變壓器油擊穿電壓測定值的影響因素

變壓器油擊穿電壓測定值的影響因素姜玲玲（中國石油化工股份有限公司潤滑油公司，北京100085）程對擊變壓器穿電壓測定值的影響。球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極居中，平板電極較低。

　　映睞貨置度/憧SO-早-一ffi度00電壓平均值/kV圖丨變異系數(shù)與電壓平均值的關系擊穿電壓是變壓器油在高壓電場下所具有的重要的電氣性能之一，表征在電場作用下能承受的最高電壓。變壓器油的擊穿電壓反映了其絕緣性能的好壞，直接影響到變壓器的使用安全性和使用周期。擊穿電壓也是客尸驗收油品的重要測試項目，由于試驗方法、測試儀器和環(huán)境等影響，對試驗結果的影響很大，因此分析變壓器油的擊穿電壓測定影響因素具有重要意義。

　　1擊穿電壓測試方法變壓器油擊穿電壓的測試方法是向置于規(guī)定設備中的變壓器油施加按一定速率連續(xù)升壓的交變電場，直到變壓器油被擊穿。變壓器油被擊穿雖然是短暫的一瞬間，但過程卻很復雜，即使同一試樣，測得的擊穿電壓值也很分散，相差較大，因此各種擊穿電壓測試方法都規(guī)定取5次到6次測試的平均值作為測試結果，這種規(guī)定在一般的測試中是不多見的。目前國內普遍采用方法是GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓測定法（等效采用IEC 156-1995絕緣油工頻擊穿電壓測定法）。根據(jù)該方法對數(shù)據(jù)分散性要求，當試驗數(shù)據(jù)的變異系數(shù)（標準偏差/平均值）在相關虛線范圍內，說明該試驗數(shù)據(jù)在95%置信區(qū)間，符合試驗方法的要求，見。

　　從中的數(shù)據(jù)分散性可以看出，該測試方法允許波動的范圍較大，如當測試數(shù)據(jù)為40kV時，其再現(xiàn)性有效置信區(qū)間內擊穿電壓的波動范圍為2擊穿電壓測試的影響因素2.1測試方法的影響目前變壓器油擊穿電壓測試方法主要有GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓測定法、DL/T429.9- 1991電力系統(tǒng)油質試驗方法第9部分：絕緣油介電強度測定法、IEC 156-1995絕緣液體工頻擊穿電壓的測定試驗方法及ASTMD877-2007用圓盤電極測定電絕緣液體介電擊穿電壓的試驗方法，4種方法的差別見表1.表1擊穿電壓測試方法差異比較項目電極形狀球形或球蓋形平板電極間距/mm油杯容量/mL加壓速率/（kV.s-1）環(huán)境溫度/t試樣和環(huán)境溫差矣5t著者簡介：姜玲玲（1978~），女（漢），工學學士，工程師，2001年畢業(yè)于石油大學（華東），現(xiàn)在中國石化潤滑油公司科技開發(fā)部從事質量管理工作。已公開發(fā)表論文3篇。

　　507方法與IEC156方法的測試條件大致一樣，而ASTMD877方法和DL/T429方法的測試條件也基本相同，差別不大。

　　2.2試驗儀器的影響使測定結果產(chǎn)生誤差，其中在電極間距相同的情況試驗儀器包括升壓裝置、油杯、電極、攪拌器、下，不同結構形狀的電極對擊穿電壓的測定結果影數(shù)據(jù)輸出裝置和計時裝置等，每部分的異常都會響較大，見表2.電極形狀對擊穿電壓測試結果的影響擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV擊穿電壓/kV偏差/kV 1號樣平板電極球型電極球蓋電極2號樣平板電極球型電極球蓋電極號樣平板電極球型電極球蓋電極從表2的試驗結果可以看到，3種不同形狀的電極測得的擊穿電壓表現(xiàn)出相似的規(guī)律，球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極次之，平板電極相對較低。這是因為電極的形狀不同，電極周圍空間的電場也截然不同。平板電極之間的電場可以大致看成是均勻電場，而球形和球蓋形電極之間的電場為不均勻電場。變壓器油在不同電場中的表現(xiàn)也完全不同，尤其是對于平板電極而言，相對均勻的電場比球形和球蓋形電極所形成的同等強度的電場所占的空間要大得多，擊穿位置不可預知，擊穿的概率也大得多，這也是平板電極測定的擊穿電壓比另兩種電極的測定值低的根本原因。

