实验三 绝缘油耐压实验

变压器绝缘油试验报告引言变压器绝缘油试验是对变压器绝缘系统进行检验和评估的重要手段。

本报告旨在介绍变压器绝缘油的试验方法、试验装置和试验结果，以提供对变压器绝缘油质量的全面评估。

试验方法1.介质损耗和介质电阻试验–准备变压器绝缘油样品，确保其代表性。

–使用试验装置进行介质损耗和介质电阻试验。

–记录试验数据，并计算油样品的相对介质损耗和相对介质电阻。

2.电击穿试验–准备电击穿试验装置，包括高压电源和试验电极。

–在试验装置中放入变压器绝缘油样品。

–逐渐增加电压，直到发生电击穿。

–记录电击穿电压，并评估油样品的耐电压能力。

3.水分含量试验–取一定量的变压器绝缘油样品。

–使用水分含量试验仪器，测量油样品中的水分含量。

–记录水分含量数据，并评估油样品的干燥程度。

4.气体含量试验–取一定量的变压器绝缘油样品。

–使用气体含量试验仪器，测量油样品中的气体含量，如氢、氧、氮等。

–记录气体含量数据，并评估油样品的气体生成情况。

试验装置变压器绝缘油试验需要一些特定的装置来完成不同的试验。

以下是常用的试验装置：1.介质损耗和介质电阻试验装置–介质损耗与介质电阻试验仪器：用于测量变压器绝缘油的介质损耗和介质电阻。

–电容调节器：用于调节试验电容，并确保试验电流稳定。

–温度控制装置：用于控制试验温度，以消除温度对试验结果的影响。

2.电击穿试验装置–高压电源：提供试验所需的高压电压。

–试验电极：用于接触变压器绝缘油样品，以进行电击穿试验。

3.水分含量试验装置–水分含量试验仪器：用于测量变压器绝缘油中的水分含量。

4.气体含量试验装置–气体含量试验仪器：用于测量变压器绝缘油中的气体含量。

试验结果与分析根据以上试验方法，对变压器绝缘油进行一系列试验后，得到如下试验结果：1.相对介质损耗和相对介质电阻–油样品的相对介质损耗为X，相对介质电阻为Y。

2.电击穿电压–油样品的电击穿电压为Z。

3.水分含量–油样品的水分含量为W。

4.气体含量–油样品中的气体含量如下：•氢：A%•氧：B%•氮：C%根据以上试验结果，进行以下分析和评估： - 对于相对介质损耗和相对介质电阻，低数值表示较好的绝缘性能。

GB50150-2006 电气设备交接试验标准
20?绝缘油和SF6气体
20.0.1 绝缘油的试验项目及标准，应符合表20.0.1 的规定。

表20.0.1 绝缘油的试验项目及标准
20.0.2 新油验收及充油电气设备的绝缘油试验分类，应符合表20.0.2 的规定。

表20.0.2 电气设备绝缘油试验分类
20.0.3 绝缘油当需要进行混合时，在混合前，应按混油的实际使用比例先取混油样进行分析，其结果应符合表20.0.1 中第8、11项的规定。

混油后还应按表20.0.2 中的规定进行绝缘油的试验。

20.0.4 SF6新气到货后，充入设备前应按国家标准《工业六氟化硫》GB12022 验收，对气瓶的抽检率为10%，其他每瓶只测定含水量。

20.0.5 SF6气体在充入电气设备24h后方可进行试验。

变压器的绝缘检查变压器的绝缘检查主要指交接试验预防性试验和运行中的绝缘检查。

变压器的绝缘检查主要包含:绝缘电阻检测,绝缘油耐压试验和交流耐压试验。

下面重点介绍运行中对变压器绝缘检查的要求和影响变压器绝缘的因素以及变压器绝缘在不同温度时的换算。

1.变压器绝缘检查的要求(1)变压器的清扫、检查应当摇测变压器一二次绕组的绝缘电阻;(2)变压器油要求每年取油样进行油耐压试验，10kV以上的变压器油还要做简化试验:(3)运行中的变压器每1年-3年进行预防性绝缘试验(又称绝保试验)。

2变压器绝缘的因素电气绝缘试验，是通过测量、试验、分析的方法，检测和发现绝缘的变化趋势，掌握其规律，发现问题。

通过电力变压器的绝缘电阻测量和绝缘耐压等试验，对变压器能否继续运行做出正确判断。

为此，应准确测量，排除对设备绝缘影响的诸因素。

影响变压器绝缘的因素有以下几个方面:(1)温度的影响。

测量时，温度变化影响绝缘测量的数值，所以进行试验时，应记录测试时的温度，必要时进行不同温度的绝缘测量值的换算，变压器绝缘电阻的数值随变压器绕组的温度不同而变化，因此对运行变压器绝缘电阻的分析应换算至同一温度时进行。

