当前国内电力行业测定绝缘油的击穿电压采用了几种不同的方法和标准

当前国内电力行业测定绝缘油的击穿电压采用了几种不同的方法和

标准, 各方法之间有明显的差异, 导致测定结果不同。各部门对方法和标准的认识、理解不尽统一, 对结果的解释也不尽相同。

1测试方法

1.1 标准的比较

目前关于绝缘油击穿电压测试方法的标准比较常用的有GB/ T 507 -1986 《电气用油绝缘强度测定法》和DL/ T 429 - 1991 《电力系统油质试验方法》, 其中GB/ T 507 -1986 主要参照IEC 156绝缘油电气强度测定方法制定, 与IEC 156 差别很小。GB/ T 507 1986 和DL/ T 429 1991 这两种标准的测试方法( 前者简称方法一, 后者简称方法二) 差别较大, 主要差别有两点: 一是电极形状不同, 方法一采用球形和球盖形电极,方法二的电极为平板倒角形; 二是测定油杯容量不同, 方法一规定油杯容积为300~ 500 mL, 而方法二规定油杯容积不得小于200 mL ( DL/ T 429 1991 的附录中另有小电极、小油杯、小间隙的试验方法) 。在D L/ T 429 1991 中有一条注释: 经过滤处理, 脱气和干燥后的油及电压高于220 kV以上的电力设备, 应按GB 507 电气用油绝缘强度测定法, 采用球盖形电极进行试验。这两种方法的应用在相关变压器油质量测定标准中有明显的规定: GB/ T 2536 1990 变压器油和SH0040 1991 超高压变压器油中规定击穿电压的测定采用方法一; 在GB/ T 7595 2000 运行中变压器油的质量标准中规

定击穿电压的测定采用方法一或方法二; 在GB/ T 50150 1991

电气设备安装工程电气设备交接试验标准中规定绝缘油的电气强

度试验采用方法一, 但试验电极采用平板倒角形电极。

1.2 标准的执行现状

目前国内电力行业, 尤其是供电系统和安装系统, 绝大多数采用方

法二测试绝缘油击穿电压, 即以平板倒角形电极和较小的油杯进行

测试, 但又忽略了D L/ T 429 1991中的注释, 无论是什么状态的油, 从什么电压等级的电气设备中采集的油样, 统统都用方法二进

行测试。

1.2.2 原因分析

在电力系统中基本上采用方法二测试绝缘油击穿电压, 这种状况的

形成有历史沿革的原因, 也有方法一用油量大的原因。

多年来, 各用油部门一直采用方法二进行击穿电压的测试, 相应的

试验设备( 如电极、油杯) 都为适应方法二而设计。要严格执行标准, 针对不同油样, 随时更换油杯、电极, 必须对测试设备进行更新改造, 这给试验人员增添了许多麻烦。绝大多数情况下, 试验人员就用一种电极、一种油杯测试所有油样, 若试验结果能满足不同等级要求的绝缘油击穿电压标准, 这也是一种不错的选择, 而且不会产生任何分歧, 但是, 如果测定值介于合格与不合格之间, 麻烦就出现了。例如, 需测定一台500kV 运行中变压器油的击穿电压, 采用平板倒角形

电极和小油杯, 以及相配套的升压设备等试验设备, 电极之间距离

2 5 mm, 测定的结果为46 kV,这显然不满足GB/ T 7595 2000 规

定的击穿电压不小于50 kV 的要求。但是此时并不能判断此油样不合格, 因为按照D L/ T 429 1991 中的注释规定, 电压高于220 kV 的电气设备的油击穿电压试验应按方法一进行。要判断此油样是否合格, 就必须再取样, 用球盖形电极和大油杯进行试验。这样无疑给试验工作带来更大的麻烦。有些单位则采取加深本体油处理的手段, 仍用平板倒角形电极, 直至测定值合格为止。这样做使绝缘油的绝缘性更可靠, 但却加大了处理成本, 是极不经济的。用平板倒角形电极、球形电极和球盖形电极测得的击穿电压值有显著的差异, GB/ T 7959 2000 附录B 中对采用3 种电极测定的击穿电压值进行了比较: 采用

球形电极比采用平板倒角形电极约高6 kV; 采用球盖形电极比采平

板倒角形电极高3~ 6 kV;当油的击穿电压值在30 kV 以下时, 球形和平板倒角形电极的测定值基本一致。但这只是一种统计规律, 不能简单地把采用平板倒角形电极测得的击穿电压值都加上3~ 6 kV , 对单个油样来说差别可能很大, 也可能很小。

方法一用油量大, 需从电气设备中多次取样,对于互感器、电抗器和

少油开关等少油电气设备,多次取样后, 油量不足就必须补油。因此

很多单位都选择方法二, 以小油杯进行测试。

1 3 试验方法的改进建议

a) 方法标准应向国际标准靠拢。目前IEC 156

的试验方法是得到世界上大多数国家承认的, 其通

用性、先进性不容置疑。在标准化工作中, 优先采

用先进的、国际通用的标准制订本国的标准是一条

很重要的原则, GB/ T 507 1986 基本上是参照IEC 156 制订的, 要求基本相同。

b) 考虑到运行中电气设备的油量稍少及测试

油杯的容量稍小对测试结果影响不大的情况, 可对GB/ T 507 1986 中油杯容量的限制放宽, 例如从300~ 500 mL 放宽至200~ 500 mL。

c) 方法一比方法二更接近于绝缘油的实际使

用情况, 充油电气设备中发生油隙击穿是在场强较高又相对集中的区域, 与球形或球盖形电极间隙更相似, 而不同于平板倒角形电极间隙。

2 影响试验结果的主要因素

严格地讲, 不含水分、灰尘和纤维等杂质的纯

净油, 击穿起始于个别油分子在电场中的极化、电离, 其化学组成对击穿电压影响不大, 不同牌号和产地的绝缘油应该具有大致相同的击穿电压, 并且同一试样平行试验结果的分散性也不大, 击穿电压值能达到200 kV 以上( 电极距离2 5 mm) 。但实际应用中的油和纯净油有极大的不同, 用目前世界上最先进的净化设备多次处理后的绝缘油, 其含水量也往往大于2 mg / kg, 每100 mL 油中长度大于5 m 的杂质颗粒不少于数千个; 另外在取样测定过程中油样也不可避免地与周围大气接触, 大