测量带电倾向的油流方法和仪器

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：据报道,目前国内外研究人员测量油流带电倾向的方法有循环直接法、循环注入法、流下法和旋转圆盘法等。不少国家应用该装置测定油中带电倾向,并积累了一定的经验。在我国,东北电力科学研究院和东北电力学院都用这种装置进行带电倾向的测量和研究。

据报道,目前国内外研究人员测量油流带电倾向的方法有循环直接法、循环注入法、流下法和旋转圆盘法等。我国采用的方法如下:

(一) 循环注入法

东北电力科学研究院应用循环注入法的测量装置如图1-79所示。装置的静电发生器是一段包有皱纹纸和白布带的引线模型,使油在2mm 间隙中循环流过引线模型的表面。用循环泵使基准油以一定的温度和流速流过静电发生器,测量绝缘表面的对地泄漏电流与时间关系,当测量带电倾向时,用注射器注入几十毫升的被试油样,这时泄漏电流有一变化量,根据泄漏电流波形变化求出带电倾向。

例如,某500kV变电所C 相电抗器油带电倾向测量结果如图1-80所示。

图中A 点为基准油循环开始,B 点为被试油样注入开始,C 点为油样注入结束,根据B、C 两点间电流的变化量,计算出带电倾向。已知测试装置纵坐标灵敏度为0.34n A/cm,横坐标灵敏度为2.5s/cm,当温度为20℃,注入被试油样为70ml时,经计算带电倾向为

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图1-79　循环注入法测量装置

1—静电发生器;2—法拉第笼;3—绝缘法兰;4—循环管;5—循环泵;6—调速阀门;7—放油门;8—流量计;9—油箱;10—被试油样器;11—加热器;12—注射器;13—注油阀门;14—调控仪;15—静电计;16—记录仪

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该装置的特点是:

(1)可移动;

(2)可调节温度和流速;

(3)测带电倾向时可用较少的油样 (几十毫升);

(4)装置除了可测量带电倾向外,还可以用来测量不同油品流动电流与温度和流速的关系。

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图1-80　循环注入法测量泄漏电流与时间的关系曲线

该装置的不足是:

(1)装置所用的基准油量较多,约3000ml;

(2)因油与固体绝缘接触表面较小,所以得到的泄漏电流也较小。

(二) 流下法

流下法是一种非循环式的油流带电倾向测量法。其测量装置示意图如图1-81 所示。由图可见,它包括以下几个主要部分:

(1)油样容器。可用塑料或玻璃为材料制作,容积为200ml左右,其作用主要是存放油样,并使油样保持注入前的原始状态。

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图1-81　流下法测量带电倾向装置示意图

1—油样容器;2—电荷发生器;3—收集荷电油样容器;4—绝缘台;5—记录器;6—法拉第筒;7—进油口;8—进气口;9—温度计;10—加热器

(2)电荷发生器。即静电发生器,可用层压管或玻璃管内填满碎绝缘纸制成,内径为15mm 左右,其主要作用是使油样流过其中时分离电荷。试验证明,碎绝缘纸采用滤纸较好,它能产生较大的静电电流,使仪器测量灵敏度增加。

(3)收集荷电油样容器。可用铝板制作,其容积应与油样容器相适应,能将带电的油全部收集在其中,以备测量。

(4)测量仪表。主要是指微电流计,供测量收集荷电油样的容器对地的泄漏电流用,其最小灵敏度为0.05p A。

(5)记录器。用于记录时间特性。

(6)绝缘台。用聚四氟乙烯制作,其作用是将收集荷电油样的容器对屏蔽罩绝缘起来,以免电荷泄放。

(7)法拉第筒。用金属材料制作,其作用是屏蔽外界干扰。

由于该装置具有操作简单、油样少、有标准的纸过滤器和电荷分离效率较高等优点,所以目前在国外获得广泛的应用。不少国家应用该装置测定油中带电倾向,并积累了一定的经验。例如,西屋公司根据运行经验,将运行中的变压器油中带电倾向控制在800μC/m3之内,否则应更换和过滤油。德国TU 变压器厂根据该厂变压器多年运行经验,将运行中的变压器油中带电倾向控制在150μC/cm3以下。

在我国,东北电力科学研究院和东北电力学院都用这种装置进行带电倾向的测量和研究。

(三) 过滤式法

其原理与流下法相似,原电力部电力科学研究院采用的测量装置示意图如图1-82所示。它由压力供给、电荷发生器及测量等部分组成。

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