變壓器油化驗技術分析及影響

摘要：隨著人們生活用電及工業用電等的不斷擴展，供電變壓器應用的數量也在不斷增加，同時也增大了變壓器單臺的承受容量，因而供電設備受損的情況越來越多。文章對變壓器油的化驗技術、油好壞的鑒別、劣質油的危害、變壓器油對變壓器的影響以及運行中油務的監督進行了分析。

關鍵詞：變壓器油；化驗技術；供電設備；油務監督；劣化產物 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM403 文章編號：1009-2374（2016）01-0055-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.01.028

電力變壓器有無故障直接影響供電設備能否安全運行。隨著我國電力事業的不斷發展，供電設施不斷增加，變壓器的應用也越來越廣泛，而變壓器技術的應用直接關系到供電設備的運行情況，所以在電力系統運行中，必須加強變壓器的維護、檢修和巡查等工作。在變壓器發生的故障中，油的影響不可小覷，對變壓器油性能進行化驗，它不僅可以反映變壓器正常運行的狀態，也可以映射出存在的問題，所以變壓器油的化驗技術對變壓器正常運行有重要的警示作用，為預防不良事故的發生有重大幫助。我們將對變壓器油化驗技術及油的性能變化對變壓器的影響進行探析，具體內容如下：

1 變壓器油情況簡介

變壓器油是一種石油的分餾產物，我國的制定標準是GB 2536，對變壓器油牌號的分界是根據油凝固點的高低來界定的，分為10#、25#和45#三類，10#變壓器油是采用石蠟基油生產的，25#變壓器油是采用中間基油產或是采用環烷基油生產的，45#變壓器油是采用環烷基油生產的。

2 變壓器油的作用

2.1 絕緣作用

變壓器油的絕緣強度要比空氣中的高很多，用變壓器油浸絕緣材料，能夠大大增強絕緣材料的絕緣作用，還能夠使其避免遭到潮氣的腐蝕。

2.2 散熱作用

變壓器油具有比熱大的特點，是一種良好的冷卻劑。在變壓器運行過程中，其會產生很大熱量，造成臨近的鐵芯或繞組油因受到運行熱量的影響出現膨脹升溫的情況，而變壓器油則可以利用上下對流作用，將熱量經散熱器散出，確保變壓器運行的正常。

2.3 消弧作用

在油斷路器和變壓器的有載調壓開關上，觸頭切換時會產生電弧。而變壓器油具有較好的導熱性，在觸頭切換產生電弧的高溫影響下，變壓器油可以分化大量氣體，形成比較大的壓力，增強介質的滅弧作用，從而促使電弧迅速熄滅。

3 變壓器油簡化試驗

3.1 機械雜質

試驗中會發現油中出現各類纖維、不溶性油泥或其他異物等機械雜質，它們若將油道阻塞或在線圈周圍發生聚集，便可導致變壓器線圈局部發生熱量超標致燒毀的狀況。

3.2 游離炭

在試驗中若發現變壓器油內有較多的游離炭存在，為避免其導致變壓器出現放電故障，應采取相應的對策進行處理。

3.3 水分

變壓器油中水分含量過多，會影響絕緣材料的使用壽命，并造成設備運行存在潛在危機，水分可導致絕緣材料絕緣性能大大下降，加速其老化，促使變壓器油的老化。

3.4 酸值

變壓器油內酸值較高，不僅會造成油的導電性增大，使其絕緣性下降，而且在超過80℃高溫以上，會導致絕緣材料較快老化和侵蝕，降低其使用年限。

3.5 pH值

變壓器油內會出現乙酸或甲酸等酸性物質，從而導致油內含水量的增多，絕緣材料或金屬等受水分的侵蝕，會影響其絕緣性能，從而減少其應用的時間。

3.6 閃點

對變壓器油進行閃點試驗，可以判斷油內有無可燃性氣體存在，提高對設備故障的發現及處理效率。若發生閃點，說明由于設備運行熱量過大或電弧放電等導致絕緣油發生裂解而產生閃點。

3.7 耐壓

變壓器油的絕緣作用可確保設備運行的安全，其具有較強的耐壓性，若油的擊穿電壓發生異常，則變電器設備的絕緣性會受影響，嚴重的會發生不良事故。

4 變壓器油好與壞的鑒別方法

變壓器油的好與壞通過試驗進行鑒別，但劣質或不合格的變壓器油直接從外觀便可以分辨。

4.1 顏色

從顏色上觀察，正常新的變壓器油是淡黃色的，經過運行以后會變成深黃色或變成淺紅色，若出現各種不同顏色或呈深暗顏色，說明油質不合格，若顏色變成黑色，說明油不僅被碳化，而且不能應用。

