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如何测试绝缘油在电场和电离作用下,放出或吸收气体倾向性呢?

发布时间:2021-08-30      点击次数:80

1 主题内容与适用范围

本标准规定了测定绝缘油在受到强度足以引起在油、气交界处放电的电场(或电离)作用下,放出或吸收气体倾向的方法。

本标准适用于电缆油、电容器油和变压器油(矿物油或合成油)。

注意:本标准使用了高压电、氢气和溶剂。应按有关规定注意安全。

2 引用标准

GB 1220不锈钢棒

3 方法概要

绝缘油在受到其强度足以引起在油、气交界中放电的电场(或电离)作用下,油本身表现出吸收或放出气体的能力。

本标准是用高纯氢气饱和后,油及油面上的氢气层在电压为10kV、频率为50Hz、油温为80C、电极间隙为3mm和持续60min的条件下,由于受到径向电场的作用,油、氢气交界面因放电反应而导致油本身吸收或放出气体。其析气倾向以单位时间内试样吸收或放出气体的体积表示。

4 仪器与材料

4.1仪器

4.1.1析气仪(见图1):

4.1.1.1析气池 (见图2);由硬质硼硅玻璃制成,析气池受电场作用的部分是-一个内径为16+0.2mm,外径为18土+0. 2mm的薄壁玻璃管制成。析气池的外部涂有耐溶剂的银漆作为外电极(接地),并带有一接地铜导线,在外电极上开有一条垂直缝,以便观察油面的反应情况。

4.1.1.2空心高压电极: 由符合GB 1220中钢号为0Cr18Ni9的不锈钢棒加工而成,表面抛光。电极外径为10土0. 1mm (尺寸见图2)。电极内插人一根外径为2mm、内径为1mm的不锈钢毛细管作为氢气的通道。用中心开孔、并精密加工的24/29锥形檠四氟乙烯塞子支撑电极,使其对准析气池的中心。在电极顶部的氢气导入管口上装有一个金属三通旋塞。

注:在80下反复使用之后,锥形豪四氟乙烯塞子可能变形。造成密封不严。所以使用前应进行检。

4.1.1.3量气管 (见图1):由一根外径为7m。分度值为0.02mL的硼硅玻璃U形管,以14/25锥形玻璃磨口接头与析气池连接。另有一个两通塞和三个玻璃球泡。

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4.1.2加热装 置:装有恒温控制器的玻璃浴缸,内装硅油或透明的绝缘油,并装有搅拌装置以保持油浴温

度的均匀性。油浴中装有一支架,用以固定析气池和量气管。

4.1.3高压发生器:能使试验电压控制在10kV土2%,并且试验电压的峰值系数(峰值与平均有效值之比)同正弦波峰值系数之差不得大于士5%的升压变压器、电压互感器或其他升压设备均可使用。

4.1.4透明安全护罩:防止操作人员接触带有高压电的设备和部件。

4.1.5温度计:能测量温度为80+0.5C、分度值为0. IC的任何- -种温度计。

4.1.6注射器:容积为5或10mL、分度值为0.1mL的医用玻璃注射器。

4.2材料

a.真空硅脂。

b.高纯氢气。

5试剂

a. 邻苯二甲酸二丁酯:化学纯。

b.甲苯:化学纯或1, 1, 1 -三氯乙烷:工业级。

c.正庚烷:分析纯。

6准备工作

6.1首先用甲 苯或三氯乙烷,然后用正庚烷,分别清洗析气池、连接管、量气管、内电极和.注射器。如上次试验在析气池中留有污垢或蜡析气池空心离压电极状物,则应在析气池中注人甲苯或三氯乙烷用硬尼龙刷轻轻地刷洗,然后用正庚烷冲洗干净。最后将上述清洗过的部件再用清洁、干燥的压缩空气吹洗。驱赶尽残余溶剂。

6.2空心商压电极用甲苯或三氯乙烷清洗、吹于后,表面应该用软质绸布抛光。

6.3在析气池和量气管的接头处涂-薄层真空硅脂。小心不要让真空硅脂进人析气池内,再将析气池与量气管组装起来,放于固定支架上,但不要将电极插人析气池中。

6.4往量气管中注人约一半 刻度的邻苯二甲酸二丁酯。

注:对于吸气或放气量较大的试样。应调整装人的邻苯二甲酸二T酯的高度。若放气性较大的试样,则装人量应低于一半的刻度:若吸气性较大的试样,则装入量可高于一半的刻度。

6.5检查油浴温度, 应保持在80+0.5C (有时也用60+0.5C,不论哪种情况下,都应在10.3中报告试验温度)。

7试验步骤

7.1用注射器吸取经干燥滤纸过滤的试样5土0.1mL,并立即将试样注入析气池内。

7.2在支撑内电极的锥形聚四氟乙烯塞子表面涂上薄薄的一层试样,然后插人析气池中.使电极的球形顶端和圆柱体表面距离析气池的底部和内壁均为3mme

7.3 将外电极接地,连接氢气导人管,并将出气口直接或经过通风柜导出室外。

7.4关闭量 气管上部的旁通塞子1,打开针形阀7,以12L/h的稳定流量通入氢气饱和。在试样中鼓泡10min。然后打开旁通塞1,让氢气继续在试样中鼓泡5min。总共通人15min氢气后,先关闭针形阀7,然后立刻关闭旁通塞1,使量气管两边液面平衡在同一水平面。

7.5连接高压引线到内电极上。

7.6将透明的安全护罩放到规定位置, 核对浴温后,记下量气管液面的起始毫升数。

7.7接通高压电源, 并调节到电压为10kV,同时启动秒表,记录此时的电压、温度及量气管液面的毫升数。透过外电极上的垂直观察缝来监视析气池内的反应情况,若油、气面交界处呈现沸腾状态,即属于正常现象。

7.8通电10min,记录试验电压、温度及量气管液面的毫升数(B1); 再继续通电50min,记录试验电压、温度及量气管液面的毫升数(Bo)。切断高压电源及加热电源。

8计算

试样的析气倾向G (μL /min), 按下式计算:

G = (B6o- B10)x 103/50

式中: B10------- 通 电10min时记录的量气管液面毫升数,mL;

B60- - ------ 通电60min时记录的量气管液面毫升数,mL;

50------计算析气倾向 所用的试验时间,min。

注:如果G为正值,表示放出气体。G为负值,表示吸收气体。

9精密度

按下述规定判断试验结果的可靠性(95% 置信水平)。

重复性:同一操作者重复测定两个结果之间的差数,不应大于下式所得的值:0.3 + 0.26G

其中G为两次测定结果的算术平均值。

10报告

a.析气倾向G (μL /min),取两次测定结果的算术平均值。

b.试验电压(kV)。

c.试验温度(℃)。

d.试验持续时间(min)。

e.所用的饱和气体。

 

 

附加说明:

本标准由石油化工科学研究院技术归口。

本标准由能源部西安热工研究所负责起草。

本标准主要起草人孙坚明、陶世春。

本标准参照采用美国试验与材料协会标准ASTMD 2300- -1981 《在电场和电离下绝缘油、析气性测定法》中B法。


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