Trong quá trình thử nghiệm dầu cách điện, cần đặt một điện áp cao áp có thể điều chỉnh lên hai đầu cốc dầu cách điện. Điện áp tăng dần từ 0. Khi điện áp đạt đến một giá trị nhất định, dầu cách điện sẽ bị phá hủy và mất khả năng cách điện. Hiện tượng dẫn điện xảy ra kèm theo sự phát sinh hồ quang, và điện áp này được gọi là điện áp đánh thủng của dầu cách điện.
Điện áp đánh thủng có liên quan chặt chẽ đến các điều kiện thử nghiệm, bao gồm dạng sóng điện áp đặt vào, tần số, hệ số đỉnh, dòng ngắn mạch của máy biến áp thử nghiệm, hình dạng điện cực, khoảng cách giữa các điện cực, tình trạng bề mặt điện cực, thể tích cốc dầu, tốc độ tăng áp, nhiệt độ và độ ẩm của phòng thí nghiệm. Do độ phân tán lớn của các thí nghiệm song song, thường cần thực hiện nhiều lần thử nghiệm và lấy giá trị trung bình của tất cả kết quả. Theo cách này, thời gian từ khi đổ dầu cách điện vào cốc dầu đến lần đánh thủng đầu tiên, khoảng thời gian giữa các lần đánh thủng, và việc mẫu dầu có được khuấy trong khoảng thời gian đó hay không cũng ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm, và trở thành các điều kiện thử nghiệm phải được kiểm soát chặt chẽ.
Trong tất cả các điều kiện, hình dạng điện cực, khoảng cách giữa các điện cực và tình trạng bề mặt điện cực có ảnh hưởng rõ rệt nhất đến kết quả thử nghiệm. Có thể nói, việc không quy định rõ phương pháp thử nghiệm điện áp đánh thủng và không thử nghiệm điện áp đánh thủng nghiêm ngặt theo các điều kiện quy định là vô nghĩa. Nói một cách chính xác, sự đánh thủng của dầu cách điện tinh khiết không chứa độ ẩm, bụi, sợi và các tạp chất khác bắt đầu từ sự phân cực và ion hóa của từng phân tử dầu trong điện trường. Thành phần hóa học của nó có ảnh hưởng rất ít đến điện áp đánh thủng. Dầu các cấp độ khác nhau nên có điện áp đánh thủng xấp xỉ nhau và độ phân tán của kết quả thử nghiệm song song cho cùng một mẫu dầu không nên quá lớn, đồng thời giá trị điện áp đánh thủng phải cao. Tuy nhiên, loại dầu tinh khiết như vậy không tồn tại trong các ứng dụng công nghiệp. Nghĩa là, dầu luôn chứa một lượng nhất định các tạp chất không phải dầu, và những tạp chất này thường bị phân cực giữa các điện cực trước khi các phân tử dầu bị ion hóa, sắp xếp theo hướng của điện trường, sau đó hình thành các đường dẫn nhỏ, kết nối và xuyên suốt hai cực, dẫn đến sự đánh thủng nhanh chóng của dầu cách điện. Dầu càng chứa nhiều tạp chất thì điện áp đánh thủng càng thấp. Do đó, có thể nói rằng điện áp đánh thủng của dầu là một chỉ tiêu thử nghiệm phản ánh mức độ ô nhiễm của dầu, đặc biệt là dầu mới, và độ sạch của dầu đã qua xử lý thông qua khả năng chịu đựng điện trường của dầu.
1. Các vấn đề dễ gặp phải khi thử nghiệm điện áp đánh thủng dầu cách điện
(1) Vấn đề độ tin cậy thử nghiệm do tính không đồng nhất của mẫu dầu. Bởi vì dầu cách điện đã hòa tan một số ion kim loại, phân tử nước và các tạp chất khác trong quá trình vận hành lâu dài, có một số bong bóng nhỏ bám vào thành cốc và bề mặt điện cực khi nó được đổ vào cốc dầu. Trong quá trình thử nghiệm cao áp, do tác dụng của điện trường mạnh, tính không đồng nhất của mẫu dầu sẽ dẫn đến một số hiện tượng đánh thủng cách điện phức tạp hơn như đánh thủng nhánh điện và phóng điện đầu nhọn. Do đó, phương pháp thử nghiệm quy định rằng cùng một mẫu cốc nên được thử nghiệm ít nhất 5 lần, sau đó lấy giá trị trung bình để đảm bảo độ tin cậy của thử nghiệm.
(2) Hiện tượng tăng áp trong thử nghiệm cao áp. Thông thường, giá trị điện áp đánh thủng của dầu cách điện nằm trong khoảng 10.000 đến 100.000 V. Ngay cả khi tính theo giá trị điện áp đánh thủng bằng 0,55 lần điện áp thử nghiệm, giá trị điện áp thực tế tại hai đầu điện cực có thể lên tới hàng chục nghìn V, điều này tạo ra hiện tượng tăng dung lượng được nhắc đến trong kỹ thuật thử nghiệm cao áp, tức là giá trị điện áp ở đầu thứ cấp của máy biến áp tăng cao hơn tỷ lệ nhân điện áp ở đầu sơ cấp.
(3) Phát hiện dòng điện đánh thủng. Mục tiêu của thử nghiệm điện áp đánh thủng thực chất là để phát hiện xem có dòng điện lớn trong mạch thử nghiệm hay không. Tuy nhiên, hiệu ứng điện dung ở phía thứ cấp của máy biến áp tăng rõ ràng gây ra dòng điện nạp và xả lớn trong mạch thử nghiệm ở điện áp cao hơn, điều này sẽ gây ra một số khó khăn cho việc phát hiện.
(4) Thiết kế tương thích điện từ. Trong quá trình thử nghiệm cao áp, bức xạ điện từ tạo ra nhiễu điện từ mạnh ra bên ngoài, đây là một vấn đề khác cần được xem xét trong thiết kế mạch. Do hạn chế về kích thước và trọng lượng, các thiết bị di động cần được xem xét từ các khía cạnh thiết kế mạch và vị trí lắp đặt của từng thành phần.
(5) Bảo vệ mạch. Sau khi dầu cách điện bị đánh thủng, mạch cao áp cần được ngắt kịp thời để tránh thay đổi rõ rệt chất lượng dầu trong cốc dầu thử nghiệm. Do đó, tiếp điểm của rơ-le ngắt mạch cao áp cần được bảo vệ hiệu quả, nếu không sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác thử nghiệm và việc bảo trì thiết bị.
Công ty TNHH Thiết bị Máy biến áp Kingrun
Thêm Thiết bị Kiểm tra Máy biến áp từ Kingrun