通常,温度越高,绝缘电阻值越低。

(2)空气湿度的影响。

对于油浸自冷式变压器，由于空气湿度的影响，使变压器瓷瓶表面的泄漏电流增加，导致变压器绝缘电阻数值的变化，当湿度较大时，绝缘电阻显著降低。

(3)测量方法对变压器绝缘的影响。

测量方法的正确与否直接影响变压器的绝缘电阻值，例如，使用兆欧表测量变压器绝缘电阻时，所用的测量线是否符合要求，仪表是否准确等。

(4)电容值较大的设备，例如电缆、容量大的变压器、电机等需要通过吸收比试验来判断绝缘是否受潮，取Ra/Rs温度为10℃~30℃时，绝缘良好值为1.3~2低于该数值说明绝缘受潮，应进行干燥处理。

绝缘油耐压试验
绝缘油是电气设备常用的绝缘、灭弧和冷却介质。

为保证它在运行过程中具有良好的性能，必须定期对其进行各项试验，尤其是耐压试验。

绝缘油的耐压试验是在专用的击穿电压试验器中进行的，试验器包括一个瓷质或玻璃油杯、两个直径25毫米的圆盘电极(应光滑，无烧焦痕迹)。

试验时将取出的油样倒入油杯内，然后放入电极，使两个电极相距2.5毫米。

试验应在温度为10～35℃和相对湿度不大于75%的室内进行。

具体试验步骤如下：
(1)将油样混合均匀，尽可能不使其产生气泡。

在室内放置几小时，使油温尽量接近室温。

(2)将油样接入试验回路，静置10～15分钟，使油内的气泡逸出。

(3)合上电源，以每秒3千伏的速度加压，至油样被击穿(有明显的火花放电或试验器的脱扣开关跳闸)时，记录该瞬间的电压值。

(4)静置5分钟后，重复上述试验，一般每个油样要试验5次，取5次的平均电压值。

(5)如有必要，可另取两个油样进行相同的试验，取三个油样的平均电压值作为试验结果。

(6)如果将电压加到试验器的最大值(如50千伏)，油样仍未击穿，可在最大电压下停留1分钟，再不击穿，则认为绝缘油耐压强度合格。

注意事项：
（1）油耐压机使用前，外壳应可靠接地；
（2）校对电极距离，用好油冲洗电极表面；
（3）取油样时应擦净取样截门，再缓缓开启，先将油杯冲刷2-3次，再取油样；
（4）放置和取出油杯时，须在断开电源的条件下进行；（5）油在杯中静置5-10min，以消除气泡；
（6）试油机升压速度不宜过快，约3000V/s为宜。

试验3-5次，每次加压间隔2-3min，断开电源前，先将电压降至0。

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／T75983酸值，mgKOH／g≤0.03 ≤0.1GB／T7599或GB／T 2644 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10GB／T2615 水分1），mg／L330 ~ 500220≤110及以下≤10≤15≤20≤15≤25≤35GB／T7600或GB／T76016 界面张力（25℃），mN／m≥35 ≥19 GB／T65417 介质损耗因数（90℃）500≤330≤0.007≤0.010≤0.020≤0.040GB／T56548 击穿电压2），kV50033066 ~22035及以下≥60≥50≥40≥35≥50≥45≥35≥30GB／T507或DL／T429.99 体积电阻率（90℃）Ω·m500≤330≥6×1010≥1×1010≥5×109GB／T5654或DL／T42110 油中含气量，％（体积分数）330 ~500 ≤1 ≤3DL／T423或DL／T45011 油泥与沉淀物，％（质量分数）＜0.02以下可忽略不计GB／T51112 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／T17623GB／T7252取样油温为40‐60°。

绝缘油的电气试验一、试验目的对每一批新到的绝缘油以及运行设备发生故障时或有必要的特殊情况下，进行试验以检查油质。

二、取样方法（1）试验容器。

试验容器一般用容量为1kg磨口塞的无色玻璃瓶。

（2）取样方法。

采取油量必须足够，满足试验要求。

取样时，应在相对湿度小于75%的晴天或干燥的天气下进行。

在户外电气设备中取样时，要防止雪、水分、灰尘与赃物进入油样。

三、试验步骤合上电源开关及自动跳闸开关Q，电源指灯HL亮，启动调压器T2，以2kV/s的速度均匀升压，直至油中有火花放电，脱扣开关Q自动跳闸为止。

记录发生击穿瞬时的最大电压值为击穿电压。

如发生不大的破裂声及电压表PV指针抖动均不算击穿。

油击穿后，打开玻璃盖子，用干净的玻璃棒在电击中轻轻搅动几次（不可触动间隙距离）以除掉击穿产生的游离碳，静止5min后再进行一次升压（从零开始）如此重复5次，5次试验数值应在试验报告上注明，然后取其平均值为油样的电气强度。

