变压器绝缘油化验技术及应用

变压器绝缘油化验技术及应用

王涛

新疆华电发电有限公司新能源分公司 新疆乌鲁木齐市 830000

摘要： 在变压器运行过程中，开关设备的开启会导致电弧的出现，将绝缘油用于此处，可有效地消灭电弧。就变压器设备本身而言，有了绝缘油的保护，其中的各种组件，比如铁心、线圈等,不会因受到空气、水分的侵蚀而迅速变质，从而避免受潮或者被锈蚀，一定程度上延长了设备各部件使用寿命，提高了设备运行的安全稳定性。因此，本文对变压器绝缘油化验技术分析及应用进行探讨。

关键词：变压器；绝缘油；化验技术；应用

前言:

变压器绝缘油具备绝缘、散热和消弧的作用，在变压器运行中，要求绝缘油始终处于密度低、凝固点低、杂质含量低、氧化程度低、闪电高的性能状态，才能保证绝缘油发挥出应有的作用。在变压器绝缘油各项性能指标均达标的情况下，能够使变压器处于稳定运行状态，延长变压器使用寿命。反之，则会降低绝缘油的绝缘性能，埋下变压器故障隐患。所以，必须做好变压器绝缘油的化验检测工作，全面能掌握绝缘油的性能状态。

一、绝缘油简化试验

        1.机械杂质

        试验中如发现油中出现各类纤维、不溶性油泥等机械杂质，若它们将油道阻塞或在线圈周围发生聚集，可导致变压器线圈局部发生热量超标，严重时甚至会烧毁变压器。

        2.游离

        炭在试验中若发现变压器油内有较多的游离炭存在，为避免其导致变压器出现放电故障，应采取相应的对策进行处理。

        3.水分

        变压器油中水分含量过多，会导致绝缘材料老化，水分亦会导致绝缘材料绝缘性能大大下降，缩短变压器的使用寿命，影响其正常运行。

        4.酸值

        对于未使用过的新变压器油几乎不含酸性物质，其酸值相当小，但油品在长期储存下，尤其是充入电器设备投入运行后，难免会与空气中氧接触，油品易被老化。氧化初期时主要生成低分子有机酸，进一步氧化产生高分子有机酸以及酸性产物，在绝缘油中存在上述各类酸性物质后，则会提高油品的导电性，降低油的绝缘性，还可能产生对金属的腐蚀。在运行温度较高（80℃以上）的情况下，促使固体纤维质绝缘材料发生老化现象，从而缩短设备使用寿命。

        5.ｐＨ值

        变压器油内会出现酸性物质，比如甲酸导致油内的含水量不断增加，绝缘材料等受到水分侵蚀，绝缘性能下降，缩短设备的使用寿命，影响其正常运行。

        6.闪点

        闪点降低表示油中有挥发性、可燃性气体产生，这些气体往往是由于充油电气设备过热、放电造成绝缘油在高温下裂解而产生。通过闪点的测定可以及时发现设备故障。

        7.击穿电压

        击穿电压也是评定绝缘油电气性能的一项指标，可用来判断绝缘油含水和其他悬浮物污染的程度，以及对注入设备前油品干燥和过滤程度的检验。对清净干燥的油施加一个逐渐升高的电压时，在电压的负极端会发射击电子，当电子具有足够能量时，可以使油分子微化离解，于是整个离解过程随电压升高而加强，当达到某一个电压后，会产生大量传导电流且形成电弧，这种现象被称为击穿。击穿时的电压被称为击穿电压。若油中有水或固体物存在时，则会使击穿电压变小，这是由于水和固体物的导电性均比油大。运行中油的击穿电压低是变压器工作危险的信号。

二、变压器油性能变化对变压器的影响

        1.物理变化

        经过长时间的使用后，变压器油的颜色会逐渐加深，进而产生氧化物等杂质，令油性劣化，影响变压器的正常运行。另一方面在长时间的使用后，其粘度会越来越粘稠，进而引发散热困难情况，对变压器的使用寿命带来影响。在这一过程中，油的表面张力也会下降，说明油的质量劣化，含有各种氧化物或其他杂质，此时电力设备运行的安全性相应的下降。

