推荐单位：上海电力股份有限公司漕泾发电有限责任公司
摘要：击穿电压是变压器油在高压电场下所具有的重要电气性能之一，表征在电场作用下能承受的最高电压。变压器油的击穿电压反应了其绝缘性能的好坏，直接影响到变压器的使用安全和使用周期。所以在电力行业内，能够直观了解变压器油的品质是否符合要求的主要项目之一就是变压器油的击穿电压。因此，分析变压器油的击穿电压测定影响因素具有重要的意义。
变压器油击穿电压的测定方法是向置于规定设备中的变压器油施加按一定速率连续升压的交变电场，直到变压器油被击穿，两电极间出现放电情况。虽然测试的原理非常简单，但是在实际测定的过程中却非常复杂。在同一个样品，短时间内连续进行多次测定，其结果也可能有较大的差异，在总体的数据上显示数据值较为分散。所以在测定标准上，会给与一个变异系数值，其数值的差异与平均电压之间有着一定的联系。具体情况如下图所示。
图1 变异系数与平均电压之间的关系
因为变异系数较大，所以我们需要对其影响因素进行分析。通过对比分析各个不同因素的影响程度，做到将击穿电压控制在更为有效的可控范围内。
我厂测定变压器油击穿电压所使用的是美国梅格(Megger)公司的全自动绝缘油耐压测试仪，型号为OTS100AF。测试电压为100kV，整个设备在加入样品后能够自动进行搅拌、升压、判断终点、结果报出等。
图2 梅格全自动绝缘油耐压测试仪
1.取样位置的影响
我厂所使用的是500kV油浸式三相变压器，其主结构较大，所用的变压器油量也非常多。从不同位置所取得的样品品质也会有着不同的差异。我们分部选取了变压器上层、中层以及下层的三个部位，使用统一的方法进行取样、处理以及分析，每层分析6次。
图3 不同取样位置的测试结果统计
根据测试，我们可以发现，从变压器上层部分所取得的样品均匀性和平均耐压值都比较高;下层平均性较差，有数据上的离散点，而且平均耐压值偏低;而中层则介于两者之间。这是因为取样的位置直接影响了油品的质量。在设备底部，各种油泥、残渣以及金属碎屑堆积在一起，所以从底部进行取得的油样会带着这些污染物一起进行分析，从而影响了整体击穿电压数据以及数据的偏差率。理论上，使用上层油样进行分析能够得到最好的数据以及最佳的数据偏差率，但是考虑到整体设备的实际情况，中层则具有更加好的代表性。如果油样没有代表性，那么其数据也将会失去意义。
2.水分的影响
空气中无时无刻都飘散着水汽，在取样和测试过程中，不可避免地会混入待测油样中，从而使击穿电压测定值偏低。特别是我厂处在多雨的南方，并且紧邻大海，所以这种情况对我厂变压器油的击穿电压影响更为突出。根据研究，变压器油具有强烈的吸水性，在吸收了水分之后增加了介电常数，使其在电场中更能被极化，导致油品被击穿，水分越多，则月容易被击穿。对此，我们进行了一次关于水分影响的试验，我们取得一个样品并将其分成三份，其中一份不添加蒸馏水，一份添加0.1ml/100ml蒸馏水，最后一份添加0.2ml/100ml蒸馏水，分别进行三次测定，并将结果进行统计
图4 不同含水率的测试结果统计
从图中我们可以明显发现，水分对样品的影响非常大，油样内水分越大，击穿电压下降得越明显。并且，水分含量增加了以后，数据的偏差率也明显的变差，数据之间的差异也越发变大。所以，我们取样时必须保证天气为晴天，空气湿度小于70%，这样才能保证样品不会明显吸水从而导致失去样品代表性。
3.样品均匀性的影响
根据GB/T 507《绝缘油介电强度测定法》中规定的要求，在样品进行准备时需要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。从这点要求来看，样品均匀性对击穿电压有着一定的影响。我们分别选取了若干有样品，在进行了静置一段时间后，分别摇动一段时间，再看摇动对击穿电压的影响。
根据上表的数据我们可以得知，样品的均匀性对击穿电压有比较强的影响，在静置之后，我们可以得知，对于普通油样而言，静置时间越长，则击穿电压越好，这是因为在长时间静置之后，油品中的杂质颗粒会逐渐沉降到样品底部，在测试过程中不会对电极放电产生影响。而搅拌则有更加强的影响，未经过搅拌的油样拥有更高的击穿电压，能抵抗更高的电压。但是，根据国标要求，在测试过程中，需要保证油样内部处于相对均匀的状态。所以我们认为，样品应静置不超过24小时，并且在测试过程中使用磁力搅拌器进行搅拌，保证样品内部均匀一致。
4.总结
通过上面的分析和试验我们可以得知，对于变压器油击穿电压的影响中，最为主要的是整个取样、运输样品以及最后的试验分析的过程的可控性和规范性。样品的取样位置、样品的水分含量以及样品的均匀性都是能够直接影响到最后结果的重要可变因素。由于影响击穿电压的因素相对较多，本文未能提及以及想到的因素还有很多。所以在整个取样、运输样品以及试验分析的过程中一定要根据自己的设备、场地、环境、人员以及现有规章制度等各个条件不同制定出不同的分析规范，采用相同的方法和条件测定击穿电压，确保击穿电压的准确性。
参考文献
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