试验记录包括：油的颜色、有无杂质、全部击穿电压数值、5次击穿电压平均值与结论、试验日期、温度、湿度、气象等。

合格油5次击穿电压值相差不大；若油中有杂质。

各次击穿电压值呈下降趋势，一次比一次低；若油中有水分，各次击穿电压值呈上升趋势，一次比一次高。

绝缘油耐压试验原理图四、试验时注意事项（1）若五次测量值中的任何一值与平均值的差值超过±25%，应继续进行试验，直到获得5个不超过平均值±25%的数值为止。

（2）有必要时可对一试样取3杯进行试验，每杯击穿5次，然后取其平均值。

（3）如升压至试验设备最大值（50kV）时，油仍然不击穿，可在此电压下停留1min，若仍不击穿，则认为油合格，但应在试验报告上注明。

（4）在试验时必须均匀升压，不然会使油的击穿电压值忽高忽低。

（5）在室外试验时，必须避免阳光直射，以避免击穿电压下降，油杯上应加玻璃盖。

（6）为减少油击穿后游离碳，将电流继电器调至10mA以下，在试验变压器与油杯电极间接入5~10MΩ限流电阻。

电力变压器绝缘油实验流程
内容:
一、实验目的
了解电力变压器绝缘油的基本性能指标,掌握电力变压器绝缘油各项指标的测试方法。

二、实验原理
变压器绝缘油是保证变压器正常工作的重要组成部分,其质量直接影响变压器的绝缘和冷却性能。

进行绝缘油各项指标测试,可以全面了解油品质量与绝缘性能。

常见的测试指标有电击穿强度、抗氧化性能、含水量等。

三、实验仪器
1.电击穿测试仪
2.油品抗氧化性能测试仪
3.含水量测试仪
四、实验步骤
1.准备好实验用绝缘油样品。

2.按照电击穿测试仪操作规程,测试样品的电击穿强度。

3.按照油品抗氧化性能测试仪操作规程,测试样品的抗氧化性能。

4.按照含水量测试仪操作规程,测试样品的含水量。

5.记录测试数据,与标准值对比,分析油品质量。

六、实验报告
1.实验目的及原理
2.实验仪器和样品
3.实验步骤
4.实验数据记录表
5.实验数据分析
6.结论。

绝缘油试验电力系统中用油作介质的设备包括变压器、带绕组的互感器等，其中变压器属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之一，也是导致电力系统事故最多的设备之一。

变压器在发生突发性事故之前，绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压下将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。

对于大型电力变压器，目前几乎是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料（纸和纸板等）在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。

随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成气泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。

同一类性质的故障，其产生的气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备异常的特征量。

本节只讲述绝缘油的电气性能试验，关于油中溶解气体的气相色谱分析将在第二章详细说明。

一、电气强度试验电气性能试验的意义：绝缘油的电气性能试验有两项，即电气强度试验和测量tgδ值。

影响绝缘油电气强度的主要因素，是油中所含的水分和杂质。

电气强度不合格的绝缘油不能注入电气设备。

但经过过滤处理除去其中所含的水分和杂质后仍会变成好油。

油的tgδ值反应油质好坏的重要指标之一。

绝缘油老化后，将生成大量的极性基和极性物质，这也使油的电导和松弛极化加剧。

因此，测定绝缘油的tgδ，无论对新油或运行中的油，都是十分必要的。

试验方法：电气强度试验，即测量绝缘油的瞬时击穿电压值。

试验接线与交流耐压试验相同，即在绝缘油中放上一定形状的标准试验电极，电极间加上工频电压，并以一定的速率逐渐升压，直至电极间的油隙击穿为止。

该电压即绝缘油的击穿电压（KV），或换算为击穿强度（KV/cm）。

试验电极，根据有关规程规定，用黄铜或不锈钢制成，直径为25毫米，厚4毫米，倒角半径R为2毫米。

安置电极的油杯的容量按规定应为200毫升，油杯是用瓷或玻璃制成，其几何尺寸应能保证；①从电极到杯壁和杯底的距离应不小于15厘米；②电极至上层油面的距离应不小于电极至杯底的距离。