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技術(shù)文章變壓器油介質(zhì)損耗受污染與影響的原因分析
更新更新時間：2013-03-19 點擊次數(shù)：6820次 hbzhan內(nèi)容導讀：本文從各方面分析了造成變壓器油不穩(wěn)定的原因，認為不同季節(jié)取樣、變壓器所帶負荷的不同或測量方法存在問題是導致油介損不穩(wěn)定的原因。
介質(zhì)損耗因數(shù)的大小對判斷變壓器油的劣化與污染很敏感，新油中極性雜質(zhì)很少，介損值很微小。但當劣化和受到污染時，所生成的極性雜質(zhì)和充電膠體逐漸增加，介質(zhì)損耗隨之增長，油老化產(chǎn)物甚微，當化學方法檢測不出時，高溫介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ%（90℃）能明顯分辨出來，我們曾對省內(nèi)某220kV變電所的一臺變壓器油樣在不同時期內(nèi)進行取樣跟蹤試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高溫介損值出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時甚至差異較大，本文對造成這種現(xiàn)象的原因進行了分析。
1變壓器在安裝時受到污染
變壓器在安裝時附有塵埃、雜質(zhì)，投入運行一段時間后，膠體雜質(zhì)漸漸析出。膠體粒子直徑較小，一般僅在10－9～10－7m，擴散慢，但有一定的活動能量，粒子可自動聚結(jié)，由小變大，為粗分散系，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)。當超出膠體范圍時，因重力而沉積，但膠體的穩(wěn)定性大，沉積時間緩慢，且受溫度、電壓的影響。由于膠體自動聚結(jié)，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)，使分散體系在各水平面上的濃度不等，一般認為，底部濃度及設備底部油的介損值較大，上層油的介損值較小，因此，取樣部位的不同直接影響變壓器油介質(zhì)損耗的測定。
2油—固體絕緣的水平衡交換
充油設備中絕緣油和油浸絕緣材料來源有：外部浸入；內(nèi)部自生。
外部浸入。首先是變壓器等電氣設備的制造過程中絕緣材料雖經(jīng)干燥處理，但其深層仍含有殘余水份，在運輸、安裝過程中如保護措施不當會使絕緣材料再度受潮，運行中呼吸系統(tǒng)進潮氣，通過油面滲入油內(nèi)。
內(nèi)部自生。設備內(nèi)部產(chǎn)生水分是指固體絕緣材料和變壓器在運行過程中，由于氧化熱裂解而生成水份，絕緣油在運行溫度下并有溶解氧存在時，其氧化作用加快，產(chǎn)生有機酸生成水分。
水在纖維—空氣與纖維—油中于一定溫度下達到分布平衡，油和紙中所含的水份可相互轉(zhuǎn)換，當溫度較高時，油中含水率增高，而紙中含水率降低，紙中水分向油中擴散；當溫度降低時，紙中含水率增高，而油中含水率降低，絕緣紙將從油中吸收水份，運行變壓器油中含水量與油溫、季節(jié)（氣溫）的變化由此產(chǎn)生。油中含水量存在夏季高，冬季低的現(xiàn)象。但油和紙之間水份的平衡過程不能在短期內(nèi)完成，對大型變壓器在運行溫度較為穩(wěn)定的情況下，這種平衡要幾個月才能達到，因此，絕緣油高溫介損會因在不同季節(jié)測定時變化。
3微生物的污染
由于油中含有水、空氣、碳化有機物、各種礦物質(zhì)，形成了微生物生長的基本條件，微生物在這種特殊的環(huán)境條件下生存并繁殖。油的高溫介損測試對油中微生物極為敏感，主變在不同時期內(nèi)所帶負荷不同，運行油溫及微生物在不同的溫度下繁殖速度也不同，所以，油的高溫介損值不穩(wěn)定。此外，變壓器油處在全密封、缺氧和無光的器身中，油中的微生物厭氧和厭光。對放置較長時間后進行介損測試，特別是在無色透明玻璃瓶中放置的，其介損值會變小。
4不同試驗設備的測量差異
用不同型號、制造廠家的油介損測試設備進行同一油樣試驗時，存在隨機和操作誤差。當高壓標準電容器的損耗值較大、電橋的準確度達不到要求或溫控裝置加熱過快、過慢時，是影響油介損測量的直接原因。當用同一臺設備進行重復試驗時，兩次測量差值不應超過0.01%，由于充電導體對絕緣油的介質(zhì)損耗影響十分強烈，因此，對絕緣油的取樣容器應注意防止污染，試驗前必須*清洗測量電極（油杯），保證空杯的介損值<5×10-5，并在濕度小的清潔的試驗室內(nèi)進行，將絕緣油試樣注入測量電極，加熱到終點溫度后立即測量。在試驗中發(fā)現(xiàn)即使不加壓其損耗因數(shù)也可能會隨時間而變化，一般認為，溫度平衡時的初始試驗值代表油樣的真實數(shù)據(jù)，在達到溫度平衡后立即測量。
5結(jié)語
綜上所述，我們對同一臺變壓器油樣進行取樣跟蹤試驗過程中，發(fā)現(xiàn)了介損值不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對于品質(zhì)良好和運行中未受到污染的絕緣油，不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，如試驗數(shù)據(jù)差異較大，又出現(xiàn)整體絕緣下降的情況，應對絕緣油進行吸附過濾凈油處理（可使用BZ絕緣油再生凈化裝置）。
