绝缘油的介电强度测定方法

一、方法概要

绝缘油的介电强度测定方法，是将放在专门设备里的被测试样经受一个按一定速率连续升压的交变电场的作用直至油击穿。测量值与所用的测量设备和采用的方法有很大关系。

二、测量仪器的选择原则

1.绝缘油介电强度试验装置(即油试验器)

(1)输出电压。试验装置最大额定输出电压为60kV或80kV，必须零起升压，连续可调:该电压应是一近似正弦波，其峰值因数应为√2±5%。

(2)容量。试验装置应能在电压大于15kV时产生一个 20mA 的最小短路电流。

(3)电压测量系统。试验电压值是电压的有效值，即电压峰值除以V2。因绝缘油介电强度就是当电极之间发生第一个火花放电时的电压，所以不管火花放电是瞬时的还是恒定的，要求系统能测出电极之间发生第一个火花放电时的电压，电压测量准确度不应低于3%。

(4)电压调节系统。电压调节一般采用手动和自动升压系统，最好采用自动升压系统，因为手动调节不易得到要求的匀速升压。升压速度一般选择2kV/s(按标准GB507《绝缘油介电强度测定法》选用球形和球盖形电极时)和3kV/s(按DL429.9《绝缘油介电强度测定法》选用平板形电极时)。

(5)保护装置。试验装置应有明显可靠的接地点，进行试验时尽可能防止产生高频振荡。为了保护试验装置中的升压变压器和避免试样在击穿瞬间的分解，与试验油杯串联的回路中应串联有5~10MQ的保护电阻器，以限制击穿电流。升压变压器的一次电路上应接有一个断路器这个断路器能在试样击穿后不超过0.02s的时间内动作断路器接一个无电压释放线圈以保护设备。

2.试验油杯

(1)试验油杯由杯体和电极两部分组成，三种类型的电极杯见下图。

(2)油杯杯体是由玻璃、塑料制成的透明容器或电工陶瓷制成的容器，球形和球盖形电极杯有效容积在300~500ml之间，平板形电极杯有效容积不小于200ml，杯体以密闭为宜。

(3)电极由磨光的铜、黄铜、青铜或不锈钢材料制成，规格如图所示。电极面应光滑，一旦电极表面上有由于放电引起的凹坑时就应更换电极。

(4)电极应安装在水平轴上，彼此相隔2.5mm。电极之间的间隙用块规校准，要求精确到0.1mm。电极轴浸入试油的深度应为 40mm 左右。

3.标准规

矩形标准规厚度为 2.5 ±0.05mm。

4.温度计

0~100℃，分度为1℃。

5.湿度计

6.放大镜

球形电极杯的规格

球盖形电极杯的规格

三、试验步骤

1. 取样

介电强度的测定对试样的轻微污染相当敏感，取样时很容易吸收水分因此取样时要用清洁、干燥的专用取样器严格地按GB/T 4756-2015《石油液体手工取样法》取样。对桶装或听装的试样应从容器的底部抽取。

2. 试验方法标准的选择

(1)标准的适用范围。GB/T 507-1986《绝缘油介电强度测定法》和GB/T 507-2002《绝缘油 击穿电压测定法》适用于验收 20℃时黏度不大于50mm/s的各种绝缘油，例如:变压器油、电容器油、电缆油等新油或使用过的油，但主要用于新油。DL/T 429.9-1991《电力系统油质试验方法--绝缘油介电强度测定法》适用于验收到货的新绝缘油和电压在220kV以下的电力设备内的油。

(2)试验方法的选择。根据GB2536 - 2011《电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》的技术要求，新油的试验方法采用GB/T 507-2002《绝缘油 击穿电压测定法》;根据 DL/T 596 - 2021《电力设备预防性试验规程》的要求，投入运行前的油和运行油的试验方法采用GB/T 507-2002《绝缘油 击穿电压测定法》或DL/T 429.9-1991《电力系统油质试验方法--绝缘油介电强度测定法》，DL/T 429.9-1991《电力系统油质试验方法--绝缘油介电强度测定法》中注明:经过滤处理、脱气和于燥后的油及电压高于220kV 以上电力设备中的油，应按GB/T 507-1986《绝缘油介电强度测定法》。

