Тестер напряжения пробоя изоляционного масла, также известный как тестер диэлектрической прочности изоляционного масла, тестер электрической прочности трансформаторного масла и т.д., представляет собой прибор для измерения диэлектрической прочности изоляционного масла. Чтобы проанализировать результаты испытаний тестера электрической прочности масла, начнем с того, как происходит пробой изоляционного масла:
При использовании современного мирового оборудования для очистки, после многократной обработки изоляционного масла, его влажность часто превышает 2 мг/кг, а количество частиц примесей длиной более 5 мкм на 100 мл масла составляет не менее тысяч; кроме того, в процессе отбора проб и измерений образец масла также неизбежно контактирует с окружающей атмосферой, и влага, и пыль из атмосферы неизбежно проникают в масло. Эти примеси в масле и молекулы воды, растворенные в нем, тесно связаны с молекулами масла. В чистом масле, задолго до поляризации и ионизации между электродами, они выстраиваются и собираются вдоль напряженности электрического поля, а затем ионизируются, образуя крошечные пути, так называемые «малые мостики». Эти малые пути соединяют два электрода, что приводит к быстрому пробою масла. Чем больше примесей в масле, тем легче образуются малые мостики и тем ниже напряжение пробоя. Измерение напряжения пробоя изоляционного масла фактически является измерением количества примесей в изоляционном масле, то есть определением степени загрязнения изоляционного масла.
Процесс пробоя масла на самом деле случаен и тесно связан с мгновенным состоянием электрического поля в масляном зазоре. Неоднородность распределения примесей в масле и движение частиц примесей приводят к тому, что распределение частиц примесей в масляном зазоре меняется со временем, поэтому положение мостика в электрическом поле непредсказуемо. Особенно для плоских электродов со скругленными краями, относительно однородное электрическое поле занимает гораздо больший объем пространства, чем электрическое поле той же интенсивности, создаваемое сферическими электродами и электродами со сферическими наконечниками, и местоположение малых мостиков становится еще более непредсказуемым, а вероятность их образования значительно выше. Это основная причина, по которой значение напряжения пробоя масла, измеренное с помощью плоского электрода со скругленными краями, ниже, чем измеренное с помощью двух других типов электродов.
Из приведенного выше анализа механизма пробоя можно понять, что хотя пробой масляного зазора происходит за короткий момент, процесс сложен. Даже для одного и того же образца измеренные значения при многократных испытаниях на пробой сильно разбросаны. Поэтому различные стандарты испытаний требуют брать среднее значение 6 испытаний в качестве результата.
Анализ и оценка результатов испытаний тестером электрической прочности масла:
1. Разброс тестовых данных
Разброс измеренных значений при 6 испытаниях на пробойное напряжение одного образца изоляционного масла велик. Основная причина заключается в случайности распределения электрического поля между двумя электродами и состояния распределения примесей в изоляционном масле в момент пробоя. При обработке данных рекомендуется проводить повторный отбор проб и измерения, если стандартное отклонение 6 данных S ≥ 10 кВ (расстояние между электродами 2,5 мм). Более точно, измеренное нами значение напряжения пробоя указывает лишь на вероятность электрического пробоя изоляционного масла вблизи среднего значения, а вероятность электрического пробоя при значениях, значительно превышающих или слишком низких относительно этой точки, мала. Это не означает, что изоляционное масло обязательно пробьется именно при этом значении. Более разумно выбрать диапазон, где значения напряжения пробоя более сконцентрированы, и взять среднее значение не менее 6 измерений в качестве результата, чтобы более реалистично отразить средний уровень загрязнения изоляционного масла.
2. Точность тестовых данных
Получение точного и надежного значения напряжения пробоя изоляционного масла является конечной целью испытания на пробойное напряжение. Если есть сомнения в результатах испытаний, рекомендуется применить следующие методы:
2.1. Проверьте форму и амплитуду выходного напряжения повышающего устройства. Эта работа, как правило, выполнена производителем, вероятность изменений при нормальной эксплуатации невелика, а погрешность, вызванная отсутствием явных повреждений в процессе использования, очень мала.
2.2. Когда измерение находится на границе между соответствием и несоответствием, для проверки влияния масляной чашки и электродов на результат используется метод сравнительных испытаний. То есть, одновременно в разных лабораториях, с использованием разных электродов и масляных чашек, определяют один и тот же образец масла. При условии обеспечения расстояния между двумя парами электродов (2.5±0.1) мм, более высокое измеренное значение должно быть ближе к истинному. Это связано с тем, что только слишком большое расстояние между электродами приводит к положительной погрешности измеренного значения пробивного напряжения изоляционного масла. Все остальные факторы влияния, включая форму электродов, точность обработки и состояние поверхности, материал и форму масляной чашки и т.д., приводят к отрицательной погрешности измеренного значения, то есть результат измерения меньше истинного значения.
После анализа основными факторами, влияющими на результаты испытаний прибора для определения пробивного напряжения масла, являются:
1. Влияние окружающей среды
Пыль и водяной пар из атмосферы неизбежно попадают в испытуемый образец масла, что приводит к заниженным показаниям. Поэтому стандарт предусматривает использование масляной чашки с пылезащитным колпаком и выполнение измерений как можно быстрее. По возможности измерения следует проводить в кондиционируемом, чистом и сухом помещении лаборатории, особенно во влажный сезон дождей на юге нашей страны и в сезон песчаных бурь на севере, чтобы предотвратить влияние условий окружающей среды на результаты измерений.
2. Влияние испытательного оборудования
Прибор для определения пробивного напряжения масла включает в себя повышающее устройство (ручное или автоматическое), масляную чашку и электроды, устройство перемешивания (ручное или автоматическое), устройство вывода данных (аналоговый прибор или цифровой дисплей/принтер), таймер и т.д. Неисправность любой части приведет к погрешности результатов измерений. Автоматические приборы предпочтительнее, так как в процессе измерения практически исключается влияние человеческого фактора.
2.1. Масляная чашка и электроды
При разной форме электродов электрическое поле в пространстве вокруг них также полностью различается. Электрическое поле между электродами с фаской на пластинах можно приблизительно считать однородным, а между сферическими электродами и электродами со сферическим наконечником — неоднородным. Изоляционное масло ведет себя по-разному в разных электрических полях. Объем масляной чашки и глубина погружения электродов в изоляционное масло влияют на результаты измерений, что четко оговорено в соответствующих стандартах. Практика доказывает, что уровень обработки и сборки электродов, различия в форме и материале масляной чашки и другие факторы приводят к заметным различиям в результатах измерений.
2.2. Повышающее устройство
На точность результатов существенно влияет, насколько форма выходного напряжения повышающего устройства близка к синусоидальной, и соответствует ли отображаемое выходное напряжение фактическому. Характеристики повышающего устройства любого испытательного оборудования должны гарантированно соответствовать требованиям стандарта. Эта характеристика повышающего устройства должна быть обеспечена производителем при проектировании и изготовлении прибора.
Тестер напряжения пробоя изоляционного масла модели Kingrun JY6611 (испытатель электрической прочности масла, диэлектрический тестер масла), доступны версии на 80 кВ и 100 кВ. Концепция электромагнитной совместимости, соответствует стандартам IEC 156, ASTM D877, ASTMD1816, VDE0370.
Уникальное преимущество данного прибора заключается во встроенной системе электронного повышения напряжения, что делает измеряемые данные более
точными и эффективными. Встроенный передовой изоляционный материал и система охлаждения обеспечивают безопасность
операторов и продлевают срок службы прибора.
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
