Testador de tensão de resistência do óleo do transformador

Análise da tecnologia do testador de resistência dielétrica do óleo do transformador

• funcionalidade principalMedição precisa da força dielétrica, ou seja, da tensão de ruptura (BDV), de óleos isolantes de transformadores ou de outros meios líquidos isolantes.

• Princípio do testeTensão de ruptura: Sob condições de teste padronizadas, uma tensão de corrente alternada (CA) de frequência industrial continuamente crescente é aplicada a um par de eletrodos imersos em uma amostra de óleo até que a amostra de óleo se arqueie na abertura do eletrodo, momento em que o valor da tensão é registrado como a tensão de ruptura.

• objetivo principalAvaliação das propriedades de isolamento elétrico de óleos isolantes para determinar se eles se deterioraram devido à umidade, impurezas particuladas ou gases.

• padrão de tecnologiaO processo de teste segue rigorosamente as normas internacionais e nacionais, principalmente a IEC 60156 e a ASTM D1816 / ASTM D877, para garantir resultados comparáveis e válidos.

• valor aplicadoComo parte fundamental do monitoramento das condições do transformador e da manutenção preventiva, o teste regular de tensão do óleo isolante é a base para a operação segura e confiável do transformador.

I. A função básica do óleo isolante e a necessidade do teste de resistência à tensão

Os óleos isolantes (geralmente minerais ou sintéticos) em transformadores de potência cumprem uma dupla missão crítica:isolar和radiador. Como meio isolante, ele preenche o espaço entre os enrolamentos, o núcleo e a caixa para evitar a ocorrência de descargas elétricas em seu interior. Como meio de resfriamento, ele transfere o calor gerado pelos enrolamentos e pelo núcleo para o dissipador de calor por meio da circulação por convecção.

A resistência dielétrica dos óleos isolantes é altamente suscetível a traços de contaminantes:

• Umidadeumidade é o inimigo número um do desempenho do óleo isolante. A água dissolvida ou em suspensão reduz drasticamente a tensão de ruptura do óleo.

• Material particuladoIsolamento: partículas de metal ou fibra provenientes de equipamentos antigos, intrusão externa e formação de “pontes condutoras” na presença de um campo elétrico, o que reduz significativamente a resistência do isolamento.

• Gases dissolvidosGases: Os gases gerados ou o ar misturado durante a operação podem se liberar sob um campo elétrico e iniciar descargas parciais, levando eventualmente a uma pane geral.

Portanto, o uso regular de um testador de tensão suportável de óleo isolante para detectar sua tensão de ruptura é o meio mais eficaz de determinar direta e rapidamente se o óleo isolante está contaminado e se seu desempenho está deteriorado.

II. princípio de operação e procedimento de teste padronizado

1. princípios operacionais básicos.
O instrumento gera uma tensão CA que é suavemente aumentada a partir de zero em uma taxa predefinida (por exemplo, 2 kV/s) por meio de um transformador elevador integrado. Essa tensão é aplicada a um par de eletrodos em um copo de óleo padrão. À medida que a tensão aumenta, a intensidade do campo elétrico na lacuna do eletrodo aumenta. Quando a intensidade do campo elétrico atinge o limite da amostra de óleo, as moléculas de óleo são ionizadas, formando um canal condutor que gera instantaneamente uma descarga de arco, ou seja, uma “quebra”. O circuito de detecção de sobrecorrente de alta velocidade dentro do instrumento detectará imediatamente a corrente de ruptura e cortará instantaneamente a saída de alta tensão e, ao mesmo tempo, bloqueará e registrará o valor de pico da tensão antes da ocorrência da ruptura, que é o valor da tensão de ruptura da medição.

2. processo de teste padronizado.
Para garantir a precisão e a repetibilidade dos resultados dos testes, os testadores de tensão modernos geralmente têm um processo de teste totalmente automatizado:

1. Amostragem e preparaçãoObtenha uma amostra representativa de óleo do transformador e prepare um copo de óleo de teste especial limpo e seco.

2. Enchimento de óleo e esperaInjeção de óleo: Injete a amostra de óleo lentamente no copo de óleo ao longo da parede do copo para evitar bolhas de ar e garantir que a amostra de óleo submerja completamente o eletrodo. Em seguida, a amostra de óleo deve permanecer em repouso por 5 a 10 minutos, de acordo com os requisitos padrão (por exemplo, 5 a 10 minutos de acordo com a norma IEC 60156), para eliminar pequenas bolhas de ar geradas durante o processo de enchimento de óleo.

