如何評(píng)定絕緣油的擊穿電壓指標(biāo)

1范圍

     本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了絕緣油擊穿電壓的測定方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于測定40℃粘度不大于350 mm2/s的各種絕緣油，適用于未使用過的絕緣油的交接試驗(yàn),也適用于設(shè)備監(jiān)測和保養(yǎng)時(shí)對試樣狀況的評(píng)定。

2.引用標(biāo)準(zhǔn)

下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文,通過引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的一部分。除非在標(biāo)準(zhǔn)中另有明確規(guī)定,下述引用 標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)是現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn).

GB/T 4756石油液體手T取樣法

1EC 52球隙（一球接地）電壓測定法

IEC 60高壓實(shí)驗(yàn)技術(shù)

3 方法概要

向置于規(guī)定設(shè)存中的被測試樣上施加按一定速率連續(xù)升壓的交變電場，直至試樣被擊穿.

4試劑

4.1  丙醇：分析純.

4.2  石油醚：分析純,60℃?90℃。

5 儀器

51 電器設(shè)備由以下部分組成：

a）調(diào)壓器；

b）步進(jìn)變壓器；

e）切換系統(tǒng)；

d）限能儀。

以上兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備可在系統(tǒng)中以集成方式使用。

5.1.1調(diào)壓器

因?yàn)槭挚卦児?jié)不易得到要求的均衡升壓,電壓調(diào)笆應(yīng)采用自動(dòng)控制系統(tǒng),電壓自動(dòng)控制可由以下方 法之一實(shí)現(xiàn)。

a）自耦變壓器；

b）電子調(diào)濟(jì)器；

c）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁周節(jié)；

d）感應(yīng)的節(jié)器;

e）電阻型分壓器。

5.1.2步進(jìn)變壓器

5.1.2.1試驗(yàn)電壓是由交流電源（48 Hz?62 Hz）供電的步進(jìn)變壓器得到的。對低電壓源的控制要滿足 試驗(yàn)電壓平緩均勻，有變化且無過沖或瞬變,其電壓增長值（如由自桐變壓器產(chǎn)生的）不能超過預(yù)期擊穿電壓的2%.

5.1.2.2其加在絕緣油電池電極上的電壓是一個(gè)近似正弦的波形，該峰值因數(shù)應(yīng)在 根號(hào)2±7%范圍 內(nèi)。變壓器次級(jí)線網(wǎng)中心點(diǎn)應(yīng)接地.

5.13 限流電阻

   為保護(hù)設(shè)備和防止絕緣油在擊穿瞬阿的過度分解，需在試樣杯的線路中串接一個(gè)電阻，以限制擊穿電流。對于電壓大于15 kV的情況.變壓器及相關(guān)電路的短路電流應(yīng)在10 mA?25 mA內(nèi)，這一點(diǎn)可通 過電阻與高壓變壓器的初級(jí)線圈、次級(jí)線圈之一或同時(shí)相連得以實(shí)現(xiàn)。

5.1.4 切換系統(tǒng)

5.1.4.1基本要求

  達(dá)到恒定電孤時(shí)，電路即自動(dòng)斷開。達(dá)到試樣擊穿電流時(shí),步進(jìn)變壓器的初級(jí)線圈應(yīng)與斷路器相連，并在10 ms內(nèi)斷開電壓。如果在電極間發(fā)生瞬時(shí)火花（可聞或可見時(shí)），則手動(dòng)斷開電路。

注：電流感應(yīng)元件的靈敏度取決于能量限制設(shè)備.通常情況mA的電流觸發(fā)切斷不能超過5 ms,而瞬間電流為 1 A時(shí)（按5.1.4.2），電流觸發(fā)切斷的時(shí)間最好為1 ps."

