不同检测设备对绝缘油击穿电压检测误差分析

达永娥，王雷

(1.中国石油华东润滑油厂，江苏 太仓 215433，2.中国石油大连润滑油研究开发中心，辽宁 大连 116021)

不同检测设备对绝缘油击穿电压检测误差分析

达永娥1，王雷2

(1.中国石油华东润滑油厂，江苏 太仓 215433，2.中国石油大连润滑油研究开发中心，辽宁 大连 116021)

不同检测设备对绝缘油击穿电压进行检测时，经常出现检测结果一台设备检测合格，另一台设备检测不合格的现象。通过攻关，找出了检测结果不一致的原因，确保了分析结果的准确。

绝缘油；击穿电压；检测设备

0 引言

击穿电压是检测绝缘油被污染程度的一种有效表征手段。油中主要污染物包括杂质、游离水、气泡等。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”，小桥通路连接贯穿两极，导致油迅速被击穿。油中杂质越多，越易形成小桥，击穿电压越低。检测绝缘油的击穿电压，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。

目前，用于变压器油击穿电压测定的设备有国产和进口两种，在平时的分析过程中，发现经常出现检测结果一台设备检测合格，另一台设备检测不合格的情况。本文通过考察在不同的试验条件下分别用国产和进口设备检测绝缘油的击穿电压，找出检测结果不一致的原因，以确保分析结果的准确。

1 主要检测设备与原料

1.1 主要检测设备

本论文中所用到的主要实验仪器设备如表1。

表1 试验设备

1.2 主要检测原料

本论文所用到的主要实验原料如表2。

表2 试验试剂

2 检测原理

目前，变压器油击穿电压检测，执行标准是GB/T 507-2002。

击穿电压的检测原理见图1。

图1 击穿电压检测原理

2.1 击穿理论[1]

对液体介质施加电压，当电压达一定值时，液体中因强场发射等原因产生的电子，在电场中被加速，与液体分子发生碰撞电离。

2.2 小桥理论[1]

液体中的杂质在电场力的作用下，在电场方向定向，并逐渐沿电力线方向排列成杂质的“小桥”，由于水和纤维的介电常数比油的介电常数大得多，

从而这些杂质容易极化并在电场方向定向排列成小桥，见图2。

图2 小桥理论

小桥连接贯穿两极，导致油迅速被击穿。

3 实验数据分析与讨论

3.1 环境温度对两台击穿电压测定仪检测结果的影响

在化验分析过程中，由于受环境的影响，油样温度会有一些变化。为此，对1批常温下(25 ℃)击穿电压为50 kV(第三方实验室的检测结果)的变压器油的击穿电压在不同的环境温度下用进口和国产设备进行检测，考察环境温度对击穿电压检测的影响规律，试验结果如表3和图3。

表3 环境温度对击穿电压检测影响结果

注：*按照GB/T 507-2002试验数据的分散性呈曲线分布，及允许误差随着击穿电压的变化呈曲线分布。

图3 环境温度对击穿电压检测误差影响结果

由表3和图3可以看出：

(1)随环境温度的增大，两台击穿电压的检测

误差均是先减小后增大。在接近25 ℃时，检测误差最小。

(2)进口设备在环境温度大于25 ℃后，温度的影响较敏感，温度越高，误差相对较大。

(3)国产设备在环境温度大于25 ℃后，随温度的变化，检测结果误差变化不明显。

3.2 变压器油水含量对两台击穿电压测定仪检测结果的影响

选取不同批次水含量相差较大的变压器油，分别用进口和国产分析设备进行检测，考察对击穿电压的影响，检测结果如表4和图4。

表4 同一型号不同水含量样品击穿电压的检测结果

注：*按照GB/T 507-2002试验数据的分散性呈曲线分布，及允许误差随着击穿电压的变化呈曲线分布。

图4 不同水含量样品击穿电压检测结果

由表4和图4可以看出:

(1)样品中水含量的多少对击穿电压的检测影

响较大，随着水含量的增加，两台设备的检测击穿电压结果均下降。

(2)且随着水含量的增大，进口设备击穿电压检测结果下降趋势更明显。

(3)随着水含量的增大，两台设备的检测误差较大，大部分误差均超出试验方法允许的误差。

3.3 油品清洁度对两台击穿电压测定仪检测结果的影响考察

选取同一型号不同批次、清洁度相差较大的变压器油，分别用进口和国产分析设备进行检测，考察清洁度对击穿电压的影响，检测结果如表5和图5。

表5 样品清洁度对击穿电压检测结果影响

表5(续)

注：*按照GB/T 507-2002试验数据的分散性呈曲线分布，及允许误差随着击穿电压的变化呈曲线分布。

图5 样品清洁度对击穿电压检测结果的影响

由表5和图5可以看出：

(1)样品清洁度对击穿电压的检测影响较大。

(2)随着样品清洁度等级的增加，进口击穿电压设备的下降趋势更明显。

(3)清洁度等级大于6级后，两台设备的检测误差大多超出方法允许的误差。

(4)在清洁度等级为同一个等级6时，击穿电压检测结果变化较大。

4 结论

通过上面的考察试验结果分析得出如下结论：

(1)环境温度对两台击穿电压的检测影响较大，在接近25 ℃时，检测误差最小。进口设备在环境温度大于25 ℃后，温度的影响较敏感，温度越高，误差相对较大。国产设备在环境温度大于25 ℃后，随温度的变化，检测结果误差变化不明显。为此，需要控制好试验温度，才能确保两台设备分析数据的准确。

(2)样品中水含量的多少对两台击穿电压的检

测影响较大，随着水含量的增加，两台设备的检测结果均下降。且随着水含量的增大，进口设备检测结果下降趋势更明显。随着水含量的增大，两台设备的检测误差较大，大部分误差均超出试验方法允许的误差。说明进口设备的检测对样品中水含量多少更敏感。国产设备不能完全反应油品的含水量情况。

(3)随着样品清洁度等级的增加，进口击穿电压设备的的下降趋势更明显。说明进口设备对油品清洁度的要求更高。清洁度等级大于6级后，两台设备的检测误差大多超出方法允许的误差。在清洁度等级为同一个等级6时，击穿电压检测结果变化较大。

综上所述， 这台进口设备击穿电压的检测更为准确、可靠，能真实地反应出油品的水含量多或少、以及污染情况，但这台国产设备检测灵敏度和准确性仍需要通过大量的试验去验证。

[1] 吴广宁.高电压技术[M]. 机械工业出版社,2014：34.

[2] GB/T 507-2002 绝缘油击穿电压测定法[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。

达永娥，工程师，硕士，2014年毕业于华东理工大学化学工程专业，现主要从事油品分析检测、技术管理、体系管理等工作。E-mail：dye_rhy@petrochina.com.cn