甄长红 版权所有
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本方法适用于测定绝缘油的介质损耗因数和体积电阻率。
介质损耗因数以介质损耗角的正切(tgδ)表示。其测量值受下列试验条件影响:电极杯的清洗和干燥程度、施加电压的频率和场强大小、加热和恒温的时间长短以及测试的温度高低等。
体积电阻率为直流电场强度与稳态电流密度的比值,其单位为Ωm,测定值除受电及杯清洁状况、直流场强、测试温度等影响外,也与充电时间有关。
同一电极杯的试油,可相继测量介质损耗因数和体积电阻率,但交流测量应在对试油施加直流电压前进行。
1.1 介质损耗因数测量用:高压交流(工频)电桥,具有10-4分辨力,最好采用当电容量为100pF时具有10-5分辨力的电桥。
1.2 体积电阻率测量用:具有1015Ω或以上分辨力的高阻计或其它仪器,仪器的测量误差应在20%以下。
1.3 试验箱:在有连接电极杯的屏蔽线,电极杯应同接地的箱壳绝缘。控温精度应能保持温度在规定值的±0.5℃,可用烘箱、油浴或加热套等。
1.4 电极杯
1.4.1 在结构上应尽量使其便于加温、容易拆洗所有零件并能重新装配而不致明显地改变空杯电容量,电极的中心对准后应不受温度变化的影响,保持电极和测量电极之间的距离应能承受试验电压,电极表面应抛光如镜,易清洗,并能测量内电极温度。电极杯的规格和型式分别见表30-1-1和图30-1-1、30-1-2、30-1-3均可选用。
1.4.2 制造电极杯的材料可用不锈钢或镀镍的黄铜,不应使用铝及合金* 。支撑电极的固体绝缘材料,应具有低损耗因数和高电阻率,无气孔,耐热性能良好,不吸油,与洗涤剂不起化学反应,有足够的机构强度**。
表30-1-1 油 杯 规 格 参 考 表
1.4.3 为避免外部电磁场的干扰,引线应使用屏蔽导线,在电极杯外可加一层接地的金属屏蔽套。
1.5 玻璃器皿:可采用烧杯、量筒、带磨口塞锥形烧瓶等,按本方法规定标准洗净和干燥。
1.6 秒表:准确到0.1s。
1.7 温度计:0~100℃,分度1℃。
1.8 湿度计。
2 试剂与材料
2.1 溶剂汽油、石油醚或正庚烷。
2.2 丙酮。
2.3 磷酸酮。
2.4 洗涤剂。
2.5 绸布或定性滤纸。
3 准备工作
3.1 电极杯的清洗
*一般表面电镀不如一种金属制的好,但表面镀金、镍、铑,只要镀层保持无损也可。
**可用熔融石英或高频陶瓷等作绝缘材料。
图30-1-1 单圆筒式油杯
1-外电极底;2-下绝缘支撑垫;3-下屏蔽电极;4-外电极(高压电极);5-下绝缘垫块;6-内电极;7-中心杆;8-上绝缘垫块;9-上屏蔽电极;10-螺栓;11-接线螺帽;12-垫圈;13-引线绝缘;14-引线柱;1
5-引线柱屏蔽;16-外电极上盖;17-上绝缘支撑块;18-固定位螺钉
将电极杯拆开,各部件均以石油醚(或溶剂汽油、正庚烷)清洗,再依次用丙酮、洗涤剂洗涤,然后在5%磷酸钠溶液中煮沸5min,再用蒸馏水洗涤,最后在蒸馏水中至少煮1h。
3.2 电极杯的干燥
将清洗好的电极杯部件置于105~110℃烘箱中干燥60~90min(不要用手直接接触其表面),放在清洁器皿内不使受潮和污染。
图30-1-2 双圆筒式油环
1-高压电极;2-下屏蔽环;3-下绝缘环;4-低压电极;5-上绝缘环;6-绝缘盖板;7-上屏蔽电极;8-半沉头螺钉;9-盖板护环;10-高压接线螺丝;11-端盖螺帽;12-定位销;13-高频插座;14-长螺栓;15-
油导筒;16-螺钉;17-低压抽座
玻璃器皿也按上述方法清洗(或采用超声波清洗器进行清洗),及干燥。
3.3 电极杯的装配
将处于热状态的电极杯组装好,切勿用手接触零件表面,然后置于比规定试验温度度5~10℃的烘箱内。
为了检验电极杯是否清洗干净,可测量空杯损耗因数,其值为零并记录杯电容值。
图30-1-3 三接线柱电极油杯
1-内电极;2-外电极;3-防护环;4-上升把手;5、6-石英清洗器
3.4 油样准备
3.4.1 取样:取样时应保证试油不致污染、受潮,取好样品的玻璃瓶应密封、避光保存于相对湿度不超过70%的试验室内。除有特殊要求外,在试验前不再经过滤、干燥等处理。
