变压器油耐压试验的方法与分析
作者姓名：王晓超
作者单位：油化验班
报送单位：修试工区
变压器油耐压试验的方法与分析
【摘要】：
影响变压器油耐压试验的因素有很多，主要是试验方法的选择、环境的影响以及人为因素。在现有设备电压等级不断升高，而实验仪器更新慢的情况下，我们只有立足现有设备，保证变压器油实验结果的准确可靠。
【关键词】：
击穿电压、球形和球盖形电极、平板倒角形电极
【引言】
无论是在日常的维护或是设备新装过程中，变压
器油的耐压试验都是一项重要的质量标准，直接关系到设备
的安全运行。所以，试验结果的准确性就尤为重要。而不同
的方法和标准，导致测定结果不同。本文就试验方法及结果
的分析判断进行一些讨论。
1.试验方法
1.1.试验方法的分类
现阶段我国关于绝缘油击穿电压测试方法的标准比较
常用的有GB／T507—1986《电气用油绝缘强度测定法》和DL／T429—1991《电力系统油质试验方法》，其中GB／
T507—1986 主要参照IEC156《绝缘油电气强度测定方法》制定，GB／T507—1986 和DL／T429—1991 这两种标
准的测试方法差别较大。
图1 试验方法的主要区别
1.2不同分类对击穿电压测定值的影响
选择1 号样品油代表50~60KV 的变压器油
2 号样品油代表40~50KV 的变压器油
3号样品油代表30~40KV 的变压器油
4号样品油代表20~30KV 的变压器油
图2 实验数据的比较
从实验结果可以看出：使用三种不同结构形状电极测得击穿电压不论对那种油样，都以球形电极的击穿电压值为最高，球盖形次之，平板形相对较低。不同升压速度和不同间隔时间对击穿电压影响不大。
1.3现状调查
我局在2008 年以前，设备都是在220KV 及以下的电压
等级。所以我们在变压器油耐压试验的方法上一直采用的是
DL／T429—1991《电力系统油质试验方法》。而从500KV 香ft变电站的投运以及即将开工的平顶ft南500KV 变电站开始，我局设备电压等级又上了一个新的台阶。从而对我们在现有设备和实验条件下电气用油绝缘强度的测定提出了新的要求。
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200kV 以上（电极距离2．5mm）。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
2mg／kg，每100mL 油中长度大于5μm 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，大气中的水分、飘尘会不可避免地混入油中。这些油中的杂质和溶解于油并与油分子紧密结合的水分子，在纯净的油分子远未在电极之间极化和电离之前，就沿电场强度方向排列、聚集，进而电离形成微小通路，即所谓“小桥”，小通路连接贯穿两极，导致油迅速击穿。油中杂质越多，越易形成小桥，击穿电压越低。测定绝缘油的击穿电压，实际上是在衡量绝缘油中杂质含量的多少，即判断绝缘油被污染
的程度。
油的击穿过程实际上是随机的，与油隙电场的瞬间状态密切相关。油中杂质分布的不均匀性和杂质颗粒的运动，导致油隙间杂质颗粒的分布随时间改变而不同，因此小桥在电场中的位置是不可预知的。尤其是对于平板倒角形电极而言，相对均匀的电场比球形和球盖形电极所形成的同等强度的电场所占的空间体积要大得多，小桥形成的位置更加不可预知，形成的概率也要大得多。这也是平板倒角形电极测定油的击穿电压值比另两种电极的测定值低的根本原因。
由以上击穿机理的分析，我们可以得知油隙的击穿虽然是短暂的一瞬间，其过程却是复杂的，即使是一杯试样，在多次击穿试验中的测得值也是分散性很大的，各种试验标准都规定取6 次试验的平均值作为试验结果，这种规定在一般的测试中是不多见的。把一些显而易见的影响因素作人为的严格规定，使这些因素对结果的影响维持在一个恒定的水平是十分必要的。
2.1试验仪器的影响
验仪器包括升压装置（手动或自动）、油杯和电极、搅拌装置（手动或自动）、数据输出装置（模拟仪表或数显打印机）、计时装置等，每一部分的异常都会使测定结果产生误差，全自动的仪器较好，在测定过程中基本上消除了人为因素的影响。
2.1.1升压装置
升压装置的输出电压波形是否近似正弦波，输出电压是否与输出显示一致，对结果的准确性有很大影响，不同的测试仪器，其升压装置的性能必须确保符合标准的规定。升压装置的此项性能应由生产厂家在仪器的设计生产中予以保证，用户可在选购仪器时向生产厂家索要升压装置输出电压频谱分析和输出电压峰值的检测报告。
2.1.2油杯和电极
电极的形状不同，电极周围空间的电场也截然不同，平板倒角形电极之间的电场可以大致看成是均匀电场，而球形和球盖形电极之间的电场为不均匀电场，绝缘油在不同电场中的表现也完全不同。油杯的容量大孝电极浸入绝缘油的深浅都会给测定结果带来影响，为此相关标准中都有明确的规定。实践表明，电极的加工和装配水平、油杯的形状和材料等不同都会给测定结果带来明显的差异。
2.2环境的影响
大气中的飘尘和水气不可避免地要混入待测油样中，从而使测定值偏低，因此标准中有油杯加防尘盖和尽快完成测定的提法，有条件的话，应尽可能在有空调的洁净、干燥的试验室内进行测定，尤其是在我国南方潮湿多雨的季节和北方沙尘较大的季节，防止环境条件对测定结果的影响。
3 实验结果及分析判断
