电气设备中的绝缘油试验探讨

摘要：绝缘油的试验分电气试验和化学试验两大类。电气试验的主要项目有：电气强度试验和介质损失角正切值tgδ试验;化学试验有：透明度、灰分、活性硫、苛性钠抽出、安定性、粘度、凝点、酸值、水溶性酸和碱、闪点、机械杂质、水分和游离炭等项。

关键词：电气设备;绝缘油;试验;介质损失;化学分析.

一、绝缘油的电气强度试验

绝缘油的电气强度，是指绝缘油在专用的油杯内、特定的电极尺寸和距离下的击穿电压。试验绝缘油的电气强度的目的，主要是判断绝缘油有无外界杂质渗人和是否受潮。因电气强度试验方法简单，判断直观，故被列为绝缘油的主要试验项目之一。进行绝缘油的电气强度试验，可以使用专用的试油器。一般，现场多用高压试验变压器和试验油杯自行接线试验。试验接线与一般交流耐压试验相同。

绝缘油的电气强度是指油温为15摄氏度～35摄氏度时、在标准电极下的击穿电压值，故试验宜在室温159摄氏度～359摄氏度和湿度低于75%情况下进行。升压试验时，必须至油杯中发生十分明显的火花放电、脱扣器动作分为击穿，如出现不大的破裂声或电压表指针有抖动现象，不能算击穿，需继续升压试验。在试验时应在加压回路内串接1MI～5MQ的电阻来限制击穿电流，以防止击穿放电损坏电极表面;另外，油杯使用完毕，仍应盛满绝缘油后放置，以防止电极表面在空气中氧化。

绝缘油的介质损失角正切值tgδ能比较灵敏地反映出油的老化程度和酸值情况等，一般情况下，油越老化，其tgδ值随温度变化就越显著，油的酸值越高，其tgδ值就越大。绝缘油的tgδ值与电气强度不同之处在于：tgδ值表征油的质的变化，而电气强度则主要反映了油的纯净程度。因此试验标准规定，对准备注入电气设备的新绝缘油和运行中显著劣化的油以及充油设备整体，tgδ值增大时，均应对绝缘油进行介质损失角正切值tgδ的试验。绝缘油tgδ值的测量，是把被试油放人专用油杯中，用交流电桥在常温下和709温度下进行测量。

绝缘油的tgδ值与温度有关，在常温（10～30摄氏度）下测出的数值应换算至209摄氏度的数值。为了正确测量试验时的油温，需使用经过校验的有1/5°摄氏度或1/10摄氏度刻度的温度计，置于油杯的测温孔中测量油温（测温孔内应注人少量的被试油）。为了保证试验正确，同-.试样的两次试验结果应很接近，其差不应大于10%士0.0001，否则，需查明原因，继续试验直至合格。试验结果取两次试验的平均值。

一般情况下，绝缘油的tgδ值与其酸值有关，酸值大的油，其tgδ值也高，但他们之间也不是直接的线性关系，有时也有酸值合格而tgδ值超过标准的情况;老化程度严重的绝缘油，其tgδ值随温度变化的程度就明显，如某老化油在20摄氏度时的tgδ值仅为新油的2倍，而100摄氏度时竟相当于新油的20倍;有时也会有这样的情况，在常温下绝缘油的tgδ值并不高，而在T09摄氏度时却大大超过规定标准值。因此，在试验后进行判断时要注意积累经验，摸索规律，同时要注意与其它试验结果进行综合分析，以得出较正确的试验结果。

试验标准规定了绝缘油70摄氏度时tgδ值的标准为：新油不大于0.5%;运行中油不大于2%。同时指出，在常温下测得数值不大于所列数值时，可不进行70摄氏度时的试验。

二、高压电气设备绝缘试验方法

高压电气设备绝缘试验方法主要包括设备直流耐压试验、绝缘电阻试验、介质损失角试验、高频震荡波试验、绝缘电压分布试验、局部放电试验、色谱试验等，下面将一一进行论述。

（1）直流耐压试验。因为直流耐压试验采用了大体积的设备，其纹波系数高，稳定性也差，在我国现阶段的电力工作中已经很少采用，通常只会在少数的精密度要求不高的试验中得到采用。

（2）绝缘電阻试验。绝缘电阻试验通常采用固定输出电压的方式，能够及时的获得仪表所显示的正确度数，规定加压一分钟后获得的度数就是电器设备的绝缘电阻。绝缘电阻试验中最关键的环节就是吸收比测验，该试验能够正确的反映变压器和其他机电设备绝缘体的损害程度和受潮现象。在常温的状态下，吸收比比3：1小，就可以判断设备的绝缘体存在一定的问题。

（3）介质损失角试验。通过科学的试验证明，高压电气设备的绝缘缺陷和介质损耗之间存在非常重要的联系，而且和使用体积也成正比的关系。介质损失角的大小可以对绝缘材料的单位体积内的介质的消耗情况进行正确的表现，所以，我们可以通过试验中测量获得的介质损失角了解绝缘体和绝缘系统的运行情况，及时对存在的问题进行改正。

（4）高频震荡波试验。高频震荡波试验是一种新型试验方法，非常容易通过试品得到需要的高电压，而且对现场电源的用量需求小，易发现水树类型绝缘缺陷和机械损伤。但是，试验中需要使用高压电容、高压电抗器和球隙点火控制装置，造成了现场使用的不便。加之，由于高频振荡波试验效率低，长时间传播后难以保持电压波的幅值。

（5）绝缘电压分布试验。目前，国内市场有很多种高压电气设备绝缘方式，户外一般采用绝缘子作为绝缘体的主体。由于绝缘子的电容是绝缘电压分布的主要决定因素之一，通过绝缘电压分布试验可以客观掌握绝缘子电容情况，并且绝缘子清洁度越高，电源电阻越大，绝缘效果也就越好。

（6）局部放电试验。局部放电试验通过回路里产生的一些放电脉冲电流，然后采集并放大这些电流，能够检测局部放电的强度，了解绝缘体的基本情况，判断是否存在缺陷。

（7）色谱试验。绝缘油作为一种绝缘介质，广泛应用于高压电气设备绝缘体系之中。电气设备在绝缘油保护下发生局部放电或发热的时候，绝缘油性质就会发生改变，导致内部气体比例失衡。为此，通过色谱试验可以掌握绝缘里气体的比例，了解电气设备的绝缘性能。

三、结语

电气设备所用绝缘油，其作用为浸汁电气设备的绝缘，防止绝缘受潮;利用绝缘油的对流循环以冷却运行的电气设备。绝缘油的绝缘和冷却作用，需由其本身的各项性能来保证。

参考文献：

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[3]王维俭电气主设备继电保护原理与应用北京：中国电力出版社，1998.

[4]季霍捷耶夫著.1150kV输电的关键技术。吴维韩，王凤鸣译.特高压输变电技术（三），电力工业部科学技术司，1994.

（作者单位：国家能源集团国华能源投资有限公司山东分公司）

作者简介：崔向冬（1984.9.24），性别：男;籍贯：山东;民族：汉;学历：本科;职称：助理工程师;研究方向：电气试验。