變壓器絕緣油中微生物生長研究

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(1.國網四川省電力公司電力科學研究院，四川 成都 610072；2.國網四川省電力公司供電服務中心，四川 成都 610041)

0 引 言

變壓器絕緣油是從石油中分餾精煉而成的礦物絕緣材料，主要由烷烴、環烷烴和芳香烴組成，其非極性結構分子具有良好的絕緣等性能，因此能夠在變壓器內起著絕緣、冷卻和滅弧作用。變壓器絕緣油在儲存、運輸以及使用過程中易受污染而使其電氣性能下降，如介質損耗因數及介電常數增加、擊穿電壓降低等，這些性能的變化嚴重破壞了變壓器的安全運行，給電力系統造成巨大的經濟損失。

近年來有關微生物污染變壓器絕緣油的研究報道很多，吉林大學姚麗麗[1]等人用自制的JOA無機鹽營養液培養出能夠以變壓器介質油為唯一碳源的微生物；韋強[2]介紹了微生物對變壓器油電氣絕緣性能的影響；梅子青[3]等人研究大型變壓器油中放線菌代謝產物對絕緣油電氣性能的影響。這些研究均未揭示出微生物在變壓器運行環境條件下是否生長增殖。

下面將通過微生物在變壓器運行環境條件下生長增殖研究，確定微生物在運行變壓器環境下是否能夠生長增殖以及生長環境條件，為研究變壓器絕緣油介質損耗因數增高提供參考。

1 試驗部分

1.1 試驗材料及儀器

主要試劑：硫酸銨、硫酸鎂、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、檸檬酸三鈉、氫氧化鈉(10%水溶液)、鹽酸(6 mol/L水溶液)；瓊脂粉。試劑均為分析純。

主要儀器：

電子天平(FA1104型)，上海良平儀器儀表有限公司。

電熱恒溫培養箱(SC-50X型)，四川吉峰農業機電設備廠。

手提式壓力蒸汽滅菌鍋(YXQ.SG46.280-B)，成都勝利醫用設備廠。

單人凈化工作臺(SW-CJ-IO型)，蘇州凈化設備有限公司。

顯微鏡(XS-18型)，江南光電(集團)股份有限公司。

常規器具：燒杯、三角瓶、移液管、量筒、培養皿、滴管、載玻片及蓋玻片、接種環。

1.2 試驗方法

1.2.1 培養基制備

向1 000 ml蒸餾水中依次加入2.0 g硫酸銨、0.2 g硫酸鎂、6.0 g磷酸二氫鉀、4.0 g磷酸氫二鉀、1.0 g檸檬酸三鈉，用氫氧化鋼或鹽酸調節pH值至7.0～7.2后加入12 g瓊脂粉使其凝固。

1.2.2 厭氧培養法

在干燥器隔板下面放置一定量用紗布包好并用細線系住的焦性沒食子酸，將接種后的培養物置于隔板上，用美藍作氧氣指示劑，從干燥器一側加入氫氧化鈉溶液，將焦性沒食子酸沒入氫氧化鈉溶液，蓋上干燥器蓋密封干燥器，器內即形成無氧環境。

1.2.3 分離純化方法

挑取一杯培養液于預先準備好的平板上進行劃線，蓋上皿蓋，然后將平板倒置于37 ℃培養箱中培養數天后，取出用顯微鏡觀察菌落生長情況，挑取特征明顯的菌落，再次在平板上進行劃線分離培養。經過反復多次劃線分離培養，直至從培養液中挑出特征具有單一、質地均勻的菌落。