介質(zhì)損耗因數(shù)的大小對判斷變壓器油的劣化與污染很敏感，新油中極性雜質(zhì)很少，介損值很微小。但當劣化和受到污染時，所生成的極性雜質(zhì)和充電膠體逐漸增加，介質(zhì)損耗隨之增長，油老化產(chǎn)物甚微，當化學方法檢測不出時，高溫介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ%（90℃）能明顯分辨出來，我們曾對省內(nèi)某220kV變電所的一臺變壓器油樣在不同時期內(nèi)進行取樣跟蹤試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高溫介損值出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時甚至差異較大，本文對造成這種現(xiàn)象的原因進行了分析。
1變壓器在安裝時受到污染
變壓器在安裝時附有塵埃、雜質(zhì)，投入運行一段時間后，膠體雜質(zhì)漸漸析出。膠體粒子直徑較小，一般僅在10－9～10－7m，擴散慢，但有一定的活動能量，粒子可自動聚結(jié)，由小變大，為粗分散系，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)。當超出膠體范圍時，因重力而沉積，但膠體的穩(wěn)定性大，沉積時間緩慢，且受溫度、電壓的影響。由于膠體自動聚結(jié)，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)，使分散體系在各水平面上的濃度不等，一般認為，底部濃度及設備底部油的介損值較大，上層油的介損值較小，因此，取樣部位的不同直接影響變壓器油介質(zhì)損耗的測定。
2油—固體絕緣的水平衡交換
充油設備中絕緣油和油浸絕緣材料來源有：外部浸入；內(nèi)部自生。
外部浸入。首先是變壓器等電氣設備的制造過程中絕緣材料雖經(jīng)干燥處理，但其深層仍含有殘余水份，在運輸、安裝過程中如保護措施不當會使絕緣材料再度受潮，運行中呼吸系統(tǒng)進潮氣，通過油面滲入油內(nèi)。
內(nèi)部自生。設備內(nèi)部產(chǎn)生水分是指固體絕緣材料和變壓器在運行過程中，由于氧化熱裂解而生成水份，絕緣油在運行溫度下并有溶解氧存在時，其氧化作用加快，產(chǎn)生有機酸生成水分。
水在纖維—空氣與纖維—油中于一定溫度下達到分布平衡，油和紙中所含的水份可相互轉(zhuǎn)換，當溫度較高時，油中含水率增高，而紙中含水率降低，紙中水分向油中擴散；當溫度降低時，紙中含水率增高，而油中含水率降低，絕緣紙將從油中吸收水份，運行變壓器油中含水量與油溫、季節(jié)（氣溫）的變化由此產(chǎn)生。油中含水量存在夏季高，冬季低的現(xiàn)象。但油和紙之間水份的平衡過程不能在短期內(nèi)完成，對大型變壓器在運行溫度較為穩(wěn)定的情況下，這種平衡要幾個月才能達到，因此，絕緣油高溫介損會因在不同季節(jié)測定時變化。
3微生物的污染
由于油中含有水、空氣、碳化有機物、各種礦物質(zhì)，形成了微生物生長的基本條件，微生物在這種特殊的環(huán)境條件下生存并繁殖。油的高溫介損測試對油中微生物極為敏感，主變在不同時期內(nèi)所帶負荷不同，運行油溫及微生物在不同的溫度下繁殖速度也不同，所以，油的高溫介損值不穩(wěn)定。此外，變壓器油處在全密封、缺氧和無光的器身中，油中的微生物厭氧和厭光。對放置較長時間后進行介損測試，特別是在無色透明玻璃瓶中放置的，其介損值會變小。
4不同試驗設備的測量差異
用不同型號、制造廠家的油介損測試設備進行同一油樣試驗時，存在隨機和操作誤差。當高壓標準電容器的損耗值較大、電橋的準確度達不到要求或溫控裝置加熱過快、過慢時，是影響油介損測量的直接原因。當用同一臺設備進行重復試驗時，兩次測量差值不應超過0.01%，由于充電導體對絕緣油的介質(zhì)損耗影響十分強烈，因此，對絕緣油的取樣容器應注意防止污染，試驗前必須*清洗測量電極（油杯），保證空杯的介損值<5×10-5，并在濕度小的清潔的試驗室內(nèi)進行，將絕緣油試樣注入測量電極，加熱到終點溫度后立即測量。在試驗中發(fā)現(xiàn)即使不加壓其損耗因數(shù)也可能會隨時間而變化，一般認為，溫度平衡時的初始試驗值代表油樣的真實數(shù)據(jù)，在達到溫度平衡后立即測量。
5結(jié)語
綜上所述，我們對同一臺變壓器油樣進行取樣跟蹤試驗過程中，發(fā)現(xiàn)了介損值不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對于品質(zhì)良好和運行中未受到污染的絕緣油，不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，如試驗數(shù)據(jù)差異較大，又出現(xiàn)整體絕緣下降的情況，應對絕緣油進行吸附過濾凈油處理（可使用BZ絕緣油再生凈化裝置）。
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