關于絕緣油體積電阻率試驗和 介質損耗因數試驗的分析

在變壓器油質量分析中,我國一直是用介質損
耗因數試驗值來衡量變壓器油的品質的,因其能有效地反映油的劣化和受污染程度。在國外,如美國、日本和法國,早在20世紀70年代和80年代,就在有關變壓器油的標準中要求進行絕緣油體積電阻率的測量,將其測量值代替我國一直以來進行的絕緣油介質損耗因數測量。目前的許多進口變壓器,廠家所提供的絕緣油電氣測量參數仍為體積電阻率。我國在1986年開始實施的GB/T5654-1985《液體絕緣材料工頻相對介電常數,介質損耗因數和體積電阻率的測量》中,才對體積電阻率的試驗方法做出規定,而當時相應的標準中尚未對這一試驗的指標提出明確的規定。
隨著超高壓、大容量變壓器的不斷發展,變壓器的用油量在不斷增加,隨著經濟的發展,供電設備經常以滿負荷運行,要確保變壓器油良好的絕緣性能,就要保證變壓器油有良好的品質。隨著超高壓進口設備的日益增加,進口絕緣油的使用也不斷增多。一些在日本、法國以及IEC標準中早有規定的,而我國只在近幾年才開展的絕緣油試驗項目,也從非國標項目正式納入了國家標準。絕緣油的體積電阻率試驗就是其中之一。
筆者根據近幾年的絕緣油試驗工作體會,就絕緣油的體積電阻率試驗和介質損耗因數試驗,談談與一些參考資料所持觀點不同的看法。
1 介質損耗因數試驗與體積電阻率試驗的
異同
1.1 相同點
介質損耗因數和體積電阻率都是有效反映電力用油油質劣化程度的參數,正因為如此,它們才被許多國家作為判斷油質老化或受污染程度的依據,并一直沿用至今。介質損耗因數試驗和體積電阻率試驗對試驗條件的要求在許多方面都有一致的地方,比如,對儀器分辨率、電極杯材料和光滑度、加熱元件及其控溫精度等的要求都很高。目前,借助于國外設計技術而研發的、既能進行絕緣油介質損耗因數測量又可進行體積電阻率測量的一體化設備,正逐漸取代分體的、只能進行單項測量的設備。1.2 相異點
1.2.1 物理意義的差異
介質損耗因數tanδ反映的是,在交流回路中,由于油中內部電荷不平衡,導致與施加電壓同相位的電阻性泄漏電流產生有功損耗。體積電阻率ρF反映的是,在直流電場下,油中電離雜質尤其是極性分子引起的損耗電流,即電導電流通過兩極的能力。與介質損耗因數不同的是,體積電阻率反映的是直流電場下電導電流的大小,它的結果更多地反映了油中極性物質對油質的影響。1.2.2 影響檢測結果的因素的差異
1.2.2.1 油品自身因素的影響
介質損耗因數與油的凈化程度和老化程度密切相關,與油中所含水分的狀態有關。實踐中發現:水在油中呈游離水或乳化水狀態時,對介質損耗因數造成的影響明顯。

體積電阻率與油中的極性分子,即油本身的分子或雜質分子離解成離子形成的電導有關,與油自身的黏度有關,與油的離子傳導損耗密切相關。另外,油中彌漫狀態水分（
溶解水）的存在會明顯地降低體積電阻率,但只有當溶解的水接近飽和程度時才會對體積電阻率有明顯的影響。
1.2.2.2 試驗條件的影響
影響介質損耗因數試驗結果的外部因素有:

a）取樣瓶的潔凈度,如取樣瓶是否曾接觸不同類油品,取樣瓶是否潔凈等。
b）試驗溫度。絕緣油tanδ試驗結果與試驗溫度的關系呈指數變化規律,老化油品受溫度影響尤為明顯。
c）施加的電壓和試驗頻率。一般采用電場強度1000V/mm、頻率50Hz的交流電進行試驗。
影響體積電阻率試驗結果的外部因素有:a）試驗溫度。如溫度增加50%,則試驗結果約減小到溫度變化前的1/10。
b）試驗電場強度。在其它條件相同的情況下,電場強度越大,則損耗電流越大。要求在電場強度為200～300V/mm時進行試驗,通常的試驗電場強度是250V/mm。
c）充電時間。施加試驗電壓后,由于介質的吸收,不同測量時間測得的電流值不同,因此得出的試驗結果有差別。
2 實例分析
一直以來,鑒于介質損耗因數和體積電阻率都是用來反映電力用油油質劣化程度的,許多人認為:介質損耗因數小的油品,體積電阻率必定大,反之亦然,兩者的變化是有規律可循的。
但從表1的實例可以看出:介質損耗因數值相近的油品,其體積電阻率值不一定很接近;同樣地,體積電阻率相近的油品,其介質損耗因數值也會存在不小的差別。