5.1.4.2對于硅油的特別要求

發(fā)生電弧放電時(shí)，硅油可能產(chǎn)生固體分解物，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的誤差.因此，應(yīng)采取措施使在擊穿放電 中所消耗的能量為最小。按上述要求限定電流，在10 ms內(nèi)與步進(jìn)變壓器初級(jí)線圈相連,只適用于燃類 測定。為了便硅油獲得更為滿意的測定結(jié)果,可使用低阻抗變壓器的初級(jí)線圖短路設(shè)備或能檢測在幾微 秒內(nèi)擊穿的低壓設(shè)備。這種設(shè)備可以是模擬裝置（如受調(diào)放大器）.也可以是開關(guān)型式（如可控硅）。使用此種設(shè)備，在擊穿檢測1 ms內(nèi)步進(jìn)變壓器的輸出電壓應(yīng)減至零，并按試驗(yàn)順序在進(jìn)行下一步試驗(yàn)前電 壓不得增大.

5.2測量儀相

5.2.1對于本標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)電壓值定義為電壓峰值除以根號(hào)2

5.2.2該電壓的測量可通過將峰值電壓表或其他類型的電壓表與測試變壓器的輸入端或輸出端相連， 或者上述提供的專用線圈相連來測量。使用時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)校正,該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到所需測鼠的全刻度.

5.2.3 一種較滿意的校正方法是變換標(biāo)準(zhǔn)法，此方法是將一種輔助測量設(shè)備置于連在高壓電極間的試 樣杯的位置•使其具有與裝有試樣的試樣杯相同的阻抗,輔助測敵設(shè)備可按原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立校正。如 1EC 52（也可參見IEC 60）.

5.3試驗(yàn)組件

5.3.1試樣杯

5.3.1.1試樣杯體積在350 mL~600 mL之間。

5.3.1.2試樣杯由絕緣材料制成.試樣杯應(yīng)透明,且對絕緣油及所用清洗劑具有化學(xué)情性。

5. 3.1.3試樣杯應(yīng)帶蓋不，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到在清洗和保養(yǎng)時(shí)能容易取出電極。試樣杯見圖1、圖2。

5.3.2電極

5. 3. 2. 1電極由磨光的銅、黃銅或不銹鋼材料制成,球形（直徑12.5 mm?13.0 mm）見圖1,球蓋形見 圖2。電極軸心應(yīng)水平，電極浸入試樣的深度應(yīng)至少為40 mm。電極任一部分離杯壁或攪拌器不小于 12 mm •電極間距為 2.5 mm ± 0. O5 mm 。

5.3.2.2應(yīng)經(jīng)常檢查電極是否有損壞或凹痕.若有•應(yīng)立即維修或更換。

5.3.3攪拌器（可選）

5.3.3.1攪拌可根據(jù)試驗(yàn)需要而定，是否攪拌對試驗(yàn)結(jié)果并無明顯差別。對于自動(dòng)化儀器來說,有攪拌 器比較方便。

5. 3. 3. 2 攪拌器由雙葉轉(zhuǎn)子葉片構(gòu)成•其有效直徑20 mm?25 mm,浸入深度5 mm?10 mm，并以 250 r/min-300 r/min的速率轉(zhuǎn)動(dòng)。攪拌不應(yīng)帶入空氣泡,并使絕緣油以垂直向下的方向流動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí) 要考慮到清洗方便.

5. 3. 3. 3若磁性棒上無磁性顆粒被刮落，攪拌可使用磁性棒（長：20 mm~25 mm.亮裕：5mm? 10 mm）代替。

6準(zhǔn)備工作

6.1電極制備

新電極、有凹痕的電極或未按正確方式存放較長一段時(shí)間的電極•使用前按下述方法清洗.

6.1.1用適當(dāng)摔發(fā)性溶劑清洗電極各表面且晾干.

6.1.2用細(xì)磨粒、砂紙或細(xì)砂布來磨光。

6.1-3磨光后，先用丙酮•再用石油健清洗.

6.1" 將電彼安裝在試樣杯中,裝滿清潔未用過的待測試樣•升高電極電壓至試樣被擊穿24次.