　　2.3雜質和水分的影響大氣中的飄塵和水汽不可避免地要混入待測油樣中，從而使擊穿電壓測定值偏低。我國南方潮濕多雨的季節(jié)和北方沙塵較大的季節(jié)，對測定結果的影響均較大。據(jù)研究，當油中含有纖維、灰塵和其它雜質時，由于它們具有強烈的吸水性，增大了介電常數(shù)，在電場中有可能極化，并沿電場方向定向排列，構成雜質“小橋，‘，導致油品被擊穿⑴。油中雜質越多，越易形成”小橋“，擊穿電壓越低。

　　為了說明雜質對變壓器油擊穿電壓的影響，用定性濾紙對變壓器油（新油）進行過濾處理，并測定過濾前后變壓器油的擊穿電壓，見表3.表3雜質對擊穿電壓的影響油樣編號過濾前擊穿電壓/kV過濾后擊穿電壓/kV 1號樣2號樣3號樣4號樣5號樣6號樣7號樣10.8（含水48pg.g-1，有懸浮污染物）注：環(huán)境溫度22T~24，相對濕度70%~75%.從表3的數(shù)據(jù)中可以看出，變壓器油經(jīng)過濾后擊穿電壓均有所上升，說明了雜質和水分（過濾時部分水分被濾紙吸收）對擊穿電壓有影響。

　　2.4溫度的影響絕對干燥的變壓器油的擊穿電壓與溫度的關系不大，但變壓器油中或多或少都含有一定量的水分，所以變壓器油的擊穿電壓和溫度呈現(xiàn)出比較復雜的關系，見。

　　這種情況主要是由于油中水分存在的狀態(tài)隨溫度變化的緣故。溫度高于0丈時油中的水呈懸浮狀，最易形成導電的“小橋”，此時對擊穿電壓影響最大；當溫度繼續(xù)升高，水分逐漸由懸浮狀態(tài)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài)，使得能形成導電“小橋”的懸浮狀水分越來越少，擊穿電壓也逐漸升高。

　　2.5樣品均勻性的影響GB/T507絕緣油介電強度測定法中規(guī)定在試樣準備時要輕輕搖動盛有試樣的容器，使油中的雜質均勻分布而又不形成空氣泡。也就是說樣品的均勻性會對擊穿電壓有影響，見表4.表4的數(shù)據(jù)說明了樣品均勻性對擊穿電壓的影響，在測試擊穿電壓時一定要按GB/T507絕緣表4樣品均勻性的影響油樣編號擊穿電壓/kV備注1號樣靜置24h，不搖動靜置24h，搖動1min 2號樣靜置24h，不搖動靜置24h，搖動1min 3號樣靜置48h，不搖動靜置24h，搖動1min 4號樣靜置48h，不搖動靜置24h，搖動1min 5號樣靜置48h，不搖動靜置24h，搖動1min油介電強度測定法中的規(guī)定，保持樣品的均勻性。3結束語不同電極形狀測得的變壓器油的擊穿電壓相差較大，以球形電極的擊穿電壓值較高，球蓋形電極次之，平板形電極相對較低。由于影響擊穿電壓的因素較多，建議變壓器油的生產(chǎn)廠家及用戶采用相同的方法和條件測定擊穿電壓，確保擊穿電壓的準確性。