变压器绝缘油试验的相关影响因素研究

2015-04-17李建民

机电信息 2015年3期

李建民

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林长春130041）

0 引言

我国经济的快速发展对电力的依赖非常明显，随着大功率、远距离输电站的建成，变压器在其中发挥的作用不言而喻。但电力生产的首要问题是安全性，变压器绝缘油起散热和绝缘的作用，其性能好坏直接决定了变压器的使用寿命，影响到工农业生产。变压器绝缘油试验能对绝缘油的化学特性、物理特性、电气性能等进行分析，确保产品合格，因而研究变压器绝缘油试验的相关影响因素具有积极的意义，本文将结合笔者的工作经验作简要阐述。

1 变压器绝缘油试验的影响因素

绝缘油在变压器中起散热和绝缘的作用，安全性是最为关键的目标。为确保绝缘油的性能，需对其电气性能、化学和物理特性进行试验，以验证相关参数，这是保障变压器绝缘油质量的重要措施。

1.1 取样过程的影响

变压器绝缘油的试验样品获取对试验结果有很大的影响，决定了结果是否接近真实性能，在取样过程中影响因素主要包含3个方面：（1）样本的选择。如选取的样本是否是能够代表设备本体油的油样，要避免在循环不充分的死角位置取样；取样过程是否全封闭；取样环境和保存措施也十分重要。（2）取样容器的选择。对于不同的试验项目，取样容器也有较大的差别，因而要针对试验项目选择合适的取样容器，一般采用密封性好、遮光效果佳的棕色瓶，而有特殊要求的则要区别对待。（3）取样方法是否正确。容器不同，则取样方法也有差别，取样时是否注重容器的清洁、是否产生气泡等会影响取样的准确性。

1.2 化学特性试验中的影响因素

变压器绝缘油的化学特性试验包含多方面内容，如酸值、水分含量、水溶性酸等，这些因素很大程度上反映了变压器绝缘油的工作性能，也是安全操作中必须评估和参考的因素，不容忽视。绝缘油中的酸值包括无机酸和有机酸，是衡量油质的关键指标，体现了绝缘油的优劣。顾名思义，绝缘油酸值就是指绝缘油中酸性物质的含量，能评估绝缘油的老化程度。从已有的试验和应用研究上来看，绝缘油的酸性越强，则对设备的损坏越厉害，变压器的绝缘性能降低，导电性提升。但是在试验中，容器和仪器的清洁度对酸值的测定有很大影响，必须确保试验流程规范正确，否则对酸值的测定影响很大。水溶性酸指溶于水的酸，二氧化碳与空气中的水反应，可以产生碳酸，对酸值的测定有影响，因而在测定水溶性酸值时要排除空气中二氧化碳。如果变压器绝缘油中含有水分，也会产生干扰，因而在出厂前要确保绝缘油中没有水，运输和贮存的过程中也可能混入水分，需要采取保护措施。变压器绝缘油中水分存在形式有乳化状态、悬浮状态和溶解状态，在实际使用中，绝缘油中难免会有水分，如果含有饱和的水，变压器在运行时有可能被击穿，严重的还会导致安全事故，如电弧爆炸，因而在测定水分含量时要注意密封，避免空气中水分的影响，尽量取得最真实的数据。

1.3 物理特性试验中的影响因素

变压器绝缘油的物理特性包含闪点、倾点、凝点、外观、颗粒度、界面张力、色谱和含气量等，而由于变压器的工作特性，绝缘油的安全性必须放在首位，故闪点是油品安全的主要监控指标，也是变压器绝缘油物理特性中重要的参考指标。闪点是在特定条件下加热样品，当样品达到某一温度时，其蒸汽和空气接触形成混合气体，接触到火焰时出现燃烧的情况，导致这一情况的最低温度即可定义为闪点。绝缘油的挥发性越大，则越容易与空气形成混合气体，闪点就越低，安全性也相应较低。在进行闪点试验时需要注意取样的量、火焰距离液面的高度和在液面上停留的时间。绝缘油的颗粒度对其导电性有很大影响，为准确测量出颗粒度，需避免外界颗粒进入，并维护好容器与仪器，避免形成干扰。凝点即指绝缘油在某一温度出现凝固现象，这种特性在低温地区或寒冷季节需要注意，绝缘油一旦凝固对变压器绝缘工作会有很大的影响，容易在一段时间内发生变化，导致绝缘油的性能降低。外观和色谱是绝缘油检查中的初步识别指标，有助于巡查人员快速判别出绝缘油所处的状态，因而在取样时要避免容器内出现杂质。含气量的测定同样重要，因为变压器长时间地工作，绝缘油中难免会混入水分，而如果液体中含有过多气体，其中的二氧化碳和水分会发生反应产生酸，降低绝缘性。

1.4 电气性能试验中的影响因素

变压器绝缘油的两个重要作用是散热和绝缘，绝缘与电气性能有很大的关联，当绝缘油使用时间过长、维护也不到位时，就容易老化，绝缘性能降低，导致安全事故。绝缘油的电气特性和许多因素有关，如温度、杂质、水分、电场强度等，这些因素同样与物理特性和化学特性有关，如含气量、水分含量、酸值、浓度等会直接影响绝缘油的电气性能。

2 变压器绝缘油的维护与再生

2.1 变压器绝缘油的维护

从上述分析中可以发现，影响绝缘油性能的因素非常多，因而有效的维护措施可以避免许多干扰，使绝缘油处于高效状态，维持变压器运行的安全性。

变压器绝缘油的维护可以从多个方面着手：（1）加强监督，制定监督规范。要定期对绝缘油进行试验，并形成工作报告，以便及时发现问题，杜绝隐患。（2）发现绝缘油出现质量问题时必须及时维护。如有不合格油品，必须更换或再处理，使其达到原有性能。（3）采取净化、去油泥、干燥等措施处理绝缘油。净化可以提高油的击穿电压水平；去油泥应在油泥硬化之前进行，可预防后期事故；干燥采用一般的工艺，能减少水分。（4）变压器绝缘材料的维护。绝缘材料长期使用会发生化学变化，受水分、氧气、热量等影响，材料会变质，即出现老化现象，因而在设计制造的过程中要注意密封措施，确保绝缘材料的稳定性，降低材料发生化学反应对绝缘油带来影响的可能性。

2.2 变压器绝缘油的再生

虽然经过长时间使用，绝缘油会有一定程度的变化，但并不是所有的变压器绝缘油都不能再用，如果简单地丢弃，不但会造成成本上升，而且还会破坏环境，不利于提升电站的经济效益，因而绝缘油的再生措施十分重要。一般绝缘油的再生处理包括两个方面：（1）油净化处理，虽然绝缘油的性能变差，但可以进行净化，如采取减少颗粒物、减少绝缘油中的水分、去除气体等措施，净化之后的绝缘油还能继续投入使用，避免了重新更换；（2）油再生处理，将变压器绝缘油进行回收提炼，其中的有效成分还能重新投入使用，这样既节省资源，又降低成本，具有积极的意义。