1.2.4 微生物鑒定

在顯微鏡下觀察細胞的形狀、大小及排列情況；革蘭氏染色反應等確認微生物是否為純種；生理化實驗確定該菌可能所屬的屬、種。

2 試驗結果與討論

2.1 微生物在變壓器絕緣油中的生長

以變壓器油作為唯一碳源，采用人工接種的方法，溫度為37 ℃的條件下進行厭氧培養，10天后對培養的微生物進行分離純化后顯微觀察和生理化實驗鑒定微生物的種屬。

2.1.1 微生物菌落形態

分離得到的4株厭氧菌經革蘭氏染色過后在顯微鏡下觀察其菌落形態及個體形態如圖1、圖2、圖3、圖4。

圖1 Y1革蘭氏染色

圖2 Y2革蘭氏染色

圖3 Y3革蘭氏染色

圖4 Y4革蘭氏染色

圖中，Y1菌落形態呈不規則假根狀，邊緣為裂葉狀，個體形態圓球形；Y2菌落呈圓形，濕潤，菌體較小，為圓形；Y3菌落呈圓形，表面有顆粒狀產物，長桿狀，呈鏈狀排列；Y4菌落呈圓形，較小，呈凸起狀，短桿狀，略彎。

2.1.2 生理化實驗鑒定

由表1生理化實驗結果，依據伯杰氏細菌鑒定手冊第14部分判斷，分離后得到的4株厭氧均屬于消化球菌科。

Y1號菌屬于消化球菌科八疊球菌屬；Y2號菌可歸為韋榮氏球菌科屬Ⅰ韋榮氏球菌屬；Y3號為革蘭氏陽性、甲基紅試驗為陽性、可發酵葡萄糖。從這些特點可以確定其為芽孢桿菌屬的蠟狀芽孢桿菌種；Y4號為革蘭氏陰性、不能利用葡萄糖、不液化明膠，因此確定其為擬桿菌科的脫硫弧菌屬。

2.2 微生物在絕緣油中生長影響因素研究

2.2.1 溫度對微生物生長的影響

將Y1、Y2、Y3、Y4活化后，先接種到生理鹽水中稀釋搖勻，梯度稀釋后接種到無機鹽固體培養基中，以變壓器油為碳源分別在溫度為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、60 ℃溫度條件下恒溫培養3天后進行梯度稀釋法計數，結果如圖5。

表1 生理化實驗結果

圖5 溫度對絕緣油中微生物生長影響

圖中顯示：在低溫環境下，厭氧菌的生長速度隨溫度增高而增加；溫度在25 ℃至40 ℃之間，微生物最適宜生長；當溫度高于50 ℃后時，微生物蛋白質受溫度影響變性而不能存活，無菌落形成。

2.2.2 水分對微生物生長的影響

表2 絕緣油中的微量水分對微生物生長的影響

挑取單菌落Y1、Y2、Y3、Y4分別接種在運行的變壓器絕緣油中，絕緣油中的水分含量為25 μg/L，溫度為37 ℃條件下厭氧培養10天后，觀察菌數變化。

由表2可知，當絕緣油水分含量為25 μg/L，37 ℃培養，4株厭氧菌培養前后菌落數均無明顯變化。因此，可判斷當絕緣油中無游離水條件下，厭氧菌不能生長增殖。

3 結 論

(1)Y1、Y2、Y3、Y4微生物能夠以變壓器絕緣油為唯一碳源厭氧生長增殖。

(2)以變壓器絕緣油為唯一碳源，35 ℃是厭氧微生物生長的最佳適宜溫度；當溫度達到50 ℃以上時厭氧微生物生長受到抑制。

(3)以變壓器絕緣油為唯一碳源，在無游離水的環境下氧菌不能生長增殖。

[1] 姚麗麗,劉賢忠,梅子青，等.大型變壓器介質油中放線菌的研究[J].吉林大學自然科學學報, 2000(1):91-94.

[2] 韋強，肖福明，胡秉海，等.絕緣油中的微生物淺析[J].變壓器，2001，38(3):21-24.

[3] 梅子青，姚麗麗,王海晶，等.變壓器介質油中放線菌對油介損的影響[J].吉林大學自然科學學報, 2002(4):200-203.