به طور خلاصه
ASTM D1816 یک روش تست استاندارد با عنوان "روش تست استاندارد برای ولتاژ شکست دی الکتریک روغن های عایق منشاء نفت با استفاده از الکترودهای VDE" است. هدف اصلی آن اندازه‌گیری قدرت شکست الکتریکی روغن‌های عایق است، به‌ویژه آنهایی که در تجهیزات الکتریکی ولتاژ بالا مانند ترانسفورماتورها، قطع کننده‌های مدار و کابل‌ها استفاده می‌شوند.
ویژگی کلیدی این روش استفاده از الکترودهای کروی{0}درپوش دار خاص (معروف به الکترودهای VDE) با شکاف بسیار کوچک و دقیق بین آنها (معمولاً 1 میلی متر یا 2 میلی متر) است. این تنظیمات تست را به وجود رطوبت، الیاف و سایر آلاینده ها بسیار حساس می کند.
جزئیات کلیدی و هدف
آنچه را اندازه گیری می کند: ولتاژ شکست دی الکتریک (DBV) یا قدرت دی الکتریک. این ولتاژی است که در آن روغن از نظر الکتریکی از کار می افتد و به جرقه (قوس) اجازه می دهد تا در شرایط کنترل شده بین دو الکترود بپرد. ولتاژ شکست بالاتر نشان دهنده کیفیت عایق و تمیزی بهتر است.
هدف اولیه: ارزیابی وجود عوامل آلوده کننده در روغن، مانند:
آب (حتی در مقادیر بسیار کم و محلول)
ذرات جامد (مانند الیاف سلولز از عایق کاغذ، گرد و غبار، لجن)
آلاینده های رسانا
این آلاینده ها به طور قابل توجهی ولتاژ شکست اندازه گیری شده را کاهش می دهند. بنابراین، D1816 یک ابزار نظارت و نگهداری-شرایط حیاتی است.
تفاوت "الکترود VDE": برخلاف الکترودهای دیسک تخت مورد استفاده در آزمایش مشابه ASTM D877 (روشی قدیمی تر و کمتر حساس)، الکترودهای VDE شکل کلاهک کروی و شکاف بسیار کوچکتری دارند. میدان الکتریکی بین آنها یکنواخت تر و تشدید شده است و این آزمایش را نسبت به رطوبت و ذرات حساس تر می کند. D1816 اکنون روش ارجح برای روغن های مورد استفاده در تجهیزات ولتاژ بالا است.
روش آزمایش معمولی (ساده شده)
آماده‌سازی نمونه: یک نمونه روغن از تجهیزات گرفته می‌شود تا اطمینان حاصل شود که در طول نمونه‌برداری نماینده و آلوده نیست. اغلب اجازه داده می شود تا به دمای اتاق برسد.
راه اندازی سلول: سلول آزمایش تمیز می شود و با نمونه روغن پر می شود. جفت الکترودهای VDE دقیقاً با هم فاصله دارند (1.0 میلی‌متر برای روغن‌های جدید معمول است، 2.0 میلی‌متر برای روغن‌های خدماتی).
کاربرد ولتاژ: یک ولتاژ AC به طور پیوسته در حال افزایش (با نرخ کنترل شده 500 V/s یا 3000 V/s، بسته به شکاف) در سراسر الکترودها اعمال می شود.
شکست: ولتاژی که در آن اولین قوس الکتریکی پایدار رخ می دهد به عنوان ولتاژ شکست ثبت می شود.
میانگین گیری: فرآیند پنج یا شش بار روی همان نمونه تکرار می شود (با هم زدن ملایم بین دوره ها برای توزیع مجدد ذرات). میانگین این نتایج به عنوان ولتاژ شکست دی الکتریک (بر حسب کیلوولت، کیلوولت) گزارش می شود.
تفسیر نتایج
High Breakdown Voltage (e.g., >50 کیلو ولت برای شکاف 1 میلی متری): روغن بسیار تمیز و خشک را نشان می دهد که برای سرویس ولتاژ بالا مناسب است.
ولتاژ شکست پایین (به عنوان مثال،<30 kV for a 1 mm gap): Signals contamination. The oil may need reconditioning (filtration, dehydration) or replacement.
روند بسیار مهم است: یک آزمون واحد ارزش محدودی دارد. شرکت‌ها و آزمایشگاه‌ها ولتاژ شکست را در طول زمان برای همان واحد ردیابی می‌کنند. کاهش مداوم یک علامت هشدار دهنده واضح از بدتر شدن وضعیت عایق است که باعث تحقیقات بیشتر می شود (مانند آزمایش رطوبت با ASTM D1533).
ارتباط با سایر استانداردها
ASTM D877: روشی قدیمی با استفاده از الکترودهای دیسکی. حساسیت کمتری دارد و اکنون عموماً فقط برای آزمایش میدانی یا تجهیزات ولتاژ پایین توصیه می‌شود. D1816 تا حد زیادی جایگزین آن برای دستگاه های حیاتی شده است.
IEC 60156: استاندارد معادل بین المللی (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک). ASTM D1816 و IEC 60156 از نظر فنی بسیار مشابه هستند و اغلب در مشخصات قابل تعویض هستند. هر دو از الکترودهای VDE با شکاف 2.5 میلی متری به عنوان یک گزینه استاندارد استفاده می کنند.
IEEE C57.106: راهنمای IEEE برای نگهداری و آزمایش روغن عایق اغلب به ASTM D1816 به عنوان روش آزمایش پذیرفته شده اشاره می کند.