绝缘油介质损耗测试过程中的问题分析
发布时间：2013-09-05 10:06 来源：华电国威
绝缘油介质损耗因数的测量作为一种有效手段，可判断油样的完好性，可以表明运行中油的脏污与劣化程度或者油的处理结果如何。存在缺陷的油样其它的电气和化学指标可能都在合格范围内，但通过油介损试验仍可发现缺陷。
合格的新油中所含极性杂质极少，所以介质损耗因数也低，一般仅有0．01％～0．1％数量级，但由于过热或氧化而引起油质老化，或混入其它杂质时，所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多，介质损耗因数也就随之增加，在油的老化产物甚微，用化学方法尚不能察觉时，介质损耗因数就已明显的分辨出来。因此，介质损耗因数的测定是检验绝缘油好坏的重要手段，具有特殊的意义。
2 绝缘油介质损耗测试过程中存在的问题
绝缘油是高压电气设备绝缘中的重要组成部分，绝缘油品质的好坏直接关系到充油设备和电力网的安全。因此绝缘油介质损耗因数作为检测绝缘油好坏的一种有效手段，其测量结果的准确性和可靠性就直接关系到电力系统的安全经济运行。在绝缘油介质损耗测试过程中通常存在以下几个方面的问题。
2．1单次测量
根据GB5654－85标准规定对同一个油样至少要进行两次试验，而单次试验的测量结果不能作为该油样的介质损耗因数值，这有可能造成误判断。某火电厂电除尘变新油介质损耗因数测试结果如表1所示。
该油样的介质损耗因数角正切值tgδ应为0．0039，测试结果合格；如果只做单次测试，则该油样的介质损耗因数角正切值tgδ为0．0109，测试结果不合格。同时可以从每次的测试值看出，绝缘油介质损耗因数测试具有很大的分散性。
2．2油样在电极杯内的加热时间太长
按GB5654－85标准规定，要先将试样和空杯放入比试验的温度高5～10℃的试验箱或烘箱里预热，然后将预热过试样注入预热过的电极杯中，如果不进行预热工作，难以达到标准规定的试样注入电极杯后经15 min达到试验温度90℃的要求。这样，测得结果就不是该油样真实的介质损耗因数值。
2．3操作不当
由于介质损耗因数与绝对温度的倒数成指数关系变化，因此需要在相当精确的温度条件下测量。工作人员为了使油样的温度尽快达到规定的试验温度，往往把温控器上的温度置数调拨到高于试验的温度，然后在温度接近试验温度时，把温度置数调拨回试验温度，由于电极杯的加热是通过外电极从加热器发热部位传递到内电极的，而内加热器的加热功率比外加热器低，且温度传递也有一个惯性，这就可能造成内电极内测温点测得的是试验所需的温度值，而实际温度已超过试验所允许的温度范围。若在温度到达试验温度之前不把温控器电源关闭，油温会持续上升，直至超过试验温度。因此应在接近90℃时（一般在88℃左右）时进行电介损测量，保证电桥平衡时的油温在90℃±1℃范围内。
2．4电极杯不清洗或清洗不彻底
测量绝缘油损耗因数时，对电极杯的清洗是最为重要的。因为绝缘油对极微小污染的影响都极为敏感。因此必须严格按照按GB5654－85标准规定的方法进行。
如果在试验前不清洗油杯，前一次试验的残留油样就会污染当前油样，造成测量结果偏离真值。清洗的一般做法是使用去油污效果好的洗净剂用沸水浸泡、洗涤几次，然后用自来水冲洗，将剩油彻底洗净，最后用蒸馏水浸泡、冲洗几次，在清洗物质去除后，彻底干燥，使空杯介损合格。但是，空杯介质好并不能全面地反映电极杯的洗净与否，因为当用来支撑电极的固体绝缘材料洗净烘干之后，若烘干的电极表面仍残留有杂质，空杯介损试验结果也能满足要求。这时，残留在电极表面杂质就混入试样，影响介质损耗因数测量值。以电极距离为2 mm的电极杯底部的示意图1来说明。
从图中可以看出，当残留在电极表面的杂质没有形成电路和放电的情况下，在内、外电极之间除了用来支撑电极的固体绝缘材料产生介质损失外，此时电极表面的杂质对空杯的介损值不会有影响，空杯的介损值可能会测试合格。这时，电极表面的杂质就混入了被试油样。
2．5取样不规范
取样时不按被试油样的取样方法标准进行，使样污染、受潮。盛样的容器未采用深色瓶，新瓶不洗，容器密封不良，造成样品见光，混入杂质和受潮，影响介质损耗因数测量值。
2．6测试操作不熟练
试验人员对电桥的操作方法不熟悉或者电桥检流计灵敏度失当，造成电桥平衡时间太长。由于初始值能较好地代表绝缘油的实际状态，如果绝缘油样上一直施加着工频试验电压，在较高的温度下，介质损耗因数值会随油样恒温时间而变化。
2．7电压测量不准确
如果加压设备上的电压测量系统超差，当电压实际值大大超过试验电压值时，因电极的二次效应、试样放电等原因，可能会造成测试值明显增大。
2．8试验回路接线失误
高压试验回路不接地，引起测量仪器的性能偏离原有指标，造成测量误差。
3 影响绝缘油介质损耗因数测量值的因素
绝缘油的介质损耗因数测量偏差很大程度上取决于试验条件，特别是温度和施加的频率。在工频和GB5654－85标准所推荐的90℃温度下，损耗主要取决于绝缘油的电导即取决于绝缘油内自由载流体的存在。测量值的偏差与如下因素有关。
3．1杂质
试样中含有微量可电离的溶解杂质或胶体颗粒，会强烈地影响介质损耗因数值。
3．2样品（取样和保存）
在有风的天气时取样和取样时操作方法不当所造成的试样污染、电极不洁或干燥不彻底等，均会使测试结果不可靠。样品贮藏期间过长或暴露在强光下会导致质变；长期暴露在潮湿环境下会增加油中含水量，致使影响测量值。因此，样品必须保存在干燥、避光处。要严格遵守取样规则，防止污染样品。为了取得正确的测试值，应规定样品的最长存放期限。
3．3温度
介质损耗因数与绝对温度倒数成指数关系变化。因此，需要在相当精确的温度条件下进行测量。然而，在较高的温度下，介质损耗因数值会随试样加热及恒温时间而变化。通常认为初始值能较好地代表绝缘油的实际状态，所以要求在温度一达到试验温度时就测量损耗因数。
3．4电场强度
一般地说，试验电压对测试值的影响较小。但在一般工频电桥常用的试验电压范围内（相当于电场强度1000 V／mm），电压对介质损耗因数测试值已有所影响。而当电场强度过高时则因电极的二次效应、试样放电等原因，会造成测试值明显增大。因此，应在规定的电场强度下进行测量。
4 建议
为了更好地做好绝缘油试验工作，使绝缘油介质损耗因数测量严格执行GB5654－85标准的规定，建议做好以下几点：
（1）对技术人员开展绝缘油试验的专业培训，传授绝缘油的物理、化学和电气性能知识，学习和加深对标准条文的理解，为在工作中更好执行标准打下基础。
（2）严格遵守取样规则，防止污染样品。同时做好样品的保存。
（3）重视对高压计量检测设备的管理，保证计量值的准确性。
（4）在现有的技术装备条件下，依据标准对绝缘油介质损耗因数测量的各项要求，制定绝缘油样介质损耗因数检测的实施细则，以保证绝缘油样介质损耗因数测量结果的准确、可靠。
（5）更新设备，购买合格的完全按标准设计的绝缘油介质损耗因数测试仪。