6.2試驗(yàn)組件的準(zhǔn)備

6.2.1建議每一種絕緣油用一只特定試樣杯。

6.2.2試樣杯不用時(shí)，應(yīng)保存在T,燥的地方并加蓋，杯內(nèi)裝滿經(jīng)常用的T•燥絕緣油.在試驗(yàn)時(shí)若需改變 樣品，用一種適當(dāng)?shù)娜軇⒁郧暗脑嚇託堃撼ィ儆酶稍锎郎y試樣清洗裝置,排出恃測試樣后再將試 樣杯注滿。

7取樣

7.1樣品容器

7.1.1樣品體積約為試樣杯容量的3倍。

M.2樣品容器最好使用捺色玻璃瓶。若用透明玻璃瓶應(yīng)在試驗(yàn)前避光儲(chǔ)藏•也可用不與絕緣油作用 的塑料容器，但不能重災(zāi)使用。為了密封應(yīng)使用帶聚乙烯或聚四氟乙烯材質(zhì)墊片的螺紋塞。

7.1.3應(yīng)先用適當(dāng)?shù)娜軇┫慈萜骱腿樱猿ド洗螝堃?#8226;再用丙酮清洗，最后用熱空氣吹干。

711.4清洗后，立即盜好蓋子以備后用。

7.2取樣

7. 2.1新油或用過的絕緣油應(yīng)依照GB/T 4756要求取樣。

7.2.2取樣時(shí)，應(yīng)留出3%的容器空間。

7. 2.3擊穿電壓的測試對試樣中微謚的水或其他雜質(zhì)相當(dāng)敏感,需用專用采樣器采樣,以防止試樣的 污染.除非另有要求.此項(xiàng)工作需經(jīng)培訓(xùn)或有經(jīng)驗(yàn)的人員來完成。取絕緣油最易帶來雜質(zhì)的地方,一般 為容器底部。

8試驗(yàn)步驟

進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),除非另有規(guī)定•試樣一般不進(jìn)行干燥或排氣。整個(gè)試驗(yàn)過程中，試樣溫度和環(huán)境溫度之 差不大于5c•仲裁試臉時(shí)試樣溫度應(yīng)為20C±5C.

8.1試樣準(zhǔn)備

試樣在倒人試樣杯前•輕輕搖動(dòng)翻轉(zhuǎn)盛有試樣的容器數(shù)次•以使試樣中的雜質(zhì)盡可能分布均勻而又 不形成氣泡,避免試樣與空氣不必要的接觸，

8.2裝樣

試驗(yàn)前應(yīng)倒掉試樣杯中原來的絕緣油,立即用待測試樣清洗杯壁、電極及其他各部分•再緩慢倒人 試樣，并避免生成氣泡。將試樣杯放入測盤儀上，如使用攪拌，應(yīng)打開攪拌器,測量并記錄試樣溫度“ 8.3加壓操作

8. 3. 1第一次加壓是在裝好試樣.并檢查完電極間無可見氣泡5 min之后進(jìn)行的，在電極間按 2.0 kV/s土0.2 kV/s的速率緩慢加壓至試樣被擊穿,擊穿電壓為電路自動(dòng)斷開（產(chǎn)生恒定電弧）或手動(dòng) 斷開（可聞或可見放電）時(shí)的最大電壓值.

8. 3.2記錄擊穿電壓值。達(dá)到擊穿電壓至少暫停2 min后,再進(jìn)行加壓，重復(fù)6次。注意電極間不鬟有 氣泡•若使用攪拌，在整個(gè)試驗(yàn)過程中應(yīng)一直保持。

8.3.3計(jì)算6次擊穿電壓的平均值。

9報(bào)告

9.1報(bào)告擊穿電壓的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，以千伏（kV）表示.

9.2報(bào)告還應(yīng)包括：樣品名稱、每次擊穿值、電極類型、電壓頻率、油溫、所用攪拌器型號(hào)（若選用）。

10試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散性

單個(gè)擊穿電壓的分布取決于試臉結(jié)果的數(shù)值，圖3是由幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室用變隹器油測得的大量數(shù)據(jù)得 出的變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值）。圖中實(shí)線顯示的是變異系數(shù)的中間值與平均值的函數(shù)分布，虛線顯 示的是在95%置信區(qū)間內(nèi)變異系數(shù)與平均值的函數(shù)分布。