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变压器油带电倾向性测定仪选型及应用
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1 变压器油带电倾向性测定仪选型及应用 国网安徽省电力公司电力科学研究院,苏镇西 1、 概述 在强迫油循环的大型电力变压器中,由于变压器油流过绝缘纸及绝缘纸板的表面时,会因摩擦发生油流 带静电现象,极大地威胁着电力变压器的安全运行。油流带电现象国内外均有发生,日本、美国、法国、瑞 典、英国和波兰等很多国家早在 70 年代就投入大量人力、物力对油流带电问题开展研究。据 1989 年报导, 美国曾有 12 台大型变压器因油流带电现象而烧毁,我国曾于 1992 年对国产大型变压器质量进行过调查,东 北电力科学研究院和沈阳变压器厂曾在制造厂内和电力系统中对 50Kv 大型变压器进行油带电测试,从 40 台 次测试中发现 6 台次因变压器油带电引起内部放电,还有在山东、河南等省份的电力系统均发现了因油带电 引起的变压器故障。调查结果表明,油流带电引发的静电放电是威胁国内大型变压器安全运行的重要因素之 一。 “山东中惠仪器有限公司” 生产的 ZHYD3003 变压器油带电倾向性全自动测定仪 (以下简称油带电检测仪) 利用过滤法对变压器油的带电倾向性进行定量分析,是采用电力行业标准 DL/T385-2010《变压器油带电倾向 性检测方法》所研制的专用油带电检测仪,其检测结果可以作为判断电力变压器是否因油流带电现象而造成 故障的依据。 2、油带电检测仪类型及测量原理 2.1 油带电检测仪类型 国际大电网组织 CIGRE 的有关于 ECT 的测量方法中,使用的是全手动操作的装置,其核心是一只 EMI 屏 蔽的法拉第笼及其内部的敏感过滤器。包括试样取样,加压,管路闭合,电流测量及记录,测试后的排油等 诸多环节均采用手工操作。究其原因,是为了充分降低 EMI 对测试过程形成的干扰、冲击以及对极其微弱的 泄漏电流的干扰。而《ZHYD3002 型变压器油带电倾向性全自动测定仪》则在外法拉第笼的基础上,着重研究 和设计了独特的电流测量模块,极大地提高了电信号的信噪比,并在内部敷设单独的屏蔽,从而可以将从取 样到排油的整个测试过程实现完全的自动化,极大地提高了测试效率和测试的准确度、重复性。 2.2 工作原理 变压器的固体绝缘材料(如绝缘纸和纸板)的化学组成是纤维素和木质素,其中纤维素带有羟基(-OH) , 木质素带有羟基、醛基(-CHO)和竣基(-COOH) 。在变压器油的不断流动下,油与绝缘纸板发生摩擦,使得 这些基团发生电子云的偏移,纤维素和木质素分子就被-H δ+的正电性所覆盖,绝缘纸板表面就如同覆盖着一 层正极性的氢原子。带正电性的-H δ+对油中负离子具有较强的亲合作用,进而吸附油中负离子,并在油一纸 界面上形成偶电层。当变压器油以一定速度流动时,偶电层的电荷发生分离,负电荷仍附着在纸板表面,正 电荷进入油中并随油流动,形成冲击电流。这样,油就带正电,而纸板表面带负电。随着油的循环流动,油 中正电荷越积越多,当积聚到一程度就可能向绝缘纸板放电。另外,外加交流电场也能大大加剧静电起电作 用。 油带电检测仪中,油泵迫使已知体积的变压器油样以恒定的流速通过一定直径的专用滤纸,由于摩擦起 电,就会发生电荷分离,经过滤后的油带正电,滤纸带负电,通过定量测量滤纸上静电荷形成的泄漏电流, 从而计算出带电变压器油的电荷密度。由于采用过滤方式,滤纸的多孔性,使油与纸的有效接触面积比变压 器相同表面尺寸的绝缘纸板大的多,其电荷分离过程既可代表实际变压器中发生的油流带电现象,又具有较 高的灵敏度,能有效地反映油在变压器中流动时的带电倾向性。

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