Jak sprawdzić wytrzymałość dielektryczną oleju izolacyjnego?

Standardową i najczęstszą metodą jest wykonywana za pomocąTester wytrzymałości dielektrycznej oleju(LubTester napięcia przebicia), zgodnie ze standardowymi procedurami, takimi jakASTM D877i te bardziej powszechneIEC 60156.

Oto szczegółowe-krok po-objaśnienie tego procesu.

 

Cel testu

Podstawowym celem jest pomiar napięcia, przy którym olej ulega rozkładowi (awariom elektrycznym) w kontrolowanych warunkach. Wskazuje to na obecność zanieczyszczeń takich jak:

Woda(najczęściej)

Cząstki stałe(włókna, pył, osad)

Zanieczyszczenia przewodzące

Wysoka wytrzymałość dielektryczna wskazuje na czysty, suchy olej, natomiast niska wartość sygnalizuje, że olej może wymagać filtracji lub wymiany.

 

Kluczowa zasada

Test nie mierzy wewnętrznych właściwości samego oleju, ale raczej jego zdolność do wytrzymywania naprężeń elektrycznych w obecnościzanieczyszczenia. Zanieczyszczenia te ustawiają się w polu elektrycznym i tworzą przewodzący mostek pomiędzy elektrodami, co prowadzi do przebicia (iskry) przy znacznie niższym napięciu niż czysty, suchy olej.

 

Standardowa metoda testowa (w oparciu o IEC 60156)

Jest to najszerzej akceptowany standard międzynarodowy.

1. Wymagany sprzęt

Komórka do badania oleju:Kubek z dwiema przeciwległymi elektrodami. Najpopularniejszy typ maelektrody kulisteoddalone od siebie o 2,5 mm.

Tester wytrzymałości dielektrycznej:Źródło prądu przemiennego-wysokonapięciowego (0–60 kV lub więcej), które może zwiększać napięcie z kontrolowaną szybkością i automatycznie wyłączać się w przypadku awarii.

Próbka zlewki:Czysty, suchy, szczelnie zamknięty pojemnik szklany lub plastikowy (zwykle 1 litr).

Strzykawki lub pipety:Do przesyłu oleju.

Rozpuszczalniki:(np. heksan, eter naftowy) do czyszczenia komory testowej.

2. Procedura pobierania próbek

To krytyczny krok. Słaba próbka da niedokładne wyniki.

Próbka z dna kadzi transformatora, w którym osadza się woda i osad, za pomocą dedykowanego zaworu spustowego.

Przed pobraniem próbki końcowej dokładnie przepłucz zawór i linię próbkowania.

Napełnij całkowicie zlewkę z próbką, aby zminimalizować ekspozycję na powietrze, które może wchłaniać wilgoć.

Wyraźnie oznacz próbkę i zbadaj ją tak szybko, jak to możliwe. Jeśli konieczne jest przechowywanie, przechowuj pojemnik w ciemnym, chłodnym miejscu.

3. Przygotowanie komórek testowych

Demontowaćostrożnie komorę testową.

Czystydokładnie wszystkie części rozpuszczalnikiem, aby usunąć wszelkie pozostałości oleju lub ślady węgla powstałe po wcześniejszych awariach.

Suchyczęści, używając czystej,-niestrzępiącej się szmatki lub gorącego powietrza.

Złóż ponownieogniwa, upewniając się, że odstęp między elektrodami jest ustawiony prawidłowo2,5 mm(sprawdzone za pomocą standardowego miernika szczeliny).

4. Wypełnienie komory testowej

Delikatnie poruszaj pojemnikiem na próbkę oleju, aby go ujednorodnić bez tworzenia pęcherzyków.

Wlać olej do czystej i suchej kuwety testowej, uważając, aby nie wprowadzić pęcherzyków powietrza.

Pozostaw olej w komorze testowej na czas określony w normie (np. 10-15 minut zgodnie z IEC 60156), aby umożliwić ucieczkę większym pęcherzykom powietrza.