        2.化学变化

        通过试验可明确当前变压器油的酸值、pH值等情况，设备运行的时间越长，酸值越高，对设备带来的负面影响会越大。相关试验数据表明，酸值达到一定数值时，应停止设备的运行，以规避故障发生。另一方面，设备在长时间的运行后，ｐＨ值将越来越小。当化验分析得出这一数值达到４时，说明设备内的杂质、氧化物等有害物的数量较多。此时将对金属设备造成极大的腐蚀、降低绝缘性，设备的安全运行将难以保证。

        3.电器性能的变化

        正常情况下，新变压器油大都具有较高的纯度，很少有介质被损失，小于0.01。随着变压器运行的时间不断增加，变压器油质会受到各种因素的影响，比如水分、杂质，介质的损伤会逐渐增大。一旦变压器油中的水分超过0.02%，介质的损伤会进一步扩大，如果介质损伤达到0.3，变压器设备的运行将会受到严重的威胁，必须采取适宜的措施加以处理。此外，击穿电压也会受到变压器内含水量的影响，具备越多的含水量，击穿电压就越低。如果其含水量已经超过0.02，击穿电压进一步降低，在降低到规定数值后，就会影响变压器的正常运行。

三、变压器绝缘油化验技术的应用

1.化验取样

        在变压器绝缘油化验前取样，规范取样操作。取样要点为：选择变压器内部绝缘油易发生污染的部位取样，确定取样部位后，采用取样设备采集样品，保证取样过程中不受到污染；在取样时先放掉油阀门处的死油，用清洁的取样装置连接取样阀门的接头，旋转三通阀，排出管内气体后进行取样，保证油样平静流入到针管内，不得产生气泡；取样达到的一定刻度后，立即封住绝缘油出口，在样品针管外壁贴上标签；当变压器运行的环境湿度大于75%时，不得取样。

2.变压器故障诊断

        根据变压器绝缘油化验结果对变压器故障隐患进行诊断。以溶解气体体积分数化验技术为例，分析诊断变压器故障。溶解气体故障主要分为过热性故障和放电故障，其中热性故障是因热应力造成绝缘性能丧失，如果热应力引起了热源处绝缘油分解，则会产生甲烷、乙烯、乙烷、氢气等气体，根据上述气体体积分数值可以判断变压器是否存在热性故障；放电故障是在不同电应力作用下产生的绝缘劣化问题，主要分为电弧放电、火花放电和局部放电。当乙炔、氢气、乙烯、甲烷气体超标时，表明变压器可能存在着电弧放电故障，导致匝、层间绝缘失灵；当乙炔、氢气超标时，尤其是乙炔占总烃比重为25%-90%时，表明变电器可能出现火花放电；当氢气、甲烷出现含量超标时，表明变压器可能存在着局部放电。在变压器故障判断中，一般采用三比值判断法，三项比值分别为乙炔与乙烯比值、甲烷与氢气比值、乙烯与乙烷比值，这种判断法较为可靠，能够为确定变压器内部故障提供可靠依据。

结语：

      综上所述，电力系统的正常运行，为人们的正常生活、工业的生产提供了有效的保障。变压器作为电力系统中的一个重要组成部分，其稳定运行同样是至关重要的。对变压器油进行化验，可通过相应的结果对当前变压器的运行情况进行判断。借助变压器油鉴别等方法，通过不同途径采取适宜的措施有效解决变压器运行过程中存在的各种问题，并动态监督、监测变压器运行情况，提高油的整体质量，确保变压器设备处于安全、稳定运行中，避免设备故障的频繁发生，确保社会工业生产、生活的正常化运行。

参考文献：

[1]钱艺华，赵耀洪，吴坚，夏启斌.变压器绝缘油吸附净化材料的研究进展[J/OL].绝缘材料

[2]刘恒，陈文鸿，饶红疆，何益宏.110kV变压器绝缘电阻测量影响因素分析[J].科技创新与应用，2019（13）：77-78.

[3]彭斌.变压器绝缘电阻的测试分析[J].集成电路应用，2019，36（05）：71-72.