Tiêu chuẩn EN IEC 60156 Chất lỏng cách điện - Xác định điện áp đánh thủng ở tần số lưới điện - Phương pháp thử nghiệm

Tiêu chuẩn “EN IEC 60156 Chất lỏng cách điện - Xác định điện áp đánh thủng ở tần số điện lưới - Phương pháp thử nghiệm”, được phát triển bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế (IEC) và sau đó được công bố như một tiêu chuẩn châu Âu trong khuôn khổ nỗ lực hài hòa hóa, mô tả phương pháp xác định điện áp đánh thủng điện môi của chất lỏng cách điện ở tần số điện lưới. Quy trình thử nghiệm này được thực hiện trong một thiết bị chuyên dụng, trong đó mẫu dầu được tiếp xúc với điện trường xoay chiều tăng dần cho đến khi xảy ra sự phá vỡ.

^{Phương pháp được mô tả áp dụng cho tất cả các loại dung dịch cách điện có độ nhớt danh nghĩa lên đến 350 mm²} /s ở 40 độ C. Phương pháp này phù hợp cho cả việc kiểm tra nghiệm thu các dung dịch chưa sử dụng khi giao hàng và để xác định tình trạng của các mẫu lấy trong quá trình giám sát và bảo trì thiết bị.

Tiêu chuẩn EN IEC 60156 được yêu cầu để đánh giá hiệu suất cách điện của dầu biến áp và các chất lỏng cách điện khác được sử dụng trong máy biến áp điện, thiết bị đóng cắt, máy cắt mạch, cuộn cảm và thiết bị cao áp. Tiêu chuẩn này được các nhà sản xuất máy biến áp, các công ty điện lực, phòng thí nghiệm thử nghiệm và các tổ chức bảo trì áp dụng rộng rãi.

Mục đích chính của tiêu chuẩn EN IEC 60156 là xác định điện áp mà tại đó chất lỏng cách điện bị đánh thủng khi tiếp xúc với dòng điện xoay chiều (AC) tăng dần. Điện áp đánh thủng đo được cho biết tình trạng của chất lỏng cách điện và giúp xác định xem nó có phù hợp cho:

• Vận hành thử thiết bị điện mới.
• Kiểm soát chất lượng thường xuyên
• Bảo dưỡng phòng ngừa
• Giám sát trạng thái máy biến áp
• Xác minh quá trình lọc dầu
• Kiểm tra nghiệm thu dầu cách điện mới được cung cấp

Điện áp đánh thủng là một trong những chỉ số quan trọng về chất lượng cách điện. Chất lỏng cách điện thường ngăn dòng điện chạy qua giữa các dây dẫn mang điện. Khi điện áp tăng lên,

• Điện trường bên trong chất lỏng mạnh lên.
• Các chất gây ô nhiễm trở nên hoạt động điện.
• Các kênh phóng điện (dòng điện) siêu nhỏ được hình thành.
• Cuối cùng, một đường dẫn điện sẽ hình thành.
• Một tia lửa điện hình thành trong khe hở giữa các điện cực.

Điện áp mà tại đó hiện tượng này xảy ra được gọi là điện áp đánh thủng điện môi. Điện áp đánh thủng càng cao thì khả năng cách điện càng tốt.

Tiêu chuẩn EN IEC 60156 bao gồm các nội dung sau:

• Dầu biến áp khoáng
• Chất lỏng cách điện este tự nhiên
• Chất lỏng este tổng hợp
• chất lỏng bịt kín silicone
• Các chất lỏng cách điện khác được sử dụng trong thiết bị điện.

Tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho các trường hợp sau:

• Chất lỏng cách nhiệt mới
• Chất béo dự trữ
• Dầu được lấy từ các máy biến áp đang hoạt động.
• chất lỏng cách điện thiết bị đóng cắt
• Dầu máy cắt điện

Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích đánh giá toàn diện tình trạng dầu; thay vào đó, nó đánh giá độ bền điện môi như một đặc tính quan trọng. Thử nghiệm đo điện áp cần thiết để tạo ra sự đánh thủng điện giữa hai điện cực tiêu chuẩn được nhúng trong chất lỏng cách điện. Quy trình thử nghiệm tuân theo các bước sau:

• Đổ mẫu dầu vào một vật chứa sạch để thử nghiệm.
• Định vị các điện cực tiêu chuẩn trong một phạm vi xác định.
• Cấp điện áp xoay chiều ở tần số nguồn điện (thường là 50 hoặc 60 Hz).
• Tăng điện áp với tốc độ ổn định.
• Để ghi lại điện áp sự cố.
• Lặp lại bài kiểm tra vài lần.
• Tính toán điện áp đánh thủng trung bình.

Các thử nghiệm này yêu cầu một thiết bị kiểm tra sự đánh thủng điện môi bao gồm các thành phần sau:

• Máy biến áp cao áp
• Bộ điều chỉnh điện áp tự động
• Hệ thống đo điện áp
• Mạch phát hiện lỗi
• Thùng chứa thử nghiệm
• Bố trí điện cực tiêu chuẩn
• Nhân viên bảo vệ

Các thiết bị hiện đại tự động,

• Nó làm tăng điện áp.
• Nó phát hiện ra lỗi.
• Dừng bài kiểm tra
• Nó ghi lại giá trị.
• Nó thực hiện nhiều phép thử liên tiếp.