4.2 透明度

從透明度上觀察，可將變壓器油裝入玻璃試管中，在-5℃以上進行觀察，若透明度比較差，說明油內含有雜質，不合格。

5 劣化油對變壓器的危害

變壓器油在日常應用中，由于長時間運行，或與外界空氣接觸，或受不同雜質影響，或受設備運行熱量影響等，都會逐漸使油的質量劣化，從而影響變壓器的正常運行。

5.1 溶解于油的劣化產物的危害

酸性氧化物或深度氧化的低分子酸等物質均易溶于變壓器油內，包括核酸、酚類、醋酸等，均可以使絕緣材料逐漸降低絕緣性能，氧化其機械運行強度，而低分子酸還可以腐蝕金屬器械，加重油的劣化和危害。

5.2 不溶解于油的劣化產物的危害

油泥沉淀是造成油劣化的不溶解產物，在變壓器的散熱管內、鐵芯上、箱壁上或線圈中等都易出現油泥，它不僅會影響油的正常循環流動、使其絕緣性能降低，還會阻滯散熱。其他不溶解物有炭等雜質，可以導致閃絡發生，影響變壓器的正常運行。

5.3 氧化油的危害

氧化油可加大對外界空氣水分的汲取，導致變壓器油中的水分含量不斷增多，使其與油內的酸性產物發生反應，不僅加快油的劣質速度，而且降低絕緣性能，增加變壓器運行的危險。

6 變壓器油的性能變化對變壓器的影響

6.1 物理性能變化對變壓器的影響

6.1.1 顏色的變化。新變壓器油顏色呈淡黃色，設備運行時間逐漸增長，油的顏色會隨之加深，逐漸產生氧化物或雜質，導致油不斷變成劣化油，影響變壓器運行的安全。

6.1.2 粘度的變化。變壓器油的粘度小于1.8恩氏則表明是優質油，運行時間不斷增加、油質逐漸劣化，油的粘度會隨之越來越粘稠，不僅造成散熱困難，而且還會影響變壓器應用的壽命。

6.1.3 表面張力的變化。變壓器油表面張力的標準為35mN/m，油經過不斷運行會逐漸劣化，當油表面張力低于19mN/m時說明油的劣化嚴重，含有各種氧化物或其他雜質，嚴重威脅設備的運行安全。

6.2 化學性能變化對變壓器的影響

6.2.1 酸價的變化。油的有機酸和無機酸總稱為酸價，設備運行時間越久，酸價對設備的影響就越大，酸價值若超過0.1時，為避免發生事故，設備運行需立即停止。

6.2.2 pH值的變化。變壓器油的pH值越大，說明油質越純，待設備運行時間越長，pH值會越來越小，當pH值低于4.0時，說明油內的雜質、氧化物、油泥等越多，不僅造成金屬設備被腐蝕、絕緣性能被氧化，而且會增加油的導電性，嚴重威脅變壓器設備的安全運行，需立即停止運行。

6.3 電氣性能變化對變壓器的影響

6.3.1 介質損失的變化。新的變壓器油一般比較純，介質損失會比較小，可低于0.01，當變電器運行時間逐漸增長，油質逐漸被水分、氧化物或其他雜質影響而發生劣質后，介質的損傷也會越來越大，當油內水分大于0.002%以后，介質的損傷會更大，當水量達到0.01%時，則介質損失至0.2，一旦介質損失到0.3，其對變電器設備的運行安全會造成影響，需及時采取措施進行

處理。

6.3.2 擊穿電壓的變化。擊穿電壓同樣受油內水含量的影響，油內水含量越多，擊穿電壓會越低，如油內水分含量達0.02時，擊穿電壓會下降至純油時擊穿電壓的22%，當其下降一定值的情況下，會嚴重影響變壓器的運行，需及時進行解決。

7 加強運行設備的油務監督

7.1 平時觀察

平時加強油顏色、透明度、油位及有無漏油等情況，可提高設備的安全運行情況。油色以淡黃色或黃色為優質，若暗紅或發黑則說明是油劣化嚴重；透明度可確定其有無被雜質污染或被氧化；油位的觀察，需了解不宜過高也不宜過低，高則易滲出，低則易吸收空氣中水分等；觀察設備外有無油膩情況說明其有無漏油，一旦出現任何問題需及時進行處理。

7.2 正常與特殊取樣試驗

正常與特殊取樣試驗對變壓器油優劣的監督非常重要，可確保設備的正常運行。正常試驗需定期進行，并記錄各項指標，做好往年對比；特殊試驗則可定量進行，以此可促使設備的安檢及運行。

7.3 采取防劣措施

油務監督工作中抗氧化劑的定期檢查和及時補充非常關鍵，當抗氧化劑為0.3%～0.5%時可起到良好的抗氧化作用，若小于0.15%則不會起到有效的抗氧化作用。工作人員需定期進行檢查，及時補充使其達到抗氧化作用的范圍，從而提高油的質量，延長設備的運行壽命。

8 結語

總之，變壓器油的簡化試驗、好壞鑒別、性能變化等，都能良好地反映變壓器運行中存在的問題，因此，應加強變壓器油的監督和監測，提高油的優質應用，促進變壓器設備的安全運行。

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作者簡介：李紅衛（1965-），女，吉林長春人，長春供電公司修試所工程師，研究方向：變壓器油務化驗及色譜分析。

（責任編輯：陳 潔）