3. 电极杯（油杯）的准备

根据要求选择试验方法的标准，根据标准选定电极的形状(球形、球盖形或平板形)，因为电极的形状会影响试验的结果。油杯和电极需保持清洁，油杯不使用时，应将它充满干燥的油，并放于干燥防灰尘的清洁地方。油杯有一段时间未使用或试验劣质油后，重新再使用时，应进行严格的清洗。拆去并洗净电极，然后用干燥的新油洗涤。细心地重新安装上电极，安装时避免用手指与它接触。油杯和电极在连续使用达一个月后，应进行一次检查。用放大镜观察电极表面有无发暗现象，若有此现象:则应用麂皮或绸布擦净电极。若长期停用，在使用前，则也需进行此工作。油样注入电极杯前，先用规格为2.5mm的标准规限定电极间距离，固定好电极，再用试样冲洗已准备好的油杯2~3次。

4. 试样的准备

试样必须在不破坏原有贮装密封的状态下，于试验室内放置一段时间，待油温和室温相近方可揭盖。在揭盖前，轻轻摇动盛有试样的容器，使油中的杂质均匀分布而又不形成空气泡。将试样沿油杯内壁徐徐倒人油杯，倒试样时要避免空气泡的形成(也可借助于清洁、干燥的玻璃棒)。在操作中，应在防尘干燥的环境下进行，不允许用手触及电极、油杯内壁和油样，以免污染试样。试验时的油温应与室温相同，仲裁试验应在15~20℃之间进行。

5. 进行试验

试验应在相对湿度不高于75%的条件下进行。在升压操作前，必须检查线路的连接情况，仔细检查油试验器的接地情况(接地端应可靠接地)，手动调压时，应注意检查调压器把手是否放在起点位置。

将盛好试样的油杯放人油试验器的电极二端，盖上有机玻璃活动盖，在保证试样中不再有空气泡后尽快地施加第-次电压(最迟在装油后10min进行)。电压按2kV/s或3kV/s均匀速度从零开始升到试样发生击穿，记下击穿电压值。调压器退至零位，断开电源开关。试样发生击穿后，用清洁、干燥且直径小于2mm的玻璃棒或不锈钢棒在极间轻轻拨动几次，使击穿时产生的并附在电极表面上的游离碳散开，搅拌时应尽可能避免空气泡的产生。待空气泡消失1min后，再施加第二次电压。如不可能观察到空气泡消失，则必须等5min后再进行一次升压。以上试验每个试样进行6次，记录试验得到的6次击穿电压值。

6. 报告的编写

以6次结果的算术平均值作为该油样的介电强度，并用单位kV表示。

报告中除应给出介电强度的同时，还应给出记录试验得到的6次击穿电压值，并应记录使用电极的类型、油温。

四、测试要点

(1)电极的结构型式:

1)球形电极;

2)球盖形电极或称为半球形或蘑菇形；

3)平板电极或称为圆盘形。

根据试验方法规定选用何种电极，因为三种电极测定的结果是不同的。球形电极测定结果最高，球盖形为其次，平板电极为最一低。

(2)电极间距离为2.5±0.1mm，要用标准规校准。电极距离过小容易击穿，测定结果偏低，反之，测定结果偏大。

(3)试样要有代表性，油中有水分及杂质时则对击穿电压有明显影响，所以要摇匀后注人油杯。

(4)试验数据分散性大，其原因是引起击穿过程的因素比较多，因此，试验方法中规定取6次平均值作为试验结果。

(5)试验中发现击穿电压值随次数增加而增高，这是由于油中混人不同性质的杂质而引起的。若油中混入的主要是纤维杂质和水分，则在击穿过程中水分被蒸发，试验数据会越来越高，但是有时也会降低，故要考虑一下周围的环境，是否湿度超过规定等。

五、变压器油的质量标准

变压器油的质量标准

注：

1.新油的质量标准依据GB 2536-2011《电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》的技术要求;投入运行前的油和运行油的质量标准依据GB/T 7595-2017《运行中变压器油质量》的技术要求。当标准版本变更时，应以有效版本为准。

2.取样的油温为 40~60℃

3.DL/T429.9方法采用平板电极，GB/T507是采用球形、球盖形两种形状电极。三种电极所测的击穿电压值不同，其影响情况，见GB/T 7595-2008附录B(提示的附录)。GB/T 7595-2008的质量指标为平板电极测定值，GB/T 7595-2017的质量指标为球形、球盖形电极测定值。

六、介电强度试验的意义

介电强度并不是用来评定绝缘油质量的一个标准，而是一项常规试验。它是用来阐明绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度，以及打算注人设备前进行于燥和过滤是否适宜。必须指出，介电强度高并不意味没有脏污存在，除非极一端情形，击穿电压与变压器等故障没有直接的关联。