Tester di tensione di resistenza dell'olio del trasformatore

Analisi tecnologica del tester di rigidità dielettrica dell'olio del trasformatore

• funzionalità di baseMisura accurata della rigidità dielettrica, cioè della tensione di rottura (BDV), degli oli isolanti dei trasformatori o di altri mezzi isolanti liquidi.

• Principio del testIn condizioni di prova standardizzate, una tensione in corrente alternata (CA) a frequenza industriale, in continuo aumento, viene applicata a una coppia di elettrodi immersi in un campione d'olio fino a quando il campione d'olio non si infiamma nella fessura dell'elettrodo; a quel punto il valore della tensione viene registrato come tensione di rottura.

• scopo primarioValutare le proprietà di isolamento elettrico degli oli isolanti per determinare se si sono deteriorate a causa dell'umidità, delle impurità del particolato o dei gas.

• standard tecnologicoIl processo di analisi segue rigorosamente gli standard internazionali e nazionali, principalmente IEC 60156 e ASTM D1816 / ASTM D877, per garantire risultati validi e comparabili.

• valore applicatoCome parte fondamentale del monitoraggio delle condizioni del trasformatore e della manutenzione preventiva, il test regolare della tensione dell'olio isolante è la base per un funzionamento sicuro e affidabile del trasformatore.

I. Il ruolo di base dell'olio isolante e la necessità del test di resistenza alla tensione

Gli oli isolanti (solitamente minerali o sintetici) nei trasformatori di potenza svolgono una doppia missione critica:isolare和radiatore. Come mezzo isolante, riempie lo spazio tra gli avvolgimenti, il nucleo e l'involucro per evitare che si verifichino scariche elettriche all'interno. Come mezzo di raffreddamento, trasferisce il calore generato dagli avvolgimenti e dal nucleo al dissipatore di calore attraverso la circolazione per convezione.

La rigidità dielettrica degli oli isolanti è molto sensibile alle tracce di contaminanti:

• UmiditàL'umidità è il nemico numero uno delle prestazioni degli oli isolanti. L'acqua disciolta o in sospensione riduce drasticamente la tensione di ripartizione dell'olio.

• Particolato: particelle di metallo o di fibra provenienti da apparecchiature invecchiate, intrusioni esterne e formazione di “ponti conduttivi” in presenza di un campo elettrico, che riducono notevolmente la resistenza dell'isolamento.

• Gas discioltiI gas generati o l'aria miscelata durante il funzionamento possono liberarsi sotto un campo elettrico e innescare scariche parziali, portando infine a un guasto generale.

Pertanto, l'uso regolare di un tester di tensione di resistenza dell'olio isolante per rilevare la sua tensione di rottura è il mezzo più efficace per determinare direttamente e rapidamente se l'olio isolante è contaminato e se le sue prestazioni sono deteriorate.

II. Principio di funzionamento e procedura di test standardizzata

1. Principi operativi fondamentali.
Lo strumento genera una tensione alternata che viene aumentata dolcemente da zero a una velocità prestabilita (ad esempio, 2 kV/s) mediante un trasformatore step-up incorporato. Questa tensione viene applicata a una coppia di elettrodi in una coppa d'olio standard. All'aumentare della tensione, aumenta l'intensità del campo elettrico nella fessura dell'elettrodo. Quando l'intensità del campo elettrico raggiunge il limite del campione d'olio, le molecole d'olio vengono ionizzate, formando un canale conduttivo che genera istantaneamente una scarica ad arco, ovvero un “breakdown”. Il circuito di rilevamento delle sovracorrenti ad alta velocità all'interno dello strumento rileverà immediatamente la corrente di breakdown e interromperà istantaneamente l'uscita ad alta tensione; allo stesso tempo, bloccherà e registrerà il valore di picco della tensione prima che si verifichi il breakdown, che rappresenta il valore della tensione di breakdown della misura.

2. Processo di test standardizzato.
Per garantire l'accuratezza e la ripetibilità dei risultati dei test, i moderni tester di tensione sono solitamente dotati di un processo di test completamente automatizzato:

1. Campionamento e preparazioneProcurarsi un campione rappresentativo di olio dal trasformatore e preparare una coppa speciale pulita e asciutta per l'olio di prova.

2. Riempimento e sosta dell'olioIniettare lentamente il campione d'olio nella coppa dell'olio lungo la parete della coppa per evitare bolle d'aria e garantire che il campione d'olio sommerga completamente l'elettrodo. Successivamente, il campione d'olio viene lasciato riposare per 5-10 minuti secondo i requisiti standard (ad es. 5-10 minuti secondo la norma IEC 60156) per eliminare le piccole bolle d'aria generate durante il processo di riempimento dell'olio.

