張?境

鄂爾多斯電業(yè)局

關(guān)于變壓器油化驗(yàn)技術(shù)分析及影響探究

張?境

鄂爾多斯電業(yè)局

隨著時(shí)代的不斷演變，我國(guó)電力事業(yè)已步入嶄新的階段，處于持續(xù)發(fā)展中，供電設(shè)施日漸增多，變壓器的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。而變壓器技術(shù)的高效應(yīng)用和供電設(shè)備的運(yùn)行狀況緊密相連，必須定期做好變壓器的維護(hù)、檢修、巡查等各個(gè)方面的工作。就變壓器而言，一旦發(fā)生故障問(wèn)題，就會(huì)產(chǎn)生較大的影響，根據(jù)實(shí)際情況，全方位分析各種影響因素，準(zhǔn)確化驗(yàn)變壓器油性能是非常必要的，能夠準(zhǔn)確而客觀地反映出變壓器的運(yùn)行情況，客觀地折射出運(yùn)行過(guò)程中存在的安全隱患，具有較好的警示作用。為此，需要全面而客觀地分析變壓器油化驗(yàn)技術(shù)、油性能變化對(duì)變壓器造成的各種影響，做好變壓器的日常以及定期養(yǎng)護(hù)工作，使其處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。

變壓器；油化驗(yàn)技術(shù)；影響

1 變壓器油的作用

變壓器油本身是從石油中所分離出來(lái)的一種物質(zhì)，目前主要被用于變壓器、互感器、油開(kāi)關(guān)等這類(lèi)充油的電器設(shè)備中。目前我國(guó)對(duì)于這一物質(zhì)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以油凝固點(diǎn)的高低來(lái)對(duì)油牌號(hào)進(jìn)行確定。不同牌號(hào)的變壓器油其的基礎(chǔ)生產(chǎn)原料是不相同的。

就變壓器而言，屬于石油的分餾產(chǎn)物。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，變壓器油發(fā)揮著多樣化的作用。首先，散熱冷卻作用。在變壓器帶電運(yùn)行中，有電流會(huì)通過(guò)線圈，線圈中的“銅耗”“鐵心損耗”都會(huì)以發(fā)熱的形式呈現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致大量熱量聚集，溫度持續(xù)上升。如果不及時(shí)散熱，線圈內(nèi)部的溫度會(huì)不斷上升，一旦超過(guò)規(guī)定的數(shù)值，線圈、鐵心之間的固體絕緣材料將會(huì)受到嚴(yán)重的損害，出現(xiàn)短路擊穿現(xiàn)象，損壞變壓器。就變壓器油而言，具有較大的比熱、較低的運(yùn)動(dòng)黏度、較好的傳熱性能，只需要充油設(shè)備具有較好的熱循環(huán)回路，就會(huì)起到很好的冷卻散熱效果。在變壓器油作用下，變壓器的冷卻效率會(huì)得到極大地提升，及時(shí)降低線圈中大量聚集的熱量；其次，絕緣作用。就變壓器而言，其中的絕緣介質(zhì)必須承受不同類(lèi)型電壓的作用，比如，雷電沖擊電壓。就變壓器油而言，屬于碳?xì)浠衔?，環(huán)烷基變壓器油的應(yīng)用非常廣泛，主要是因?yàn)樗哂休^高的絕緣強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣絕緣強(qiáng)度。為此，在運(yùn)行過(guò)程中，如果線圈、油箱之間出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，主要是因?yàn)樽儔浩饔兔嫣?，?dǎo)致其不具備較強(qiáng)的絕緣性能。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，必須保證線圈之間有足夠的變壓器油，提高變壓器整體的絕緣強(qiáng)度，會(huì)大大降低變壓器運(yùn)行中被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)；最后，保護(hù)作用。就變壓器油而言，不會(huì)因?yàn)槭艿娇諝狻⑺值那治g而迅速變質(zhì)，能夠保護(hù)其中的各種組件，比如鐵心、線圈，使其和空氣、水分隔離，避免受潮或者被銹蝕。

2 變壓器油簡(jiǎn)化試驗(yàn)

2.1 機(jī)械雜質(zhì)、水分、游離炭

在試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)變壓器油中存在不同類(lèi)型的機(jī)械雜質(zhì)，比如不同類(lèi)型的纖維、無(wú)法溶解的油泥。一旦變壓器的油道被它們堵塞或者在線圈周?chē)罅烤奂?，就?huì)導(dǎo)致變壓器線圈的局部溫度持續(xù)上升，其熱量超過(guò)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，甚至燒壞變壓器。同時(shí)在試驗(yàn)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)變壓器油中存在大量的游離炭，必須根據(jù)其實(shí)際情況，采取適宜的對(duì)策加以處理，有效防止變壓器發(fā)生放電故障，能夠處于安全、穩(wěn)定運(yùn)行中。此外，在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，變壓器油中不能含有大量的水，這樣會(huì)縮短絕緣材料的使用壽命，機(jī)械設(shè)備也會(huì)存在安全隱患，主要是因?yàn)槿绻嬖诖罅康乃?，絕緣材料性能會(huì)不斷降低，不斷加快其老化速度，進(jìn)而縮短變壓器的使用壽命，經(jīng)常出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，影響其正常運(yùn)行。

