變壓器油擊穿電壓測(cè)定值的影響因素

變壓器油擊穿電壓測(cè)定值的影響因素姜玲玲（中國(guó)石油化工股份有限公司潤(rùn)滑油公司，北京100085）程對(duì)擊變壓器穿電壓測(cè)定值的影響。球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極居中，平板電極較低。

　　映睞貨置度/憧SO-早-一ffi度00電壓平均值/kV圖丨變異系數(shù)與電壓平均值的關(guān)系擊穿電壓是變壓器油在高壓電場(chǎng)下所具有的重要的電氣性能之一，表征在電場(chǎng)作用下能承受的最高電壓。變壓器油的擊穿電壓反映了其絕緣性能的好壞，直接影響到變壓器的使用安全性和使用周期。擊穿電壓也是客尸驗(yàn)收油品的重要測(cè)試項(xiàng)目，由于試驗(yàn)方法、測(cè)試儀器和環(huán)境等影響，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響很大，因此分析變壓器油的擊穿電壓測(cè)定影響因素具有重要意義。

　　1擊穿電壓測(cè)試方法變壓器油擊穿電壓的測(cè)試方法是向置于規(guī)定設(shè)備中的變壓器油施加按一定速率連續(xù)升壓的交變電場(chǎng)，直到變壓器油被擊穿。變壓器油被擊穿雖然是短暫的一瞬間，但過(guò)程卻很復(fù)雜，即使同一試樣，測(cè)得的擊穿電壓值也很分散，相差較大，因此各種擊穿電壓測(cè)試方法都規(guī)定取5次到6次測(cè)試的平均值作為測(cè)試結(jié)果，這種規(guī)定在一般的測(cè)試中是不多見(jiàn)的。目前國(guó)內(nèi)普遍采用方法是GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓測(cè)定法（等效采用IEC 156-1995絕緣油工頻擊穿電壓測(cè)定法）。根據(jù)該方法對(duì)數(shù)據(jù)分散性要求，當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值）在相關(guān)虛線范圍內(nèi)，說(shuō)明該試驗(yàn)數(shù)據(jù)在95%置信區(qū)間，符合試驗(yàn)方法的要求，見(jiàn)。

　　從中的數(shù)據(jù)分散性可以看出，該測(cè)試方法允許波動(dòng)的范圍較大，如當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)為40kV時(shí)，其再現(xiàn)性有效置信區(qū)間內(nèi)擊穿電壓的波動(dòng)范圍為2擊穿電壓測(cè)試的影響因素2.1測(cè)試方法的影響目前變壓器油擊穿電壓測(cè)試方法主要有GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓測(cè)定法、DL/T429.9- 1991電力系統(tǒng)油質(zhì)試驗(yàn)方法第9部分：絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)定法、IEC 156-1995絕緣液體工頻擊穿電壓的測(cè)定試驗(yàn)方法及ASTMD877-2007用圓盤(pán)電極測(cè)定電絕緣液體介電擊穿電壓的試驗(yàn)方法，4種方法的差別見(jiàn)表1.表1擊穿電壓測(cè)試方法差異比較項(xiàng)目電極形狀球形或球蓋形平板電極間距/mm油杯容量/mL加壓速率/（kV.s-1）環(huán)境溫度/t試樣和環(huán)境溫差矣5t著者簡(jiǎn)介：姜玲玲（1978~），女（漢），工學(xué)學(xué)士，工程師，2001年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東），現(xiàn)在中國(guó)石化潤(rùn)滑油公司科技開(kāi)發(fā)部從事質(zhì)量管理工作。已公開(kāi)發(fā)表論文3篇。

　　507方法與IEC156方法的測(cè)試條件大致一樣，而ASTMD877方法和DL/T429方法的測(cè)試條件也基本相同，差別不大。

　　2.2試驗(yàn)儀器的影響使測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生誤差，其中在電極間距相同的情況試驗(yàn)儀器包括升壓裝置、油杯、電極、攪拌器、下，不同結(jié)構(gòu)形狀的電極對(duì)擊穿電壓的測(cè)定結(jié)果影數(shù)據(jù)輸出裝置和計(jì)時(shí)裝置等，每部分的異常都會(huì)響較大，見(jiàn)表2.電極形狀對(duì)擊穿電壓測(cè)試結(jié)果的影響擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV 1號(hào)樣平板電極球型電極球蓋電極2號(hào)樣平板電極球型電極球蓋電極號(hào)樣平板電極球型電極球蓋電極從表2的試驗(yàn)結(jié)果可以看到，3種不同形狀的電極測(cè)得的擊穿電壓表現(xiàn)出相似的規(guī)律，球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極次之，平板電極相對(duì)較低。這是因?yàn)殡姌O的形狀不同，電極周?chē)臻g的電場(chǎng)也截然不同。平板電極之間的電場(chǎng)可以大致看成是均勻電場(chǎng)，而球形和球蓋形電極之間的電場(chǎng)為不均勻電場(chǎng)。變壓器油在不同電場(chǎng)中的表現(xiàn)也完全不同，尤其是對(duì)于平板電極而言，相對(duì)均勻的電場(chǎng)比球形和球蓋形電極所形成的同等強(qiáng)度的電場(chǎng)所占的空間要大得多，擊穿位置不可預(yù)知，擊穿的概率也大得多，這也是平板電極測(cè)定的擊穿電壓比另兩種電極的測(cè)定值低的根本原因。

