超過標準的情況;老化程度嚴重的絕緣油，其tgδ值隨溫度變化的程度就明顯，如某老化油在20攝氏度時的tgδ值僅為新油的2倍，而100攝氏度時竟相當于新油的20倍;有時也會有這樣的情況，在常溫下絕緣油的tgδ值并不高，而在T09攝氏度時卻大大超過規定標準值。因此，在試驗后進行判斷時要注意積累經驗，摸索規律，同時要注意與其它試驗結果進行綜合分析，以得出較正確的試驗結果。

試驗標準規定了絕緣油70攝氏度時tgδ值的標準為：新油不大于0.5%;運行中油不大于2%。同時指出，在常溫下測得數值不大于所列數值時，可不進行70攝氏度時的試驗。

二、高壓電氣設備絕緣試驗方法

高壓電氣設備絕緣試驗方法主要包括設備直流耐壓試驗、絕緣電阻試驗、介質損失角試驗、高頻震蕩波試驗、絕緣電壓分布試驗、局部放電試驗、色譜試驗等，下面將一一進行論述。

（1）直流耐壓試驗。因為直流耐壓試驗采用了大體積的設備，其紋波系數高，穩定性也差，在我國現階段的電力工作中已經很少采用，通常只會在少數的精密度要求不高的試驗中得到采用。

（2）絕緣電阻試驗。絕緣電阻試驗通常采用固定輸出電壓的方式，能夠及時的獲得儀表所顯示的正確度數，規定加壓一分鐘后獲得的度數就是電器設備的絕緣電阻。絕緣電阻試驗中最關鍵的環節就是吸收比測驗，該試驗能夠正確的反映變壓器和其他機電設備絕緣體的損害程度和受潮現象。在常溫的狀態下，吸收比比3：1小，就可以判斷設備的絕緣體存在一定的問題。

（3）介質損失角試驗。通過科學的試驗證明，高壓電氣設備的絕緣缺陷和介質損耗之間存在非常重要的聯系，而且和使用體積也成正比的關系。介質損失角的大小可以對絕緣材料的單位體積內的介質的消耗情況進行正確的表現，所以，我們可以通過試驗中測量獲得的介質損失角了解絕緣體和絕緣系統的運行情況，及時對存在的問題進行改正。

（4）高頻震蕩波試驗。高頻震蕩波試驗是一種新型試驗方法，非常容易通過試品得到需要的高電壓，而且對現場電源的用量需求小，易發現水樹類型絕緣缺陷和機械損傷。但是，試驗中需要使用高壓電容、高壓電抗器和球隙點火控制裝置，造成了現場使用的不便。加之，由于高頻振蕩波試驗效率低，長時間傳播后難以保持電壓波的幅值。

（5）絕緣電壓分布試驗。目前，國內市場有很多種高壓電氣設備絕緣方式，戶外一般采用絕緣子作為絕緣體的主體。由于絕緣子的電容是絕緣電壓分布的主要決定因素之一，通過絕緣電壓分布試驗可以客觀掌握絕緣子電容情況，并且絕緣子清潔度越高，電源電阻越大，絕緣效果也就越好。

（6）局部放電試驗。局部放電試驗通過回路里產生的一些放電脈沖電流，然后采集并放大這些電流，能夠檢測局部放電的強度，了解絕緣體的基本情況，判斷是否存在缺陷。

（7）色譜試驗。絕緣油作為一種絕緣介質，廣泛應用于高壓電氣設備絕緣體系之中。電氣設備在絕緣油保護下發生局部放電或發熱的時候，絕緣油性質就會發生改變，導致內部氣體比例失衡。為此，通過色譜試驗可以掌握絕緣里氣體的比例，了解電氣設備的絕緣性能。

三、結語

電氣設備所用絕緣油，其作用為浸汁電氣設備的絕緣，防止絕緣受潮;利用絕緣油的對流循環以冷卻運行的電氣設備。絕緣油的絕緣和冷卻作用，需由其本身的各項性能來保證。

參考文獻：

[1]龔堅剛，長棒型絕緣子在超高壓輸電線路中的應用前景[J].浙江電力，2000.

[2]徐喜佑.500kV線路合成絕緣子折斷原因分析[J].華東電力，1998，（12）.

[3]王維儉電氣主設備繼電保護原理與應用北京：中國電力出版社，1998.

[4]季霍捷耶夫著.1150kV輸電的關鍵技術。吳維韓，王鳳鳴譯.特高壓輸變電技術（三），電力工業部科學技術司，1994.

（作者單位：國家能源集團國華能源投資有限公司山東分公司）

作者簡介：崔向冬（1984.9.24），性別：男;籍貫：山東;民族：漢;學歷：本科;職稱：助理工程師;研究方向：電氣試驗。