2.2 閃點(diǎn)、酸值、pH值、耐壓

在對(duì)變壓器閃點(diǎn)試驗(yàn)的過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確判斷出變壓器油中是否存在易燃的氣體，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的各種故障問(wèn)題，提高處理故障的效率，使其能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)閃點(diǎn)，就可以知道產(chǎn)生閃點(diǎn)的原因，是因?yàn)樵谶\(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備產(chǎn)生大量熱量，發(fā)生電弧放電現(xiàn)象，造成絕緣油裂解，出現(xiàn)閃點(diǎn)。由于變壓器油具有較好的絕緣作用，是確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的首要前提，加上具備較好的耐壓性能，有效防止擊穿電壓出現(xiàn)異常情況。就pH值而言，在變壓器運(yùn)行中，變壓球油會(huì)出現(xiàn)很多酸性物質(zhì)，比如甲酸導(dǎo)致油內(nèi)的含水量不斷增加，絕緣材料等受到水分侵蝕，不具備較強(qiáng)的絕緣性能，大大縮短使用時(shí)間。此外，就酸值而言，變壓器油具有較高的酸值，會(huì)在一定程度上增大油的導(dǎo)電性，降低絕緣性能，一旦溫度大于80℃，會(huì)大大加快絕緣材料的老化速度，受到嚴(yán)重的侵蝕，縮短使用壽命，增加設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本。

2.3 介損

變壓器油的主要作用就是“絕緣”，借以保護(hù)變壓器繞組不被擊穿。

變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值是判斷變壓器油絕緣狀態(tài)的重要參數(shù)之一。當(dāng)絕緣有缺陷時(shí)，油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值就有變化(有的上升、有的下降)。例如：變壓器油進(jìn)水受潮、局部放電等缺陷，都會(huì)使油介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ值發(fā)生變化，就說(shuō)明變壓器油的絕緣性能降低了，因此現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行變壓器油介損試驗(yàn)時(shí)，要求tgδ值不應(yīng)有明顯的增加和下降，即要求tgδ值在歷次試驗(yàn)中不應(yīng)有明顯的變化。

進(jìn)行變壓器油介損試驗(yàn)，也是預(yù)防性試驗(yàn)，其目的就是監(jiān)視電壓器油的絕緣性能，以確保變壓器的安全運(yùn)行。

3 如何鑒別變壓器油優(yōu)劣及危害

變壓器油質(zhì)量的好壞，對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行有著直接的影響作用。目前其主要會(huì)對(duì)供電設(shè)備造成以下三方面的損害；一是降低了絕緣性、進(jìn)而對(duì)固體絕緣材料造成腐蝕，導(dǎo)致變壓器油的進(jìn)一步劣化；二是在降低絕緣性的同時(shí)還將影響散熱能力，從而影響了變壓器的正?；\(yùn)行；三是導(dǎo)致水分的增多，進(jìn)而對(duì)絕緣性帶來(lái)負(fù)面的影響作用。正是由于這些情況的存在，在使用變壓器油時(shí)應(yīng)從顏色、透明度情況進(jìn)行判斷，必要時(shí)可進(jìn)行化驗(yàn)分析。

4 變壓器油性能變化對(duì)變壓器的影響

4.1 物理性能變化

一般來(lái)說(shuō)，新變壓器油顏色呈淡黃色，?設(shè)備運(yùn)行時(shí)間逐漸增長(zhǎng)，?油的顏色會(huì)隨之加深，?逐漸產(chǎn)生氧化物或雜質(zhì)，?導(dǎo)致油不斷變成劣化油，?影響變壓器運(yùn)行的安全。一旦成為劣化油，易于溶解的劣化產(chǎn)物等會(huì)存在不同程度的危害，易于溶解的劣化產(chǎn)物會(huì)腐蝕金屬設(shè)備，進(jìn)一步降低變壓器油的質(zhì)量。而不易溶解于油中的劣化產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致變壓器的散熱管內(nèi)、線圈等中出現(xiàn)大量的油泥，變壓器油無(wú)法處于正常循環(huán)流動(dòng)中，絕緣性能也不好，經(jīng)常出現(xiàn)閃絡(luò)，影響設(shè)備正常運(yùn)行。變壓器油的黏度不能超過(guò)1.8恩氏，才能說(shuō)明是優(yōu)質(zhì)油。但隨著運(yùn)行時(shí)間不斷增加，油質(zhì)會(huì)逐漸劣化，變壓器油也會(huì)逐漸變得

黏稠，影響其散熱效果，還會(huì)在一定程度上縮短變壓器的使用壽命。此外，變壓器的表面張力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。35mN/m是變壓器油的表面張力標(biāo)準(zhǔn)，在持續(xù)不斷運(yùn)行中，變壓器會(huì)日趨劣化。如果發(fā)現(xiàn)變壓器油的表面張力在19mN/m以下，含有各種氧化物或其他雜質(zhì)，?嚴(yán)重威脅設(shè)備的運(yùn)行安全。