5. Wykonanie testu awarii

Badanie polega na wielokrotnym przebiciu tej samej próbki oleju (zazwyczaj6).

Organizować coś:Umieść napełnioną kuwetę testową w testerze i zabezpiecz pokrywę.

Uruchomienie początkowe:Uruchom tester. Napięcie będzie wzrastać od zera ze stałą szybkością2 kV/s(dla IEC 60156).

Załamanie:Napięcie będzie rosło, aż pomiędzy elektrodami pojawi się iskra (przebicie). Tester automatycznie zarejestruje to napięcie (w kV) i wyłączy zasilanie.

Mieszanie i odgazowywanie-:Po pierwszym przebiciu tester (lub operator ręcznie) będzie mieszać olej mieszadłem magnetycznym przez 1 minutę. Powoduje to rozproszenie cząstek węgla i produktów ubocznych-rozpadu pierwszej iskry. Niektóre testery mają także funkcję-odgazowywania, która pozwala usunąć pęcherzyki.

Powtarzać:Kroki 2-4 powtarza się w sumiesześć awariina tej samej próbce oleju.

6. Obliczanie i interpretacja wyników

Odrzuć pierwszy wynik:Często odrzuca się pierwszą wartość podziału, ponieważ mogą na nią wpływać drobne zakłócenia podczas napełniania ogniw.

Oblicz średnią:Wytrzymałość dielektryczną oleju podaje się jakośrednia z pięciu ostatnich wartości podziału.

Przykład:Jeżeli sześć napięć przebicia wynosi: 48 kV, 52 kV, 54 kV, 53 kV, 55 kV, 54 kV.
Odrzuciłbyś wynik 48 kV i uśrednił pozostałe pięć: (52+54+53+55+54)/5 =53,6 kV.

Interpretacja:

Nowy olej:Zwykle powinno wynosić > 30 kV (IEC 60296), a często wynosi > 60 kV.

Olej w serwisie:Dopuszczalny limit różni się w zależności od narzędzia i wyposażenia, ale często mieści się w zakresie40-50 kV. Wartość poniżej tego progu oznacza, że ​​olej wymaga regeneracji (filtracja, osuszenie).

 

Ważne czynniki wpływające na dokładność

Wilgoć:Najważniejszy czynnik. Nawet 50 ppm wody może drastycznie zmniejszyć napięcie przebicia.

Zanieczyszczenie:Kurz, włókna i inne cząstki.

Temperatura:Olej należy testować w temperaturze otoczenia, ale kluczowa jest jego konsystencja. Normy często określają zakres (np. 20 stopni ± 5 stopni).

Stan elektrody i przerwa:Wżery, brudne elektrody lub nieprawidłowa szczelina dadzą błędne wyniki.

Bąbelki:Pęcherzyki powietrza w próbce oleju mogą spowodować przedwczesną awarię.

Ograniczenia testu

Chociaż test wytrzymałości dielektrycznej doskonale nadaje się do wykrywania wody i cząstek, nie jest to kompleksowy test jakości oleju. Należy go stosować w połączeniu z innymi testami, takimi jak:

Kwasowość (liczba neutralizacji):Mierzy degradację oleju.

Napięcie międzyfazowe (IFT):Wykrywa rozpuszczalne zanieczyszczenia polarne i powstawanie osadów.

Kolor:Prosty wizualny wskaźnik starzenia.

Analiza rozpuszczonego gazu (DGA):Najpotężniejszy test do diagnozowania wewnętrznych usterek transformatora.

Streszczenie

Badanie wytrzymałości dielektrycznej oleju izolacyjnego jest prostą, ale bardzo czułą procedurą. Dzięki zastosowaniu znormalizowanej metody (takiej jak IEC 60156) ze szczególną dbałością o pobieranie próbek i czystość, zapewnia ona istotną, szybką kontrolę stanu elektrycznego oleju, pomagając zapobiegać kosztownym awariom transformatorów i przestojom w dostawie prądu.