變壓器油介損值超標的原因分析及對策探討

胡湘娥

摘 要：文章首先分析了可能導致變壓器油介損超標的各類原因，接著提出防范措施，并就應對介損超標的處理辦法進行概述，最后以某臺110kV變壓器為實例，詳細闡述其油處理的過程和工藝。文章的目的是希望為提升變壓器運維水平而拋磚引玉。

關鍵詞：變壓器油；介損超標；對策

0 引言

變壓器的主要絕緣介質是變壓器油。變壓器油的優劣是通過介損因數來反映的。運行中，我們應定期抽取油樣進行介損測試或通過在線檢測設備進行觀察，當發現介損超標時，應及時進行綜合分析，并采取合理、有效的方法來改善油質。

1 變壓器油介損超標原因分析

介損指的是交變電場引起的泄漏電流的功率損耗。造成介損超標的因素是多個層面的，既有外部因素，也有內部因素，下面分別予以闡述。

1.1 雜質層面

變壓器內部除了變壓器油之外，還有固體形式的絕緣材料（如絕緣紙）。這些絕緣材料中含有膠體粒子狀（直徑在10-9m～10-7m之間）的雜質，隨著運行時間的增加，膠體粒子會逐漸析出并發生聚結，進而在重力作用下形成沉淀。雖然這個過程比較慢，但終究是一種非平衡、非穩定態。據相關數據分析，當沉淀物的比例達到0.02%，介質電導會升高幾十倍，從而使絕緣油的介損超標。另外，變壓器油在運輸、加注過程中，難免會混入塵埃顆粒，這也是雜質的來源之一。

1.2 變壓器結構層面

變壓器器身是全密閉結構，為了減少潛在滲漏點，一些設備廠家取消了凈油器（能產生虹吸）配置，這在一定程度上不利于變壓器油的穩定。原因是：變壓器的絕緣部分或多或少會有水分存在，如配置有凈油器，將能在運行中“吸走”這部分水分，從而保證變壓器內部絕緣的良好；反之則絕緣能力會下降。

1.3 金屬離子層面

變壓器本體有不少銅質構件，在運行過程中不可避免地會發生磨損（如油泵軸或葉輪磨損），有的還會產生腐蝕（如裸露銅引線），這樣就會有一定數量的銅離子進入到變壓器油中。另外，當變壓器嚴重過載，其內部銅質繞組會異常發熱，使銅離子熔融到絕緣油中。以上兩類情況均會引起變壓器油介損升高。

1.4 微生物層面

在變壓器安裝和大修過程中，如有厭氧、厭光類微生物浸入，則當變壓器全部密封后，這些微生物會在變壓器油中生長、代謝和繁殖，進而形成微生物膠體。由于這類膠體呈現電的非中性（或正或負），因此會增大油的電導值和電導損耗，也就是增大了介質損耗。根據相關研究，微生物污染程度與油溫（負載）有關，一般50℃～70℃范圍為微生物的活躍區間。所以，有些介損超標的變壓器到了冬季又恢復正常了。

1.5 含水量層面

根據研究，當純凈絕緣油的含水量在40mg/L以下時，油的介損影響不大；當油的含水量超過60mg/L時，介質因數會迅速上升。變壓器絕緣油的水分來源：①絕緣材料深層所殘留的水分（因經歷干燥處理，所以量較少）；②運輸、安裝過程中保護措施不到位，使絕緣材料再度受潮；③運行中硅膠更換不及時，致使潮氣通過呼吸器滲入油面；④如油中存在溶解氧，則當絕緣油溫度上升時（伴隨負荷上升），會發生化學反應，使油熱裂解為有機酸和水。綜上，有多種潛在可能會使變壓器油的水分超標。

2 防范對策和處理措施概述

2.1 防范對策

管理層面：①加強變壓器投運前的全過程（包括制造、試驗、運輸、安裝等環節）油務監督，切實保證新油質量；②投運后嚴格按照運行規程更換硅膠，操作瓦斯繼電器等。技術層面：①大力推行油色譜在線監測，積極推動狀態檢修；②適時補加T501等抗氧化劑，以延緩油品老化。

2.2 應對介損增大的處理辦法

（1）換油。步驟依次為：1）放掉舊油；2）用合格油沖洗變壓器內部；3）真空注油。該方法節省停電時間，適用于已運行較長時間、油質已嚴重劣化的變壓器。該方法耗費相對較大，且對環保有消極影響，因此不推薦經常使用。

（2）真空濾油。即利用真空濾油機對油進行加熱循環。該方法僅能去除油中的機械雜質、水分以及溶解氣體，對有機雜質無能為力。

（3）再生處理。分吸附劑法和硫酸/白土法兩類。其中，吸附劑法又細分為接觸法和滲濾法。接觸法指在油中添加吸附劑，然后攪拌再生；滲透法指利用凈化器（裝有吸附劑）去滲濾油。吸附劑法一般處理介損超標不嚴重的油。硫酸/白土法是先用硫酸去除多種老化產物，再用白土去除殘留，適用于介損超標嚴重的油。

3 基于110kV變壓器的案例

某省1臺110kV主變于2006年7月投產，2012年5月對變壓器進行周期試驗，情況為：擊穿電壓61.5kV，微水含量5.0mg/L，油色譜H2含量，介損8.233%。可見，主要呈現的問題是介損明顯超標（正常要求≤2%）。

原因排查過程：①在變壓器套管、儲油柜等處未發現進水跡象，說明變壓器密封良好，可排除受潮可能。②由油色譜分析可知，油的理化性能良好，說明油未老化。③先后采用真空濾油機和壓力式濾油機進行處理，油的介質變化不大，說明引起介損超標的不是機械雜質。④對變壓器吊罩，未發現內部臟污及異物。

由上，我們推斷影響該臺主變介損數值的主要是溶膠類雜質。因此，選擇“真空濾油”+“再生處理”相串聯的方法來應對。具體來說，就是選用白色粗孔硅膠作為再生劑，讓變壓器油先經硅膠滲濾，然后進入真空濾油環節。相關參數設置：油溫控制在62℃～67℃，真空度設定-0.08～-0.095MPa，再生-凈化時間控制為70h。

治理結果：介損由8.233%下降為1.112%，水分由5.0mg/L下降為4.1mg/L，擊穿電壓由61.5kV上升到64.2kV，其他如界面張力、閃點、酸值、PH值等均有所改善。變壓器的絕緣由此得到全面恢復。

4 結語

針對變壓器油介損超標，應首先分析具體原因，然后再采取針對性措施。這樣才能兼顧停電時間與處理質量，保證設備的長久安全運行。

參考文獻：

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