3. parametrizzazioneSelezionare lo standard di prova appropriato (ad esempio, IEC 60156) sullo strumento e lo strumento caricherà automaticamente i parametri preimpostati per quello standard, tra cui la velocità di spinta, il tempo di agitazione, il tempo di riposo, il numero di test, ecc.

4. test automaticoDopo l'avvio del test, lo strumento completerà automaticamente il ciclo “Agitazione - Permanenza - Pressurizzazione - Rottura - Registrazione - Scarico della pressione - Agitazione...”. ciclo. Normalmente vengono eseguiti 6 test di guasto consecutivi.

5. Elaborazione dei risultatiAl termine dei 6 test, lo strumento calcola automaticamente la media e la deviazione standard delle 6 tensioni di guasto e giudica se l'insieme dei dati è valido o meno in base ai criteri selezionati. Infine, i risultati dei test vengono visualizzati sullo schermo e possono essere stampati tramite la stampante integrata.

III. Componenti fondamentali e standard internazionali chiave

1. Componenti principali dello strumento.

• Sistemi di generazione e regolazione ad alta pressioneComposto da un trasformatore step-up di alta precisione e privo di distorsioni e da un regolatore di tensione, garantisce una forma d'onda standard della tensione di uscita e una velocità di step-up costante.

• Tazza standard per olio di prova con elettrodiLe coppe dell'olio sono solitamente realizzate in vetro o plexiglas altamente traslucido per facilitare la visualizzazione. La forma e le dimensioni degli elettrodi seguono standard rigorosi, generalmente elettrodi sferici (IEC 60156) ed elettrodi a forma di testa di fungo (ASTM D1816). La precisione dello spazio tra gli elettrodi (di solito 2,5 mm) è fondamentale per l'accuratezza del test.

• Sistemi di controllo e misurazione a microprocessoreIn quanto cervello dello strumento, è responsabile del controllo automatizzato dell'intero processo di test, della misurazione della tensione ad alta precisione, del rilevamento rapido dei guasti, nonché del calcolo, della memorizzazione e della stampa dei dati.

2. Confronto tra i principali standard internazionali.

Domande frequenti (FAQ)

1. Qual è la tensione di rottura dell'olio del trasformatore?
I criteri di conformità dipendono dalla classe di tensione del trasformatore e dalle relative norme di funzionamento e manutenzione. In genere, esistono chiari criteri di qualificazione per l'olio nuovo o per l'olio in funzione. Ad esempio, secondo gli standard cinesi, per i trasformatori da 220 kV in su, la tensione di rottura dell'olio in funzione non deve essere inferiore a 50 kV.

2. Perché è necessario condurre più test (ad esempio, sei) e fare una media?
Il processo di disgregazione del mezzo isolante presenta un certo grado di casualità e dispersione. I risultati di un singolo test possono essere soggetti al caso e non possono riflettere accuratamente il livello di isolamento complessivo dell'olio. Effettuando più misurazioni e calcolandone la media, è possibile eliminare gli errori casuali e ottenere un risultato più affidabile e statisticamente significativo per valutare con precisione la rigidità dielettrica dell'olio.

3. Il tester di pressione può misurare direttamente il contenuto di umidità (ppm) nell'olio?
Non può. Il tester di tensione di tenuta misura la tensione di rottura (in kV), che riflette l'effetto di tutti i contaminanti come umidità, particelle, ecc. sulle proprietà isolanti del materiale.Impatto globale. Può determinare qualitativamente se l'olio è umido o meno, ma non può misurare quantitativamente il contenuto specifico di umidità. Per misurare con precisione il contenuto di umidità in tracce nell'olio (in ppm), è necessario utilizzare uno strumento specializzato.Microidrometro Karl Fischer。

4. Cosa indica l'alta media ma l'alta dispersione (alta deviazione standard) dei risultati del test?
Ciò indica solitamente la presenza di contaminanti distribuiti in modo non uniforme nell'olio, come fibre in sospensione di grandi dimensioni o impurità particellari. Sebbene le proprietà isolanti della matrice dell'olio siano discrete (valori medi elevati), la presenza di queste impurità costituisce un punto debole dell'isolamento e rappresenta un rischio significativo per la sicurezza. Anche questa situazione richiede il trattamento dell'olio isolante.

5. Qual è la differenza tra i tester di tensione portatili e quelli da laboratorio?
Le principali differenze sono l'accuratezza, la complessità funzionale e l'adattabilità all'ambiente. Gli strumenti da laboratorio sono solitamente più precisi e versatili, ma sono più grandi. Gli strumenti portatili sono compatti, robusti, hanno batterie integrate, sono ottimizzati per l'uso sul campo e, sebbene possano essere leggermente meno precisi dei modelli da laboratorio in termini di accuratezza finale, sono pienamente in grado di soddisfare i requisiti dei test di manutenzione preventiva sul campo.