漫灣電廠500kV電抗器絕緣油介損超標的分析及處理

李 航 李雄波

（華能瀾滄江水電有限公司 漫灣水電廠，云南 云縣675805）

0 引言

絕緣油擁有的良好的絕緣性能、熱傳導性和滅弧性，使其長期以來作為電力系統各主要電氣設備的絕緣介質來使用，用油浸漬的纖維性固體絕緣， 能有效的防止潮氣直接進入并填充了固體絕緣中的空隙，顯著地加強了纖維性材料的絕緣。油紙絕緣體系中，絕緣油不僅是重要的組成部分，也是了解油紙絕緣體系內部運行情況的信息載體。

絕緣油的介質損耗因數值是反映油質受到污染或者老化的重要電氣指標。 它對油中可溶性的極性物質、老化產物或中性膠質以及油中微量的金屬化合物極為靈敏，甚至用一般的化學方法不能檢出的微量污染也可以用它來監督其變化。 因為電介損在交變電場作用下，因電導、松弛極化和電離都要產生能量損耗，當絕緣油中含有的雜質較多時，這些雜質的離子都是有的電導和松弛極化的主要載流子，必然會使該油的介質損耗因數值增大。 絕緣油老化后，生成的極性基和極化物質，同樣也使油的電導和松弛極化加劇。因此，測定絕緣油的介質損耗因數值，無論是檢測新油中的輕微污染還是用于檢測運行油老化和污染都是十分有意義的。

漫灣電廠新電抗器采用西安西電變壓器有限責任公司出產的BKD-50000/500 并聯電抗器，中性點電抗器為XKD-539/110，內部使用25# 絕緣油。

1 油介質損耗因數增大的原因分析及處理方法

1.1 油介損超標起因

2010 年1 月25 日，水利水電十四局完成了新電抗器散熱片的安裝，打開蝶閥對散熱片補油，對整體進行熱油循環。 當天取油樣試驗，發現電抗器油明顯超出了投運前新油的標準，當天對試驗儀器進行反復試驗，排除了試驗儀器問題，并將油樣送往中試所進行分析，確定電抗器絕緣油存在介損超標問題。

表1 1 月9 日與25 日介損對比

根據GB/T7595-2008 的規定， 充油設備投運前新油的介質損耗因數需小于等于0.005。

1.2 油介損超標原因分析

通常情況下絕緣油介損增大主要有五大成因：

（1）氧化作用絕緣油自身是天然的抗氧化劑，但當高溫和催化劑作用下會被氧化，并產生有機酸，與金屬等極性物質進行反應，從而使介損增大。

（2）水分影響絕緣油具有一定的吸水性，與空氣接觸時會直接從中吸收水分，水分極性強（水的介電常數ε=80，油的ε=2.3），易發生極化，使介損增大。

（3）機械雜質的污染運輸途中顛簸、碰撞產生金屬雜質，而這些雜質存在的溶膠粒子，在實驗過程中出現的電泳現象引起的導電系數上升，可能超過介質正常電導的幾倍或幾十倍。

（4）微生物細菌污染由于油品在精制、運輸、保管及使用中受到微生物的污染所致，使在油中含有水、空氣、碳化物、有機物各種礦物質及微細量元素時，構成了菌類生長、代謝、繁殖的基礎條件，由于微生物都會含有豐富蛋白質，其本身就具有膠體性質，因此微生物對油的污染，會影響油的電導增大，所以電導損耗也增大，使油品介損增大。

（5）絕緣漆污染絕緣漆化學成分比較復雜，在高溫下，給絕緣漆提供了有利條件，形成新的物質，使得油的介損增高。

從表1 可以看出，電抗器運達電廠時介損是合格的，而在安裝過程中油質受到污染；而本體內注入的絕緣油是合格的，但是散熱片內的殘油各項指標都是不合格的，所以排除了本體受污染的情況，而是散熱片充油運輸途中受到污染。 為驗證污染源是散熱片的這種想法，于1 月26 日對電抗器B 相的本體、左岸側散熱片、右岸側散熱片進行了介損分析：

表2 1 月26 日B 相分析

從表2 數據可以看到，熱循環后B 相兩側的散熱片介損還明顯高于本體介損。分析超標原因：西變為方便運輸，將電抗器與散熱片拆分運輸，現場組裝，而散熱片用硬性塑料經螺桿固定的方式來密封的，這種方法不能達到有效密封的狀態， 使得在散熱片內部的存油受潮、氧化，散熱片內部油與運輸途中顛簸、碰撞產生金屬雜質產生了氧化反應，從而導致散熱片內的殘油是褐色的，而這種一般為中性膠質類污染。 從試驗結果來看，殘油微水、耐壓、介損都不合格。

銅、鋁和鐵等金屬元素含量較高是油介質損耗因數增大的主要原因。 這是因為這些金屬元素對變壓器油的氧化起催化作用，使油產生酸性氧化物和油泥。酸性氧化物腐蝕金屬，又使油中的金屬含量增加，加速油的氧化，導致其介質損耗因數增大。

1.3 油介損超標處理方法

為對電抗器絕緣油處理更有針對性，將電抗器散熱片進行了油隔離，使用板式濾油機配合含藥的濾紙對電抗器B 相本體進行處理，處理12 小時的結果如下表：

表3 1 月25 日與27 日介損、體積電阻率對比

從表3 可以看出，對B 相處理后，介損因數下降很快，使用板式濾油機配合含藥的濾紙對絕緣油進行處理為可行方法。

具體操作方法為：

（1）對三相電抗器的散熱片進行隔離，并排出、回收散熱片內受到污染的絕緣油，防止再次污染電抗器本體；排盡后再注入新油，并解除隔離。

（2）對電抗器本體使用板式濾油機配合含吸附劑的濾紙對絕緣油進行不間斷處理，每兩小時跟換一次濾紙，使用大功率真空濾油機對本體油進行加熱，每8 小時進行一次取樣分析。

（3）由于使用板式濾油機會使大量氣體進入絕緣油內，在濾油過程中仔細查看電抗器油枕是否有異常上升現象。如異常上升需打開油枕下面的排氣閥進行排氣,并且需要對散熱片頂部排氣閥進行放氣。

（4）對油處理介損合格后需要對電抗器進行脫氣、脫水處理。

（5）對排除的受污染的絕緣油進行再生油處理。

從1 月30 日開始，電抗器三相的油介損都合格了，為避免介損反彈以及油中的含氣高等不利因素，濾油機在進行了四天的處理，直到2 月3 日結束對電抗器的處理。 各項指標正常；經過兩個月對電抗器的跟蹤分析，電抗器絕緣油各項指標正常。

2 結語

這次絕緣油污染事故源自廠家對散熱片污染程度的錯誤估計，絕緣油在運輸過程中難免和空氣接觸，吸收、溶解氧氣并與之反應，生成酸性物質，提高了油品的導電性，降低油的絕緣性能。單純對被氧化的變壓器油進行過濾處理甚至換油，也不能根本解決問題。 高壓設備絕緣油介損嚴重超標時，不能通過簡單的排油、新油沖洗解決油介損超標問題，在提高本體溫度的時，通過板式濾油機添加高效吸附劑的過濾板可以有效的處理絕緣油中膠質等雜質。