3.4.2 试油的准备:将油样瓶倾斜并缓慢旋转,使试油均匀(不使有气泡)。然后,用干净的绸布或定性滤纸擦净瓶口,并倒出一点试油冲洗瓶口,最后将所需试油倒入具磨口塞锥形瓶内,再放入烘箱使试油加热超过测试温度5~10℃,加热和保温的时间不应超过1h。
3.4.3 试油注入电极杯:当电极杯的内电极温度超过试验温度时,即取出电极杯并将内电极提出,用已加热的试油充满电极杯(剩余的试油仍放回烘箱),放入内电极并两次提起和放下以涮洗电极杯,再提出内电极倒掉涮洗液并立即注入放回烘箱内的试油。提出内电极时,使其不要接触任何表面。
3.4.4 将装好试油的电极杯,放入符合规定温度的试验箱内,接好电路,在15min内使温度达到平衡。
4 试验步骤
4.1 损耗因数的测量:
4.1.1 测量温度:一般为90℃(特殊规定除外)。
4.1.2 试验电压:采用50Hz工频电压,电场强度为1kV/mm。
注意:仅在试验时施加电压。
4.1.3 当内电极温度与测量温度之差不大于±1℃时,即开始测量,同时,由于加热时间对测试值有影响,应尽快完成测量,测量完成后,立即倒出试油。
4.1.4 取试油冲洗电极杯一次,再进行第二次测量,操作过程同上,直至相邻二次试验结果的差值符合精确度的要求。
4.2 体积电阻率的测量
4.2.1 试验电压:一般直流电压的电场强度为250V/mm。
4.2.2 充电时间:一般为60s。
4.2.3 如果试油已测过介质损耗因数,两电极应短接1min后立即测量电阻率。如果仅测量电阻率,则在电极杯充满试油10~15min后开始测量。
4.2.4 接好测量仪器和电源的连接线,电源的正极接到电极杯的外电极上,加上直流电压,充电到60s时,立即记录电阻值*。
4.2.5 电极杯的两电极短接5min,倒掉电极杯内的试油。重新注入试油,再进行第二次测量,操作过程同上,直至相邻二次试验结果的差值,符合精确度的要求。
5 计算
体积电阻率按下列式计算:
式中ρ--电阻率,Ωm;
K--电极杯常数,等于0.113C;
R--实测试油电阻值,Ω;
C--空杯电极电容,pF。
6 精确度
6.1 损耗因数:连续测定两个结果之间的差值,不应超过0.0001加两个值中较大一个的25%。
6.2 电阻率:连续测定两个结果之间的差值,不应超过两值中较大一个的35%。
7 测定结果
7.1 写明电极杯的类型、空杯电容、测试电压、电极间隙和试验温度。
7.2 取两次有效测量中较小的一个值,作为损耗因数的测定结果。
7.3 取两次有效测量中较大的一个值,作为电阻率的测定结果。
注:例行试验可采用简化方法,见附录
附 录
电器用油的介质损耗因数和电阻率例行试验的简化方法
*也可用以电流为读数的仪器,但电场强度必须为250V/mm。
当运行的和新的电器绝缘油,只确定其损耗因数和电阻率是否比某些规定值更坏时,可采用此简化方法测量。其精确度比正文所述的低,但能较快地测量出,而且具有可以接受的精确度。
1 电极杯
可使用正文中所示的电极杯,但在换试油时可不必拆开。
2 试验箱
要求同正文,但允许电极杯的内电极温度与试验温度差不超过2℃*。
3 试验温度
在规定的温度±2℃之内时,就可进行测量。
4 电极杯的清洗和干燥
拆卸电极杯,洗涤其所有零件,更换二次溶剂,再用丙铜、热水洗涤,最后用蒸馏水清洗,然后在105~110℃的烘箱中干燥,不超过90min。
当同时试验同一品种的电器用油时,上一次试油测值优于待测试油测值,可用待测试油冲洗电极杯三次进行测量。反之,电极杯必须进行清洗。
5 试油的准备和试验步骤
应按正文的相应步骤进行。
对于粘度较低的试油,也可在室温下将试油注入冷的电极杯中,再将其加热,从电极杯开始加热到达到试验温度不超过1h。
关于悬浮物质对试验结果的影响,可用合适孔径的多孔性溶融过滤器试油过滤,并和过滤前的试油同时进行测量,以作比较判断。
*不可将电极杯置于电热板上加热,否则会使电极杯内温差太大,而导致结果不可靠。
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