Nguyên lý và quy trình chuẩn kiểm tra điện áp đánh thủng dầu cách điện

Thử nghiệm điện áp đánh thủng của dầu cách điện đề cập đến việc đặt điện áp xoay chiều tăng liên tục vào mẫu dầu cách điện trong các điều kiện thí nghiệm quy định. Khi hiệu suất cách điện giữa hai điện cực trong dầu bị hỏng (xảy ra sự cố và hình thành kênh hồ quang điện), giá trị điện áp thấp nhất đo được sẽ thu được, với đơn vị là kilovolt (kV). Nói một cách đơn giản, đây là một thử nghiệm để đo xem dầu cách điện có thể chịu được điện áp cao đến mức nào mà không bị "xâm nhập điện".
Mục đích và ý nghĩa của bài kiểm tra
Dầu cách điện (như dầu biến thế) đóng vai trò chính trong việc cách điện và làm mát các thiết bị điện (máy biến áp, máy biến áp, máy cắt). Điện áp đánh thủng của nó là một trong những chỉ số trực tiếp và quan trọng nhất để đánh giá độ tinh khiết và hiệu quả của hiệu suất cách điện.
Mục đích chính: Để phát hiện xem có chất gây ô nhiễm như nước, sợi, bụi, hạt kim loại, hợp chất cacbon, v.v. trong dầu hay không.
Tầm quan trọng: Các chất ô nhiễm này sẽ tự sắp xếp thành các “cầu dẫn điện” dưới tác động của điện trường, làm giảm đáng kể độ bền cách điện của dầu. Nếu điện áp đánh thủng của dầu quá thấp, nguy cơ phóng điện bên trong thiết bị khi quá điện áp hoặc điện áp làm việc bình thường sẽ tăng mạnh, có khả năng gây hư hỏng nghiêm trọng cho thiết bị, thậm chí dẫn đến cháy nổ, dẫn đến mất điện lớn.
Nguyên tắc và tiêu chuẩn kiểm tra
Trong cốc dầu thử nghiệm được tiêu chuẩn hóa, hai điện cực có hình dạng cụ thể-được nhúng vào mẫu dầu, duy trì một khoảng cách cố định (thường là 2,5 mm). Một điện áp không đổi (chẳng hạn như 2kV/s hoặc 3kV/s) được đặt ở tốc độ không đổi cho đến khi dòng điện tăng mạnh và xảy ra sự cố. Giá trị điện áp tại thời điểm đó được ghi lại, đó là điện áp đánh thủng cho thử nghiệm cụ thể đó.
Các tiêu chuẩn quốc gia/tiêu chuẩn quốc tế chính:
IEC 60156: "Xác định điện áp đánh thủng của chất lỏng cách điện theo tần số nguồn" (Tiêu chuẩn quốc tế)
ASTM D1816: Sử dụng điện cực nắp hình cầu, rất nhạy cảm với độ ẩm và tạp chất và được sử dụng rộng rãi.
GB/T 507: "Phương pháp thử điện áp đánh thủng của dầu cách điện" (Tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc).
ASTM D877: Sử dụng điện cực dạng đĩa. Phương pháp này tương đối cũ và chủ yếu được sử dụng để sàng lọc nhanh, với độ chính xác tương đối thấp.
Quy trình kiểm tra chi tiết (lấy IEC 60156/GB/T 507 làm ví dụ)
Lấy mẫu:
Mẫu được lấy từ van lấy mẫu ở đáy bằng dụng cụ chuyên dụng để tránh ô nhiễm bởi không khí hoặc hơi ẩm.
Sử dụng chai thủy tinh màu nâu sạch, khô hoặc ống tiêm đặc biệt.
Chuẩn bị mẫu:
Đổ từ từ mẫu dầu vào cốc dầu thử sạch để tránh tạo thành bọt khí.
Để yên trong 10 đến 15 phút để bọt khí trong dầu thoát ra ngoài.
Cài đặt thiết bị:
Đảm bảo cốc dầu và các điện cực (thường là vỏ hình cầu làm bằng đồng thau hoặc thép không gỉ) đã được làm sạch và sấy khô kỹ lưỡng theo đúng tiêu chuẩn.
Đặt khoảng cách điện cực thành 2,5mm.
Đặt tốc độ tăng điện áp thành 2 kV/s (hoặc giá trị được chỉ định tiêu chuẩn).
Thực hiện bài kiểm tra:
Khởi động máy kiểm tra tự động và điện áp sẽ tăng đều từ 0.
Khi khe hở dầu bị hỏng, thiết bị sẽ tự động cắt điện áp và ghi lại giá trị đếm tương ứng.
Sau lần phân hủy đầu tiên, khuấy nhẹ mẫu dầu bằng thiết bị trộn (để loại bỏ các hạt carbon và bong bóng do quá trình phân hủy tạo ra) và để yên trong 1-2 phút.
Lặp lại quá trình này trên cùng một mẫu dầu sáu lần.
Tính toán và báo cáo:
Loại bỏ giá trị đánh thủng đầu tiên (dưới dạng "điều hòa") và lấy giá trị trung bình số học của điện áp đánh thủng của 5 thử nghiệm sau làm giá trị báo cáo cuối cùng cho mẫu dầu này. (Lưu ý: Một số tiêu chuẩn yêu cầu tính điểm trung bình của cả 6 bài kiểm tra.)