　　2.3雜質(zhì)和水分的影響大氣中的飄塵和水汽不可避免地要混入待測(cè)油樣中，從而使擊穿電壓測(cè)定值偏低。我國(guó)南方潮濕多雨的季節(jié)和北方沙塵較大的季節(jié)，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響均較大。據(jù)研究，當(dāng)油中含有纖維、灰塵和其它雜質(zhì)時(shí)，由于它們具有強(qiáng)烈的吸水性，增大了介電常數(shù)，在電場(chǎng)中有可能極化，并沿電場(chǎng)方向定向排列，構(gòu)成雜質(zhì)“小橋，‘，導(dǎo)致油品被擊穿⑴。油中雜質(zhì)越多，越易形成”小橋“，擊穿電壓越低。

　　為了說(shuō)明雜質(zhì)對(duì)變壓器油擊穿電壓的影響，用定性濾紙對(duì)變壓器油（新油）進(jìn)行過(guò)濾處理，并測(cè)定過(guò)濾前后變壓器油的擊穿電壓，見(jiàn)表3.表3雜質(zhì)對(duì)擊穿電壓的影響油樣編號(hào)過(guò)濾前擊穿電壓/kV過(guò)濾后擊穿電壓/kV 1號(hào)樣2號(hào)樣3號(hào)樣4號(hào)樣5號(hào)樣6號(hào)樣7號(hào)樣10.8（含水48pg.g-1，有懸浮污染物）注：環(huán)境溫度22T~24，相對(duì)濕度70%~75%.從表3的數(shù)據(jù)中可以看出，變壓器油經(jīng)過(guò)濾后擊穿電壓均有所上升，說(shuō)明了雜質(zhì)和水分（過(guò)濾時(shí)部分水分被濾紙吸收）對(duì)擊穿電壓有影響。

　　2.4溫度的影響絕對(duì)干燥的變壓器油的擊穿電壓與溫度的關(guān)系不大，但變壓器油中或多或少都含有一定量的水分，所以變壓器油的擊穿電壓和溫度呈現(xiàn)出比較復(fù)雜的關(guān)系，見(jiàn)。

　　這種情況主要是由于油中水分存在的狀態(tài)隨溫度變化的緣故。溫度高于0丈時(shí)油中的水呈懸浮狀，最易形成導(dǎo)電的“小橋”，此時(shí)對(duì)擊穿電壓影響最大；當(dāng)溫度繼續(xù)升高，水分逐漸由懸浮狀態(tài)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài)，使得能形成導(dǎo)電“小橋”的懸浮狀水分越來(lái)越少，擊穿電壓也逐漸升高。

　　2.5樣品均勻性的影響GB/T507絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)定法中規(guī)定在試樣準(zhǔn)備時(shí)要輕輕搖動(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。也就是說(shuō)樣品的均勻性會(huì)對(duì)擊穿電壓有影響，見(jiàn)表4.表4的數(shù)據(jù)說(shuō)明了樣品均勻性對(duì)擊穿電壓的影響，在測(cè)試擊穿電壓時(shí)一定要按GB/T507絕緣表4樣品均勻性的影響油樣編號(hào)擊穿電壓/kV備注1號(hào)樣靜置24h，不搖動(dòng)靜置24h，搖動(dòng)1min 2號(hào)樣靜置24h，不搖動(dòng)靜置24h，搖動(dòng)1min 3號(hào)樣靜置48h，不搖動(dòng)靜置24h，搖動(dòng)1min 4號(hào)樣靜置48h，不搖動(dòng)靜置24h，搖動(dòng)1min 5號(hào)樣靜置48h，不搖動(dòng)靜置24h，搖動(dòng)1min油介電強(qiáng)度測(cè)定法中的規(guī)定，保持樣品的均勻性。3結(jié)束語(yǔ)不同電極形狀測(cè)得的變壓器油的擊穿電壓相差較大，以球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極次之，平板形電極相對(duì)較低。由于影響擊穿電壓的因素較多，建議變壓器油的生產(chǎn)廠家及用戶采用相同的方法和條件測(cè)定擊穿電壓，確保擊穿電壓的準(zhǔn)確性。