Как проверить электрическую прочность изоляционного масла?

Стандартный и наиболее распространенный метод выполняется с использованиемТестер диэлектрической прочности масла(илиТестер напряжения пробоя), следуя стандартным процедурам, таким какАСТМ Д877и тем более распространенМЭК 60156.

Ниже приведено подробное--пошаговое объяснение этого процесса.

 

Цель теста

Основная цель – измерить напряжение, при котором масло разрушается (электрически выходит из строя) в контролируемых условиях. Это указывает на наличие таких загрязнений, как:

Вода(наиболее распространенный)

Твердые частицы(волокна, пыль, осадок)

Проводящие загрязнения

Высокая диэлектрическая прочность указывает на чистое сухое масло, а низкое значение указывает на то, что масло может нуждаться в фильтрации или замене.

 

Ключевой принцип

В ходе испытания измеряются не внутренние свойства самого масла, а скорее его способность выдерживать электрическое напряжение в присутствиипримеси. Эти примеси выравниваются в электрическом поле и образуют проводящий мост между электродами, что приводит к пробою (искре) при гораздо более низком напряжении, чем при чистом сухом масле.

 

Стандартный метод испытаний (на основе IEC 60156)

Это наиболее широко принятый международный стандарт.

1. Необходимое оборудование

Ячейка для испытания масла:Чашка с двумя противоположными электродами. Самый распространенный тип имеетсферические электродына расстоянии 2,5 мм друг от друга.

Тестер диэлектрической прочности:Источник переменного тока высокого-напряжения (0–60 кВ или выше), который может повышать напряжение с контролируемой скоростью и автоматически отключаться при пробое.

Образец стакана:Чистая, сухая, герметично закрытая стеклянная или пластиковая емкость (обычно 1 л).

Шприцы или пипетки:Для перекачки масла.

Растворители:(например, гексан, петролейный эфир) для очистки испытательной ячейки.

2. Процедура отбора проб

Это критический шаг. Плохая выборка даст неточные результаты.

Отберите пробу со дна бака трансформатора, где оседают вода и осадок, используя специальный сливной клапан.

Перед отбором окончательной пробы тщательно промойте клапан и линию отбора проб.

Полностью заполните стакан для проб, чтобы свести к минимуму воздействие воздуха, который может поглощать влагу.

Четко промаркируйте образец и протестируйте его как можно скорее. Если необходимо хранение, храните контейнер в темном, прохладном месте.

3. Подготовка тестовых клеток

Разобратьосторожно тестируемую ячейку.

Чистыйтщательно протрите все детали растворителем, чтобы удалить остатки масла или нагар от прошлых поломок.

Сухойдетали, используя чистую-безворсовую ткань или горячий воздух.

Собрать зановоячейку, гарантируя, что зазор между электродами установлен правильно.2,5 мм(проверено стандартным зазором).

4. Заполнение тестовой ячейки

Аккуратно вращайте контейнер с пробой масла, чтобы гомогенизировать его, не создавая пузырьков.

Залейте масло в чистую сухую испытательную камеру, стараясь не допустить появления пузырьков воздуха.

Оставьте масло в испытательной камере на период, указанный стандартом (например, 10–15 минут согласно IEC 60156), чтобы позволить выйти крупным пузырькам воздуха.

5. Выполнение теста на поломку

Испытание включает в себя взятие нескольких проб одного и того же образца масла (обычно6).

Настраивать:Поместите заполненную тестовую ячейку в тестер и закройте крышку.

Начальный запуск:Запустите тестер. Напряжение будет увеличиваться от нуля с постоянной скоростью.2 кВ/с(для МЭК 60156).

Авария:Напряжение будет повышаться до тех пор, пока между электродами не возникнет искра (пробой). Тестер автоматически зафиксирует это напряжение (в кВ) и отключит питание.

Перемешивание и дегазация-:После первой поломки тестер (или оператор вручную) будет перемешивать масло магнитной мешалкой в ​​течение 1 минуты. Это рассеивает частицы углерода и продукты распада-первой искры. Некоторые тестеры также имеют функцию дегазации-для удаления пузырьков.

Повторить:Шаги 2–4 повторяются в общей сложностишесть поломокна той же пробе масла.

6. Расчет и интерпретация результатов.

Отбросить первый результат:Самое первое значение разбивки часто отбрасывают, так как на него могут повлиять любые незначительные нарушения при заполнении ячейки.

Рассчитайте среднее значение:Диэлектрическая прочность масла выражается каксреднее из последних пяти значений разбивки.

Пример:Если шесть напряжений пробоя: 48 кВ, 52 кВ, 54 кВ, 53 кВ, 55 кВ, 54 кВ.
Вы отбросите результат 48 кВ и усредните оставшиеся пять: (52+54+53+55+54)/5 =53,6 кВ.

Интерпретация:

Новое масло:Обычно должно быть > 30 кВ (IEC 60296), а часто > 60 кВ.

Масло в сервисе:Приемлемый предел зависит от утилиты и оборудования, но часто находится в диапазоне40-50 кВ. Значение ниже этого порога указывает на необходимость восстановления масла (фильтрации, сушки).

 

Важные факторы, влияющие на точность

Влага:Самый большой фактор. Даже 50 ppm воды могут значительно снизить напряжение пробоя.

Загрязнение:Пыль, волокна и другие частицы.

Температура:Масло следует проверять при температуре окружающей среды, но консистенция имеет решающее значение. Стандарты часто указывают диапазон (например, 20 градусов ± 5 градусов).

Состояние и зазор электрода:Изъеденные или загрязненные электроды, а также неправильный зазор дадут ошибочные результаты.

Пузыри:Пузырьки воздуха в пробе масла могут вызвать преждевременный выход из строя.

Ограничения теста

Хотя тест на электрическую прочность отлично подходит для обнаружения воды и частиц, он не является комплексным тестом качества масла. Его следует использовать в сочетании с другими тестами, такими как:

Кислотность (число нейтрализации):Измеряет деградацию масла.

Межфазное натяжение (IFT):Обнаруживает растворимые полярные загрязнения и образование осадка.

Цвет:Простой визуальный индикатор старения.

Анализ растворенных газов (DGA):Самый мощный тест для диагностики внутренних неисправностей трансформатора.

Краткое содержание

Проверка диэлектрической прочности изоляционного масла — простая, но очень чувствительная процедура. Следуя стандартизированному методу (например, IEC 60156) с тщательным вниманием к отбору проб и чистоте, он обеспечивает жизненно важную и быструю проверку электрического состояния масла, помогая предотвратить дорогостоящие сбои трансформатора и перебои в подаче электроэнергии.