變壓器絕緣油試驗的相關影響因素研究

李建民

（國網吉林省電力有限公司長春供電公司，吉林 長春130041）

0 引言

我國經濟的快速發展對電力的依賴非常明顯，隨著大功率、遠距離輸電站的建成，變壓器在其中發揮的作用不言而喻。但電力生產的首要問題是安全性，變壓器絕緣油起散熱和絕緣的作用，其性能好壞直接決定了變壓器的使用壽命，影響到工農業生產。變壓器絕緣油試驗能對絕緣油的化學特性、物理特性、電氣性能等進行分析，確保產品合格，因而研究變壓器絕緣油試驗的相關影響因素具有積極的意義，本文將結合筆者的工作經驗作簡要闡述。

1 變壓器絕緣油試驗的影響因素

絕緣油在變壓器中起散熱和絕緣的作用，安全性是最為關鍵的目標。為確保絕緣油的性能，需對其電氣性能、化學和物理特性進行試驗，以驗證相關參數，這是保障變壓器絕緣油質量的重要措施。

1.1 取樣過程的影響

變壓器絕緣油的試驗樣品獲取對試驗結果有很大的影響，決定了結果是否接近真實性能，在取樣過程中影響因素主要包含3個方面：（1）樣本的選擇。如選取的樣本是否是能夠代表設備本體油的油樣，要避免在循環不充分的死角位置取樣；取樣過程是否全封閉；取樣環境和保存措施也十分重要。（2）取樣容器的選擇。對于不同的試驗項目，取樣容器也有較大的差別，因而要針對試驗項目選擇合適的取樣容器，一般采用密封性好、遮光效果佳的棕色瓶，而有特殊要求的則要區別對待。（3）取樣方法是否正確。容器不同，則取樣方法也有差別，取樣時是否注重容器的清潔、是否產生氣泡等會影響取樣的準確性。

1.2 化學特性試驗中的影響因素

變壓器絕緣油的化學特性試驗包含多方面內容，如酸值、水分含量、水溶性酸等，這些因素很大程度上反映了變壓器絕緣油的工作性能，也是安全操作中必須評估和參考的因素，不容忽視。絕緣油中的酸值包括無機酸和有機酸，是衡量油質的關鍵指標，體現了絕緣油的優劣。顧名思義，絕緣油酸值就是指絕緣油中酸性物質的含量，能評估絕緣油的老化程度。從已有的試驗和應用研究上來看，絕緣油的酸性越強，則對設備的損壞越厲害，變壓器的絕緣性能降低，導電性提升。但是在試驗中，容器和儀器的清潔度對酸值的測定有很大影響，必須確保試驗流程規范正確，否則對酸值的測定影響很大。水溶性酸指溶于水的酸，二氧化碳與空氣中的水反應，可以產生碳酸，對酸值的測定有影響，因而在測定水溶性酸值時要排除空氣中二氧化碳。如果變壓器絕緣油中含有水分，也會產生干擾，因而在出廠前要確保絕緣油中沒有水，運輸和貯存的過程中也可能混入水分，需要采取保護措施。變壓器絕緣油中水分存在形式有乳化狀態、懸浮狀態和溶解狀態，在實際使用中，絕緣油中難免會有水分，如果含有飽和的水，變壓器在運行時有可能被擊穿，嚴重的還會導致安全事故，如電弧爆炸，因而在測定水分含量時要注意密封，避免空氣中水分的影響，盡量取得最真實的數據。

1.3 物理特性試驗中的影響因素

變壓器絕緣油的物理特性包含閃點、傾點、凝點、外觀、顆粒度、界面張力、色譜和含氣量等，而由于變壓器的工作特性，絕緣油的安全性必須放在首位，故閃點是油品安全的主要監控指標，也是變壓器絕緣油物理特性中重要的參考指標。閃點是在特定條件下加熱樣品，當樣品達到某一溫度時，其蒸汽和空氣接觸形成混合氣體，接觸到火焰時出現燃燒的情況，導致這一情況的最低溫度即可定義為閃點。絕緣油的揮發性越大，則越容易與空氣形成混合氣體，閃點就越低，安全性也相應較低。在進行閃點試驗時需要注意取樣的量、火焰距離液面的高度和在液面上停留的時間。絕緣油的顆粒度對其導電性有很大影響，為準確測量出顆粒度，需避免外界顆粒進入，并維護好容器與儀器，避免形成干擾。凝點即指絕緣油在某一溫度出現凝固現象，這種特性在低溫地區或寒冷季節需要注意，絕緣油一旦凝固對變壓器絕緣工作會有很大的影響，容易在一段時間內發生變化，導致絕緣油的性能降低。外觀和色譜是絕緣油檢查中的初步識別指標，有助于巡查人員快速判別出絕緣油所處的狀態，因而在取樣時要避免容器內出現雜質。含氣量的測定同樣重要，因為變壓器長時間地工作，絕緣油中難免會混入水分，而如果液體中含有過多氣體，其中的二氧化碳和水分會發生反應產生酸，降低絕緣性。

1.4 電氣性能試驗中的影響因素

變壓器絕緣油的兩個重要作用是散熱和絕緣，絕緣與電氣性能有很大的關聯，當絕緣油使用時間過長、維護也不到位時，就容易老化，絕緣性能降低，導致安全事故。絕緣油的電氣特性和許多因素有關，如溫度、雜質、水分、電場強度等，這些因素同樣與物理特性和化學特性有關，如含氣量、水分含量、酸值、濃度等會直接影響絕緣油的電氣性能。

2 變壓器絕緣油的維護與再生

2.1 變壓器絕緣油的維護

從上述分析中可以發現，影響絕緣油性能的因素非常多，因而有效的維護措施可以避免許多干擾，使絕緣油處于高效狀態，維持變壓器運行的安全性。

變壓器絕緣油的維護可以從多個方面著手：（1）加強監督，制定監督規范。要定期對絕緣油進行試驗，并形成工作報告，以便及時發現問題，杜絕隱患。（2）發現絕緣油出現質量問題時必須及時維護。如有不合格油品，必須更換或再處理，使其達到原有性能。（3）采取凈化、去油泥、干燥等措施處理絕緣油。凈化可以提高油的擊穿電壓水平；去油泥應在油泥硬化之前進行，可預防后期事故；干燥采用一般的工藝，能減少水分。（4）變壓器絕緣材料的維護。絕緣材料長期使用會發生化學變化，受水分、氧氣、熱量等影響，材料會變質，即出現老化現象，因而在設計制造的過程中要注意密封措施，確保絕緣材料的穩定性，降低材料發生化學反應對絕緣油帶來影響的可能性。

2.2 變壓器絕緣油的再生

雖然經過長時間使用，絕緣油會有一定程度的變化，但并不是所有的變壓器絕緣油都不能再用，如果簡單地丟棄，不但會造成成本上升，而且還會破壞環境，不利于提升電站的經濟效益，因而絕緣油的再生措施十分重要。一般絕緣油的再生處理包括兩個方面：（1）油凈化處理，雖然絕緣油的性能變差，但可以進行凈化，如采取減少顆粒物、減少絕緣油中的水分、去除氣體等措施，凈化之后的絕緣油還能繼續投入使用，避免了重新更換；（2）油再生處理，將變壓器絕緣油進行回收提煉，其中的有效成分還能重新投入使用，這樣既節省資源，又降低成本，具有積極的意義。

3 結語

變壓器絕緣油試驗可以研究其電氣特性、物理性能與化學性能，為獲得真實的油液參數打下基礎，是絕緣油使用的重要依據，相關研究值得深入開展。

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