4.2 化學(xué)性能變化

就酸價(jià)而言，它是有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸的總稱(chēng)，隨著變壓器設(shè)備運(yùn)行時(shí)間不斷增加，設(shè)備也會(huì)受到酸價(jià)更大的影響，一旦超過(guò)0.1，為了避免發(fā)生事故，需要立即停止設(shè)備。當(dāng)然，隨著變壓器油的pH數(shù)值不斷變大，變壓器油也會(huì)具備更高的純度。但隨著使用時(shí)間不斷增加，pH數(shù)值會(huì)逐漸減少，如果不在0.4以上，就說(shuō)明變壓器油中含有大量的雜質(zhì)、油泥等，其中的金屬設(shè)備極易被腐蝕，絕緣性能也會(huì)逐漸降低，而變壓器油的導(dǎo)電性能卻會(huì)進(jìn)一步提高，存在較大的安全隱患。

4.3 電氣性能變化

電氣性能的變化主要包括介質(zhì)的損失和擊穿電壓兩種情況。介質(zhì)損失在新變壓器油中，其損失度低于0.01，但隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，各種雜質(zhì)化合物的增加，介質(zhì)損失會(huì)越來(lái)越大。經(jīng)常出現(xiàn)的情況是，變壓器油中的水分含量超過(guò)萬(wàn)分之二的時(shí)候，變壓器油的介質(zhì)損失急劇上升。當(dāng)介質(zhì)損失達(dá)到0.3的時(shí)候，必須采取措施來(lái)處理這樣的情況，否則容易出現(xiàn)重大事故。擊穿電壓是指在根據(jù)變壓器油中含水量的變化而變化。擊穿電壓的值降低的情況下，說(shuō)明變壓器油的含水量在增加。當(dāng)變壓器油擊穿電壓的變化到一定值時(shí)候，必須對(duì)油進(jìn)行處理，否則會(huì)增加設(shè)備運(yùn)行的危險(xiǎn)系數(shù)。

5 措施

5.1 平時(shí)觀察

平時(shí)加強(qiáng)油顏色、透明度、油位及有無(wú)漏油等情況，可提高設(shè)備的安全運(yùn)行情況。油色以淡黃色或黃色為優(yōu)質(zhì)，若暗紅或發(fā)黑則說(shuō)明是油劣化嚴(yán)重；透明度可確定其有無(wú)被雜質(zhì)污染或被氧化；油位的觀察，需了解不宜過(guò)高也不宜過(guò)低，高則易滲出，低則易吸收空氣中水分等；觀察設(shè)備外有無(wú)油膩情況說(shuō)明其有無(wú)漏油，一旦出現(xiàn)任何問(wèn)題需及時(shí)進(jìn)行處理。檢測(cè)中，需要抽取樣品，取油樣是油化驗(yàn)工作的先決條件，油樣的優(yōu)劣直接影響到化驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的精確。因此，取油樣時(shí)應(yīng)使用密封良好的玻璃瓶裝好取好的油樣，這樣才確保取的油樣測(cè)試出的數(shù)據(jù)精確可靠。一般來(lái)說(shuō)，110kV?及以的變壓器在運(yùn)行中油常規(guī)取樣試驗(yàn)周期為每年至少2次。110kV?及以下的變壓器油常規(guī)取樣試驗(yàn)的周期為毎年至少一次。

5.2 正常與特殊取樣試驗(yàn)

在監(jiān)督變壓器油優(yōu)質(zhì)過(guò)程中，正常以及特殊取樣試驗(yàn)特別重要，要以定期的形式進(jìn)行正常試驗(yàn)，仔細(xì)而準(zhǔn)確做好各方面的記錄工作，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性，確保相關(guān)工作的順利開(kāi)展，還要和往年的相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的對(duì)比分析，做好變壓器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作。就特殊試驗(yàn)而言，要定量進(jìn)行，對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的安檢，使其能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行中。

5.3 采取防劣措施

油務(wù)監(jiān)督工作中抗氧化劑的定期檢查和及時(shí)補(bǔ)充非常關(guān)鍵，當(dāng)抗氧化劑為0.3%-0.5%時(shí)可起到良好的抗氧化作用，若小于0.15%則不會(huì)起到有效的抗氧化作用。工作人員需定期進(jìn)行檢查，及時(shí)補(bǔ)充使其達(dá)到抗氧化作用的范圍，從而提高油的質(zhì)量，延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行壽命。

結(jié)語(yǔ)

總之，變壓器油的簡(jiǎn)化試驗(yàn)、好壞鑒別、性能變化等，都能良好地反映變壓器運(yùn)行中存在的問(wèn)題，因此，應(yīng)加強(qiáng)變壓器油的監(jiān)督和監(jiān)測(cè)，提高油的整體質(zhì)量，，促進(jìn)變壓器設(shè)備的安全運(yùn)行。

[1]孫堅(jiān)明，郝漢儒.超高壓用絕緣油性能研究[J].熱力發(fā)電，1986，02：42-47.