В процессе испытания электроизоляционного масла к обоим концам масляной чашки необходимо приложить регулируемое высокое напряжение. Напряжение постепенно повышается от нуля. Когда напряжение достигает определенного значения, изоляционное масло разрушается и теряет сопротивление. Возникает проводимость с образованием дуги, и это напряжение называется пробивным напряжением изоляционного масла.
Пробивное напряжение тесно связано с условиями испытаний, которые включают форму приложенного напряжения, частоту, коэффициент амплитуды, ток короткого замыкания испытательного трансформатора, форму электродов, расстояние между электродами, состояние поверхности электродов, объем масляной чашки, скорость повышения напряжения, температуру и влажность лаборатории. Из-за большого разброса результатов параллельных экспериментов обычно проводят несколько испытаний и берут среднее значение всех результатов. Таким образом, время от заливки изоляционного масла в чашку до первого пробоя, интервал времени между каждым пробоем и перемешивается ли образец масла в интервале также влияют на результаты испытаний и становятся условиями испытаний, которые необходимо строго контролировать.
Среди всех условий форма электродов, расстояние между ними и состояние их поверхности оказывают наиболее заметное влияние на результаты испытаний. Можно сказать, что бессмысленно не указывать метод испытания пробивного напряжения и не проводить испытания строго в соответствии с установленными условиями. Строго говоря, пробой чистого изоляционного масла, свободного от влаги, пыли, волокон и других примесей, начинается с поляризации и ионизации отдельных молекул масла в электрическом поле. Его химический состав мало влияет на пробивное напряжение. Масла разных марок должны иметь примерно одинаковое пробивное напряжение, разброс результатов параллельных испытаний одного и того же образца масла не должен быть слишком большим, а значения пробивного напряжения должны быть высокими. Однако таких чистых масел в промышленном применении не существует. То есть масло всегда содержит определенное количество примесей, не являющихся маслом, и эти примеси часто поляризуются между электродами до ионизации молекул масла, выстраиваются вдоль направления электрического поля, а затем образуют крошечные пути, которые соединяются и проходят через два полюса, что приводит к быстрому пробою изоляционного масла. Чем больше примесей в масле, тем ниже пробивное напряжение. Поэтому можно сказать, что пробивное напряжение масла — это испытательный показатель, отражающий загрязненность масла, особенно нового, и чистоту обработанного масла через способность масла выдерживать электрическое поле.
1. Проблемы, с которыми легко столкнуться при испытании пробивного напряжения изоляционного масла
(1) Проблема надежности испытаний, вызванная неоднородностью образца масла. Поскольку изоляционное масло в процессе длительной эксплуатации растворяет некоторые ионы металлов, молекулы воды и другие примеси, при заливке в масляную чашку на стенках чашки и поверхности электродов остаются мелкие пузырьки. Во время высоковольтных испытаний из-за воздействия сильного электрического поля неоднородность образца масла приводит к более сложным явлениям пробоя изоляции, таким как разветвленный электрический пробой и коронный разряд. Поэтому метод испытаний предусматривает, что один и тот же образец в чашке должен быть испытан не менее 5 раз, а затем берется среднее значение для обеспечения надежности испытаний.
(2) Явление повышения напряжения при высоковольтных испытаниях. Как правило, значение пробивного напряжения изоляционного масла находится в диапазоне от 10 000 до 100 000 В. Даже если рассчитывать по значению пробивного напряжения, равному 0,55 от испытательного напряжения, реальное значение напряжения на электродах может достигать десятков тысяч вольт, что вызывает явление, известное в технике высоковольтных испытаний как повышение напряжения из-за ёмкостного эффекта, то есть напряжение на вторичной обмотке повышающего трансформатора превышает значение, ожидаемое от коэффициента трансформации на первичной обмотке.
(3) Обнаружение тока пробоя. Цель испытания на пробивное напряжение фактически заключается в обнаружении наличия большого тока в испытательной цепи. Однако ёмкостный эффект вторичной стороны повышающего трансформатора при более высоком напряжении вызывает значительный ток заряда и разряда в испытательной цепи, что создаёт определённые трудности для его детектирования.
(4) Конструкция с учётом электромагнитной совместимости. Во время высоковольтных испытаний электромагнитное излучение создаёт сильные помехи для окружающей среды, что является ещё одной проблемой, которую следует учитывать при проектировании схемы. Из-за ограничений по объёму и весу портативных приборов необходимо продумывать вопросы электромагнитной совместимости как на уровне схемотехники, так и при размещении компонентов.
(5) Защита цепи. После пробоя изоляционного масла высоковольтная цепь должна быть немедленно отключена, чтобы избежать существенного изменения качества масла в испытательной чашке. Поэтому контакты реле, отключающего высоковольтную цепь, должны быть надёжно защищены, в противном случае это серьёзно повлияет на точность испытаний и обслуживание прибора.
ООО "Кингран Трансформер Инструментс"
Другие тестеры для трансформаторов от Kingrun
