绝缘油试验介绍

绝缘油试验介绍

绝缘油广泛应用于电力变压器、油断路器、充油电缆、电力电容器和套管等高压电气设备中，其作用有以下3个方面：

第一、绝缘作用。对变压器、电缆及电容器等固体绝缘进行浸渍和保护、填充绝缘中的气泡，防止外界空气和湿气侵入，保证绝缘可靠。

第二、冷却作用。对变压器等电气设备，热油经过散热器冷却，再回到变压器本体，使箱体内的绝缘油循环冷却，保持变压器温度在一定范围内。

第三、灭弧作用。油断路器中的绝缘油，除了具有绝缘作用外，还具有灭弧作用，促使断路器迅速可靠地切断电弧。

为了使绝缘油能够完成其本身的功能，它应具有较小的粘度、较低的凝固点、较高的闪点和耐压强度，以及有较好的稳定性。

在运行中，绝缘油经常受到氧气、湿气、高温、阳光等作用，性能会逐渐变坏，致使它不能充分发挥作用。为确保绝缘油性能良好，必须定期地对绝缘油进行试验。

表1 运行中变压器油质量标准

序号项目设备变压等级

kV

质量指标

检验方法

投入运行前的油运行油

1 外状透明、无杂质或悬浮物外观目视

2 水溶性酸

（pH值）

＞5.4 ≥4.2 GB／T7598

3

酸值，

mgKOH／g

≤0.03 ≤0.1

GB／T7599或

GB／T 264

4 闪点（闭口），℃≥140（10号、

25号油）

≥135（45号油）

于新油原

始测定值

相比不低

于10

GB／T261

5 水分1），

mg／L

330 ~ 500

220

≤110及以下

≤10

≤15

≤20

≤15

≤25

≤35

GB／T7600或

GB／T7601

6 界面张力

（25℃），mN／

m

≥35 ≥19 GB／T6541

7 介质损耗因数

（90℃）

500

≤330

≤0.007

≤0.010

≤0.020

≤0.040

GB／T5654

8 击穿电压2），

kV

500

330

66 ~220

35及以下

≥60

≥50

≥40

≥35

≥50

≥45

≥35

≥30

GB／T507或

DL／T429.9

9 体积电阻率

（90℃）

Ω·m

500

≤330

≥6×1010

≥1×1010

≥5×109

GB／T5654或

DL／T421

10 油中含气量，％

（体积分数）

330 ~500 ≤1 ≤3

DL／T423

或DL／T450

11 油泥与沉淀物，％

（质量分数）

＜0.02以下可忽略不计GB／T511

12 油中溶解气体

组分

含量色谱分析

按DL／T596―1996中第6、

7、9章

见附录A（标准的附录）

GB／T17623

GB／T7252

取样油温为40‐60°。

DL／T429.9方法是采用平板电极，GB／T507是采用圆球、球盖形两种形状电极。三种电极所测的击穿电压值不同，其影响情况见附录B（提示的附录）。其质量指标为平板电极测定值。

电气性能试验

变压器油作为充填于电气设备内部的一种介质，他必须具备良好的电气性能，才能充分发挥其应有的功能作用。新油的主要电气性能包括：

1.1 绝缘强度

变压器油的介电强度或击穿电压，是衡量他在电气设备内部能耐受电压的能力而不被破坏的尺度，也就是检验变压器油性能好坏的主要手段之一。绝缘油的击穿过程与其纯净度有关，纯净的绝缘油有很高的击穿强度（可达106V/cm ），其击穿过程主要由电击穿引起，由于油中分子浓度较大，所以电子在油中运动的自由行程很小，不易积累足够的能量，因此只有具备很高的电场强度时，才能发生击穿。但一般用于设备的油往往不是十分纯净的，其中含有各式各样的杂质，如气体、水分、固体颗粒及油老化产生的聚合物等，因此在研究油击穿时，不能排除这些因素的影响。研究含有杂质的绝缘油的击穿过程的理论很多，应用最广泛的是“小桥理论”。其认为：工程用绝缘油击穿的主要原因在于杂质的影响，杂质由水分、纤维质（主要是受潮的纤维）构成。杂质的介电系数比绝缘油要大得多。在电场中，杂质首先极化，被吸引向电场强度最强的地方，即电极附近，并按电力线方向排列，于是在电极附近形成了杂质“小桥”。如果极间距离大，杂质少，只能形成断续“小桥”，而“小桥”的电导率和介电系数都比绝缘油大，由于“小桥”的存在，会畸变油中的电场。因为纤维的介电系数大，使纤维端部处油中的电场加强，于是放电首先在这部分油中开始产生，油在高场强下电离而分解出气体，形成气泡，电离又增强。而后逐渐发展，使整个油间隙可能在气体通道中击穿，所以击穿就能

在较低的电压下发生。如果极间距离不大，杂质又足够多，则“小桥”可能连通两个电极，这时，由于“小桥”的电导较大，沿“小桥”流过很大电流（电流大小视电源容量而定），使“小桥”强烈发热，“小桥”中的水分和附近的油沸腾气化，造成一个气体通道――“气泡桥”，最后油样在比较低的电压下，沿着这个“气泡桥”击穿。如果纤维不受潮，则因“小桥”的电导很小，对于油击穿电压的影响也比较小，这就是杂质引起绝缘油击穿的基本过程。显然，这种击穿形式的“小桥”与加热过程有关，故也有人称之为热击穿。应当指出，上述的过程只适用于稳态电压（直流和工频）和比较均匀的电场中。当冲击电压作用或电场极不均匀时，杂质不易形成“小桥”，它的作用只限于畸变电场，故其击穿过程就可能主要是油本身的电击穿了。

1.2 介质损耗因数

介质损耗因数主要是反映油中泄漏电流而引起的功率损失。介质损耗因数而大小对判断变压器油的劣化与污染程度是很敏感的。介质损耗因数只能反映出油中是否含有污染物质和急性杂志，而不能确定存在于油中的是何种极佳杂质。但当油氧化或过热而引起劣化时，或混入其他杂质时，随着油中极佳杂质或充电的胶体物质含量增加，介质损耗因数也会随之增大，高的可达10%以上。该试验主要用于判断油是否脏污或劣化，它只能判定油中是否含有极性物质，而不能确定是何种极性物质。有时候，当油进一步氧化，可能使油的溶解水分能力增强，因而此种类型油的油泥并不能在介损中反映出来。如果油的介损超过0.7%时，则需要进行检查，若100℃下的介损为25℃时介损的7—10倍，则表明油已赃污，而不是含有水分。

物理及化学性能试验

1.油的外观与颜色:良好的油应该是清洁而透明的，如果模糊不清表明有中含有水分、碳粒或油泥。如果发现有碳微粒，则可能是变压器内部存在有电弧或局部放电现象，则有必要进行油的色谱分子。油的颜色若有明显的改变，则应注意油的老化是否加速，或加速油的运