3. parametrizaçãoSelecione o padrão de teste apropriado (por exemplo, IEC 60156) no instrumento, e o instrumento carregará automaticamente os parâmetros predefinidos para esse padrão, incluindo a taxa de impulso, o tempo de agitação, o tempo de repouso, o número de testes etc.

4. teste automáticoDepois de iniciar o teste, o instrumento concluirá automaticamente o ciclo de “Agitação - Permanência - Pressurização - Quebra - Registro - Alívio de pressão - Agitação...”. ciclo. Normalmente, são realizados 6 testes de parada consecutivos.

5. Processamento de resultadosTeste de tensão de ruptura: Após a conclusão de 6 testes, o instrumento calculará automaticamente a média e o desvio padrão da tensão de ruptura dos 6 testes e avaliará se o conjunto de dados é válido ou não de acordo com os critérios selecionados. Por fim, os resultados do teste são exibidos na tela e podem ser impressos por meio da impressora integrada.

III Componentes principais e principais padrões internacionais

1. componentes principais do instrumento.

• Sistemas de geração e regulação de alta pressãoRegulador de tensão: Composto por um transformador elevador de alta precisão e sem distorção e um regulador de tensão, ele garante que a forma de onda da tensão de saída seja padrão e que a taxa de aumento seja constante.

• Copo de óleo de teste padrão com eletrodosCopos de óleo: Os copos de óleo geralmente são feitos de vidro altamente translúcido ou Plexiglas para facilitar a visualização. A forma e o tamanho dos eletrodos seguem padrões rigorosos, geralmente eletrodos esféricos (IEC 60156) e eletrodos em forma de cabeça de cogumelo (ASTM D1816). A precisão da lacuna do eletrodo (geralmente 2,5 mm) é fundamental para a precisão do teste.

• Sistemas de controle e medição por microprocessadorComo o cérebro do instrumento, ele é responsável pelo controle automatizado de todo o processo de teste, pela medição de tensão de alta precisão, pela detecção rápida de falhas, bem como pelo cálculo, armazenamento e impressão de dados.

2) Comparação dos principais padrões internacionais.

Perguntas frequentes (FAQ)

1. qual é a tensão de ruptura do óleo do transformador?
Os critérios de conformidade dependem da classe de tensão do transformador e das normas de operação e manutenção relevantes. Normalmente, há critérios claros de qualificação para óleo novo ou óleo em operação. Por exemplo, de acordo com as normas chinesas, para transformadores de 220 kV ou mais, a tensão de ruptura do óleo em operação não deve ser inferior a 50 kV.

2) Por que é necessário realizar vários testes (por exemplo, seis) e fazer uma média?
O processo de decomposição do meio isolante tem um certo grau de aleatoriedade e dispersão. Os resultados de um único teste podem estar sujeitos ao acaso e não podem refletir com precisão o nível geral de isolamento do óleo. Ao fazer várias medições e calcular a média delas, os erros aleatórios podem ser eliminados e um resultado mais confiável e estatisticamente significativo pode ser obtido para avaliar com precisão a resistência dielétrica do óleo.

3) O testador de pressão pode medir diretamente o teor de umidade (ppm) no óleo?
Não pode. O testador de tensão suportável mede a tensão de ruptura (em kV), que reflete o efeito de todos os contaminantes, como umidade, partículas etc., sobre as propriedades de isolamento do material.Impacto abrangente. Ele pode determinar qualitativamente se o óleo está úmido ou não, mas não pode medir quantitativamente o conteúdo específico de umidade. Para medir com precisão o teor de traços de umidade no óleo (em ppm), é necessário usar um equipamento especializadoMicro-hidrômetro Karl Fischer。

4) O que é indicado pela alta média, mas alta dispersão (alto desvio padrão) dos resultados do teste?
Isso geralmente indica a presença de contaminantes distribuídos de forma desigual no óleo, como fibras suspensas individualmente grandes ou impurezas particuladas. Embora as propriedades isolantes da matriz do óleo sejam razoáveis (valores médios altos), a presença dessas impurezas constitui um ponto fraco no isolamento e apresenta um risco significativo à segurança. Essa situação também exige o tratamento do óleo isolante.

5) Qual é a diferença entre os testadores de tensão portáteis e de laboratório?
As principais diferenças são a precisão, a complexidade funcional e a adaptabilidade ambiental. Os instrumentos de laboratório geralmente são mais precisos e versáteis, mas são maiores. Os instrumentos portáteis são compactos, robustos, têm baterias integradas, são otimizados para uso em campo e, embora possam ser um pouco menos precisos do que os modelos de laboratório em termos de precisão final, são totalmente capazes de atender aos requisitos dos testes de manutenção preventiva em campo.