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  绝缘油是电力系统广泛使用的一种绝缘介质。在油浸式变压器中绝缘油既起着绝缘作用又起散热作用,但在变压器的长期运行中绝缘油的品质会发生变化,为保证变压器的安全运行,必须定期对绝缘油的耐压性能进行测试。

  根据中华人民共和国电力行业标准DL429- 91《电力系统油质试验方法》的规定:测试绝缘油性能时应将样品放入带有特定规格的测试电极的试验油杯中,然后施加交流电压,电压值由0V升压到一定电压,若在升压期间绝缘油被击穿,该值通过适当换算得绝缘油的耐压值[1]。

1　测试绝缘油耐压时所遇到的问题

  (1)油样不均匀带来的测试可信度问题。由于绝缘油在长期运行中溶入了一些金属离子、水分子等杂质,在注入油杯时又存在一些微小气泡附着在杯壁和电极的表面。在高压测试时,由于强电场的作用会引起油样的不均匀而产生诸如电枝击穿、尖端放电等一些较为复杂的绝缘击穿现象。因此,试验方法规定对同一杯样品要测试5次以上,然后取其平均值以保证测试的可信度。

  (2)高压测试中的容升现象。一般绝缘油的耐压值在1～ 10万V范围。即使按试验电压力0.55倍击穿电压值计算,其电极两端的真实电压值也可高达几万V,这就产生了高压测试技术中所说的容升现象,即升压变压器次级两端的电压值高于初级两端的电压乘变比。

  (3)击穿电流的检测。耐压测试的对象,事实上是检测试验回路中有无出现较大的电流。而升压变压器次级的电容效应,显然使在较高电压时测试回路中存在较大的充、放电电流,这会给检测带来一定困难。

  (4)电磁兼容性设计。高压测试时电磁辐射对外产生较强的电磁干扰,这是电路设计中应考虑的另一个问题。便携式仪器由于受体积和重量的限制,更要从电路设计和各元件的安装位置等方面去考虑解决。

  (5)电路的保护。绝缘油击穿后应及时切断高压回路,以免试验油杯中的油质发生明显变化。因而应对切断高压回路的继电器的触点进行有效保护,否则极不利于仪器的维护。

2　便携式绝缘油测试仪的设计

  仪器的基本结构如图1所示,它由试验电路、测量和显示电路以及控制电路三大部分组成。测试电路由调压器、升压器、内含试验电极的油杯以及检测电流和切断高压电路的继电器组成。测量和显示电路测量输入电压,然后按适当比例将其转换为测量的电压值,并进行数码显示。控制电路控制减速电机的正、反转以及停转,自动完成调压器的升压、降压和制动。

  根据便携式测试仪的要求,作者针对目前绝缘油测试仪的情况作了如下改进:一是省去了调压器和升压器之间大多采用的隔离度变压器,这样可大大减小仪器的重量和体积。为保证安全,在高压测试罩下加装微动开关,如高压测试罩未盖上,则高压不被加到测试电极上。二是采用干式变压器作为升压变压器,这较之油浸式变压器来说,尽管在电磁干扰方面,干式变压器由于缺少油浸式变压器的金属外壳的屏蔽而性能较差外,在重量和体积方面具有明显优势,而且也免去了绝缘油被污染而给维护带来的麻烦。三是采用小体积的继电器而不采用体积较大的接触器和中间继电器。在电路的设计中,作者主要考虑了如下问题:

  由于油样的不均匀,有时会出现假击穿现象。即在油样中有时会产生不易察觉的放电,但此后又归于正常,再加上在绝缘油测试中,耐压值的可能范围较宽,测试电极和分布电容的存在,也使高压时充放电的电流不容忽视。如果测试回路中继电器选择不当,就可能出现或在较低电压时,绝缘油被击穿而继电器不能动作,或在高压时,绝缘油未击穿继电器就出现了误动作。因此,作为检测用的继电器的选择就值得认真考虑。

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