Thay vì chỉ dựa vào một sự cố hỏng hóc duy nhất, tiêu chuẩn này yêu cầu thực hiện nhiều phép đo liên tiếp trên cùng một mẫu. Giữa mỗi lần thử nghiệm,

• Khí hồ quang được phép phân tán.
• Dầu có thể được trộn đều hoặc để yên theo hướng dẫn.
• Tình trạng điện cực được kiểm tra.

Giá trị được báo cáo cuối cùng thường là giá trị trung bình cộng của các điện áp đánh thủng.

Một số yếu tố có thể làm giảm đáng kể độ bền điện môi:

• Độ ẩm: Nước là nguyên nhân phổ biến nhất gây giảm điện áp đánh thủng. Ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể làm giảm đáng kể hiệu suất cách điện.
• Ô nhiễm chất rắn: Ví dụ,
  • Sợi giấy
  • Toz
  • Các hạt kim loại
  • Cặn cacbon

Các hạt này làm tăng cường điện trường cục bộ và thúc đẩy sự hư hỏng sớm.

• Bọt khí: Không khí bị mắc kẹt tạo ra sự tập trung cục bộ của điện trường, có thể gây ra hiện tượng phóng điện ở điện áp thấp hơn.
• Quá trình lão hóa mỡ: Mỡ bị lão hóa có thể bao gồm các trường hợp sau:
  • Sản phẩm oxy hóa
  • Bùn
  • axit
  • Sản phẩm phụ của quá trình phân hủy

Các chất gây ô nhiễm này làm giảm hiệu suất điện môi.

• Tình trạng điện cực: Điện cực được đánh bóng kém hoặc bị nhiễm bẩn có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả. Do đó, điện cực cần được làm sạch và kiểm tra cẩn thận.

Việc lấy mẫu mỡ chính xác là vô cùng quan trọng. Lấy mẫu không chính xác có thể dẫn đến:

• Cũng không
• Toz
• bong bóng khí
• Sự ô nhiễm

Điều này dẫn đến điện áp đánh thủng thấp một cách giả tạo. Tiêu chuẩn IEC 60475 được tham khảo rộng rãi để có quy trình lấy mẫu chính xác.

Tiêu chuẩn EN IEC 60156 được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Máy biến áp
• Máy biến áp phân phối
• Máy biến áp đo
• Thiết bị đóng cắt chứa dầu
• sứ cách điện cao áp
• Bộ ngắt mạch
• Lò phản ứng
• tụ
• Chương trình bảo trì lưới điện
• Sản xuất dầu biến áp
• Nhà máy tái chế dầu

Tiêu chuẩn EN IEC 60156 thường được sử dụng, thường kết hợp với các tiêu chuẩn dầu cách điện bổ sung, bao gồm:

• Tiêu chuẩn IEC 60422 Dầu cách điện khoáng dùng trong thiết bị điện - Hướng dẫn kiểm tra và bảo trì.
• Tiêu chuẩn IEC 60475 Phương pháp lấy mẫu chất lỏng cách điện.
• Tiêu chuẩn IEC 60296 Chất lỏng dùng trong các ứng dụng kỹ thuật điện - Dầu cách điện khoáng cho thiết bị điện.
• Tiêu chuẩn IEC 61125 Chất lỏng cách điện - Phương pháp thử nghiệm độ ổn định oxy hóa - Phương pháp thử nghiệm để đánh giá độ ổn định oxy hóa của chất lỏng cách điện ở trạng thái ban đầu.
• Tiêu chuẩn IEC 62021 Chất lỏng cách điện - Xác định độ axit
• Tiêu chuẩn IEC 60814 Chất lỏng cách điện - Giấy tẩm dầu và bìa cứng ép - Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp chuẩn độ Karl Fischer điện hóa tự động.

Nhìn chung, các tiêu chuẩn này cung cấp một đánh giá toàn diện về chất lượng dung dịch cách điện.

Tiêu chuẩn EN IEC 60156 được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Sản xuất điện
• Các công ty truyền tải
• Mạng lưới phân phối
• Sản xuất máy biến áp
• Các công ty bảo trì điện
• Phòng thí nghiệm điện áp cao
• phòng thí nghiệm kiểm tra dầu
• Cơ sở năng lượng tái tạo
• Hệ thống điện công nghiệp

Hỏng cách điện là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố cho máy biến áp và thiết bị cao áp. Việc đo điện áp đánh thủng điện môi giúp xác định độ ẩm, ô nhiễm và sự xuống cấp của dầu trước khi chúng dẫn đến hỏng cách điện, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí bảo trì. Việc kiểm tra định kỳ theo tiêu chuẩn EN IEC 60156 hỗ trợ bảo trì dự đoán và nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn EN IEC 60156.