一种非破坏性的检测绝缘油强度的试验新方法

摘 要：本文介绍了一种在传统的交流高压破坏性击穿试验检测绝缘油非破坏强度的试验，简述了试验的接线图，测试原理，测试过程和测试结果，在绝缘强度试验的基础上，相对于传统的交流高压破坏性击穿试验相比，具有非破坏性，设备简单，成本低，占地面积小，可靠性高等特点。

关键词：非破坏性击穿 脉冲 高压 绝缘强度 绝缘油

变压器不仅属于电力系统中是最重要的和最昂贵的设备，也是可能导致电力系统事故的最重要的设备之一。变压器突然故障之前，在电压的作用出现的绝缘恶化，并发生潜在故障，发生热，声，电，化学变化和一系列的效果和信息。因此，国内外不仅要定期做预防性试验为基础的预防性维护，也在线监测的基础上预测性维护策略，使潜在的故障或缺陷得到控制，通过在线监测和诊断，变压器绝缘油中微水含量还取决于变压器绝缘质量参数的。变压器在线智能诊断设备，它能够自动收集，分析微水含量的绝缘油寻找故障原因，制定解决方案，解决现有的隐患，防止事故的发生。

1、变压器油中微水的状态及危害

变压器在运输，储存，使用过程中有可能从外进入或者油自氧化产生水，水会存在以下状态：一是游离水。对于外部入侵的水分，如果不搅拌不容易与水结合。不影响油击穿电压，但也不允许存在，油可以溶解于水，所以要即时处理。二是极其微小的颗粒溶于水。通常由空气进入油，大幅降低油的击穿电压。介电损耗增加，真空滤油机。三是乳化水。炼油是过程中，或长期使用造成油老化，或油乳化物污染，可以减少油和水之间的界面张力，如油和水混合在一起，就形成乳化状态。添加破乳化剂。它的危害：其一是减少对油的击穿电压。从100至200毫克/公斤的击穿电压基本上减小到1千伏，油性纤维的杂质容易吸收水，之间形成的电极，形成导电的“桥”，因此易于击穿电场的作用。二是使介电损耗因子增加。悬乳剂水的影响是最大的。三是，纤维的老化，绝缘纤维分子是葡萄糖（C 6 H 12 O 6）的分子，水进入纤维的分子后，降低其聚合度，使其水解成低分子量物质，减少了纤维的机械强度和聚合度。实验证明，120℃，绝缘纤维水分每增加1倍，纤维的机械强度下降1/2，当温度升高时，油中水的增加，形成纤维水，以减少温度的降低。因此，应监测油中的水份，然后监视绝缘老化。四是水分助长了有机酸的耐腐蚀性，加速的金属部件的腐蚀。总括来说，在油中的水含量，是油性衰老本身造成的，设备绝缘老化加快是金属零件的腐蚀导致的，监测油水分含量，特别是溶解的水含量是非常必要的。

绝缘油的组成是烷烃，环烷烃，芳族烃混合物，包括烃，它是一个主要的电气设备的绝缘介质，被广泛使用的高电压电气设备，如：变电站变压器，油断路器。绝缘油介电强度测试耐油性极限应力是一个非常重要的指标。绝缘油是300℃左右开始热分解，但如果加热时间延长，或在一定的催化剂的存在下，在150？200℃，会产生热分解。热分解后的绝缘强度的显着降低，因此，在绝缘油介电强度检测是非常重要的，在N-Z3。常用的绝缘油的标准试验方法是耐压试验，试验是破坏性试验，测试绝缘油的化学结构被完全摧毁，不能重复使用，成本高，占地面积大的测试设备。针对这些问题，本文提出了一种新的测试方法。测试设备是简单的，易于操作的，是能够双方检测绝缘油介电强度，没有破坏的绝缘油，不改变其化学组成和结构，它可以重复使用的，非常适合用于高电压的情况下，并绝缘技术实验。

2、工频高压试验

绝缘油的工频高压试验装置通常由调压器、试验变压器、保护电阻、分压器、静电电压表和球隙以及电极油杯等组成。它是基于测量在油杯中绝缘油的瞬时击穿电压值的一项试验。在绝缘油中放上一定形状的标准试验电极，在电极间加上50 Hz的电压，并以一定的速率逐渐升压，直至电极间的油隙击穿为止，这样重复多次，取电压平均值，即为绝缘油的击穿电压。进而根据击穿电压值判断油的绝缘强度的高低。

3、非破坏性击穿试验

3.1试验接线

绝缘油的非破坏性击穿试验是在工频耐压试验的基础上设计的一种新的试验方法，其试验装置主要由GMY一1型纳秒高压脉冲发生器、TEK高速示波器、油杯和电极等组成。

3.2试验原理

正确接线之后开始试验。由高压脉冲发生器发出脉冲信号并作用到油隙。实验结果有两种：未击穿和非破坏性击穿。每个油隙都有它的静态击穿电压，即长时间作用在油隙上能使其击穿的最低电压。如果所加电压的瞬时值是变化的，或所加电压的延续时间很短，则该气隙的击穿电压就不同于静态击穿电压。所以应该说，对于某一油隙，当不同波形的电压作用时，将有相应的不同的击穿时间和击穿电压。在非破坏性击穿试验中，从开始加压的瞬间起到油隙完全击穿为止的总的时间称为击穿时间。击穿时间由两个部分组成：统计时延和放电发展时间。击穿过程存在一定的随机性，因此我们需要用一个平均水平来确立试验成功与否的标准。

3.3试验步骤

（1）正确接线。

（2）清洗油杯。长期未用的或受污染的电极和油杯必须先用汽油、苯或四氯化碳洗净后烘干，洗涤时宜使用洁净的丝绢而不用布和棉纱。经常使用的电极和油杯，只要在不使用时以清洁干燥的油充满，并存放于干燥防尘的干燥器中，使用前再用油样冲洗2次以上即可。电极表面有烧伤痕迹的不能再用。

（3）绝缘油油样处理。油样在试验前，应不损坏原有密封的状态下放置一定时间，使油样接近环境温度。在注油前应先将油样容器缓慢地颠倒数次；使油混匀并尽可能不使油产生气泡，然后用油样将油杯和电极冲洗2～3次。再将油样沿杯壁徐徐注入油杯，盖上玻璃盖或玻璃罩，静置10 min。

（4）加压试验。调节高压脉冲发生器，给绝缘油加脉冲，看击穿结果并记录击穿时间。重复多次。

3.4试验结果分析

对10种不同成分的绝缘油分别进行非破坏性击穿试验，记录并分析试验结果。非破坏性击穿试验结果与相应的工频高压击穿试验的试验结果完全相同。

3.5试验特点

（1）试验设备简单，造价低，占地面积小。

（2）检测结果清晰明了，分为“非破坏性击穿”、“未击穿”两种，并且都可以通过示波器观察其放电信号波形。

（3）试验具有非破坏性。试验之后，绝缘油的化学结构和成分没有被破坏，从而打破了以往必须先进行介损角、油谱分析等试验，最后再进行破坏性击穿试验的惯例。同时试验用的样本油可以重复使用，大大降低了试验成本。

（4）试验过程简单，易操作。装置的使用与操作者有无经验无关。

4、结束语

绝缘油非破坏性击穿测试与传统的破坏性击穿试验相比，具有设备简单，操作方便，非破坏性的测试，结果清晰明了的特点，这是利于降低运营成本的实验。