关于绝缘油体积电阻率试验和 介质损耗因数试验的分析

在变压器油质量分析中,我国一直是用介质损
耗因数试验值来衡量变压器油的品质的,因其能有效地反映油的劣化和受污染程度。在国外,如美国、日本和法国,早在20世纪70年代和80年代,就在有关变压器油的标准中要求进行绝缘油体积电阻率的测量,将其测量值代替我国一直以来进行的绝缘油介质损耗因数测量。目前的许多进口变压器,厂家所提供的绝缘油电气测量参数仍为体积电阻率。我国在1986年开始实施的GB/T5654-1985《液体绝缘材料工频相对介电常数,介质损耗因数和体积电阻率的测量》中,才对体积电阻率的试验方法做出规定,而当时相应的标准中尚未对这一试验的指标提出明确的规定。
随着超高压、大容量变压器的不断发展,变压器的用油量在不断增加,随着经济的发展,供电设备经常以满负荷运行,要确保变压器油良好的绝缘性能,就要保证变压器油有良好的品质。随着超高压进口设备的日益增加,进口绝缘油的使用也不断增多。一些在日本、法国以及IEC标准中早有规定的,而我国只在近几年才开展的绝缘油试验项目,也从非国标项目正式纳入了国家标准。绝缘油的体积电阻率试验就是其中之一。
笔者根据近几年的绝缘油试验工作体会,就绝缘油的体积电阻率试验和介质损耗因数试验,谈谈与一些参考资料所持观点不同的看法。
1 介质损耗因数试验与体积电阻率试验的
异同
1.1 相同点
介质损耗因数和体积电阻率都是有效反映电力用油油质劣化程度的参数,正因为如此,它们才被许多国家作为判断油质老化或受污染程度的依据,并一直沿用至今。介质损耗因数试验和体积电阻率试验对试验条件的要求在许多方面都有一致的地方,比如,对仪器分辨率、电极杯材料和光滑度、加热元件及其控温精度等的要求都很高。目前,借助于国外设计技术而研发的、既能进行绝缘油介质损耗因数测量又可进行体积电阻率测量的一体化设备,正逐渐取代分体的、只能进行单项测量的设备。1.2 相异点
1.2.1 物理意义的差异
介质损耗因数tanδ反映的是,在交流回路中,由于油中内部电荷不平衡,导致与施加电压同相位的电阻性泄漏电流产生有功损耗。体积电阻率ρF反映的是,在直流电场下,油中电离杂质尤其是极性分子引起的损耗电流,即电导电流通过两极的能力。与介质损耗因数不同的是,体积电阻率反映的是直流电场下电导电流的大小,它的结果更多地反映了油中极性物质对油质的影响。1.2.2 影响检测结果的因素的差异
1.2.2.1 油品自身因素的影响
介质损耗因数与油的净化程度和老化程度密切相关,与油中所含水分的状态有关。实践中发现:水在油中呈游离水或乳化水状态时,对介质损耗因数造成的影响明显。

体积电阻率与油中的极性分子,即油本身的分子或杂质分子离解成离子形成的电导有关,与油自身的黏度有关,与油的离子传导损耗密切相关。另外,油中弥漫状态水分（
溶解水）的存在会明显地降低体积电阻率,但只有当溶解的水接近饱和程度时才会对体积电阻率有明显的影响。
1.2.2.2 试验条件的影响
影响介质损耗因数试验结果的外部因素有:

a）取样瓶的洁净度,如取样瓶是否曾接触不同类油品,取样瓶是否洁净等。
b）试验温度。绝缘油tanδ试验结果与试验温度的关系呈指数变化规律,老化油品受温度影响尤为明显。
c）施加的电压和试验频率。一般采用电场强度1000V/mm、频率50Hz的交流电进行试验。
影响体积电阻率试验结果的外部因素有:a）试验温度。如温度增加50%,则试验结果约减小到温度变化前的1/10。
b）试验电场强度。在其它条件相同的情况下,电场强度越大,则损耗电流越大。要求在电场强度为200～300V/mm时进行试验,通常的试验电场强度是250V/mm。
c）充电时间。施加试验电压后,由于介质的吸收,不同测量时间测得的电流值不同,因此得出的试验结果有差别。
2 实例分析
一直以来,鉴于介质损耗因数和体积电阻率都是用来反映电力用油油质劣化程度的,许多人认为:介质损耗因数小的油品,体积电阻率必定大,反之亦然,两者的变化是有规律可循的。
但从表1的实例可以看出:介质损耗因数值相近的油品,其体积电阻率值不一定很接近;同样地,体积电阻率相近的油品,其介质损耗因数值也会存在不小的差别。