击穿电压是表征变压器油绝缘性能的关键指标。本文考察变压器油水分和机械杂质含量以及试验温度、湿度对击穿电压测试结果的影响,提出了改善变压器油击穿电压指标的途径以及提高检测结果准确性的建议。
变压器油作为一种绝缘油,其绝缘性能的优劣非常非常重要。变压器油的击穿电压是评定变压器油电气性能的一项重要指标,可用来判断变压器油中的水含量及其受其他悬浮物污染的程度,以可用于检验变压器油注入设备前的干燥和过滤程度。因此,变压器油的击穿电压指标集中体现了变压器油的绝缘性能。
变压器油的酸值增加、闪点降低、总烃值(油中溶解气体中烃类气体的总值,反映出油中甲烷、乙炔等故障气体的含量)超标等均指示着变压器油击穿电压的降低。据文献1报道,变压器油的击穿电压主要受水含量、机械杂质、温度及湿度的影响。
以变压器油为例,采用GB/T507一2002《绝缘油击穿电压测定法》,考察了影响变压器油击穿电压的主要因素。
采用符合GB2536-1990《变压器油》标准的25号变压器油,通过注水、过滤等方式,得到水含量、机械杂质含量不同的一组试验油样,见表1。
◇对变压器油的氧化起催化作用,受潮的变压器油比干燥的变压器油的老化速度要增加2~4倍2。
◇对于符合GB2536-1990《变压器油》标准的试验油样,其含水量增加对击穿电压测试结果的影响尤其明显(见图1)。
由图1能够准确的看出:随着变压器油中水分含量的增加,25号变压器油-1的击穿电压值明显降低;当水分含量增加到40mg/kg时,25号变压器油-1的击穿电压值小于35kV,已经不符合变压器油国家标准的要求。因此,在变压器油生产的全部过程中,应严控水分含量指标。
变压器油在生产的全部过程中不可避免地会混入一定的机械杂质,在灌装、运送过程中也可能混入一些机械杂质。此外,变压器在制造、装配以及运行等过程中都有一定的概率会混入杂质。试验表明,变压器油中大颗粒含量高,则击穿电压相比来说较低2。
在环境温度20℃、湿度55%的条件下,考察了机械杂质含量对变压器油击穿电压测试结果的影响,结果见表3、表4。
◇25号变压器油-7由于其中含有较少的水分及机械杂质,因此过滤前后其击穿电压值变化不大;
◇25号变压器油-8和25号变压器油-9由于其中含有一定的水分和机械杂质,因此过滤后其击穿电压值得到明显改善。
由表4能够准确的看出,水分和机械杂质的存在会极度影响变压器油的击穿电压值。其中:
◇25号变压器油-10和25号变压器油-11经过圆形中速定量滤纸(d=11cm)在干燥器中过滤,可以除去部分水分和杂质,试验油样过滤前后的颗粒度数据与击穿电压值有对应关系,说明杂质粒子的存在会极度影响变压器油的击穿电压;
◇在工业化生产的全部过程中,击穿电压不合格的变压器油经过真空过滤机过滤,即由线μm两级过滤后,击穿电压值显著提升,达到66.0kV,远高于要求。
试验温度对变压器油击穿电压有明显的影响。依据GB/T507—2002《绝缘油击穿电压测定法》的要求,当环境湿度为55%时,在(20±5)℃试验温度范围内,考察了温度对25号变压器油-4击穿电压的影响,结果见图2。
由图2能够准确的看出,随着试验温度的升高,25号变压器油-4的击穿电压值随之升高,因此在20~25℃时测定变压器油的击穿电压值更为准确。
在试验温度20℃下,考察了环境湿度对25号变压器油-10对击穿电压的影响,结果见表5。
◇当环境湿度达到70%时,变压器油的击穿电压明显降低。因此,建议在环境湿度小于70%的条件下测试变压器油的击穿电压
变压器油击穿电压的测试结果受水含量、机械杂质含量以及温度、湿度等影响。对于击穿电压不合格的变压器油,采用过滤的方法可显著改善其击穿电压测试结果。为保证变压器油击穿电压测试结果的准确性,应控制试验温度为20℃左右,环境湿度小于70%。
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