基于天然酯油的環保型變壓器

葉文郁 陳玉峰 王善龍

摘 要：自變壓器產生以來，核心問題始終圍繞在變壓器升壓與降壓的設計，變壓器所造成的環境影響很少被提及?；谔烊货ビ偷沫h保型變壓器的產生，在環境與健康保護方面具有非凡的意義。天然酯油代替了傳統礦物油，使人類與自然可以和諧相處并有序的發展。

關鍵詞：變壓器；天然酯油；環保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.158

0 引言

可持續、可再生能源成為當今全球能源部門的主題。環保型電氣設備正在進行大量的投資和廣泛的研究。這項研究和開發為整個電網系統和能源供應系統帶來了新的市場和挑戰。

配電變壓器一般分為油浸式變壓器和干式變壓器。國內國外廣泛的采用油浸式變壓器用于電網領域及工業領域，油浸式變壓器通常采用礦物油作為原料。世界上首臺基于天然酯絕緣油420kv電力變壓器的產生，邁出了天然酯油替代礦物油的重大一步。時代是不斷發展進步的，在反復對天然酯油變壓器進行測試與運用后，基于天然酯油的環保型變壓器優點更為顯著，很好的適用于35kv以下的電力系統。天然酯與礦物油相比，在可持續性和環境方面有很大的優勢，然而，在變壓器的設計中，特別是在大型電力變壓器的設計中，仍然面臨許多挑戰。

1 油浸式變壓器概述

變壓器的用途是多方面的，廣泛存在于我們的生活之中。變壓器是一種靜止的電器，由同在一個鐵芯上的繞組通過交變磁場而相互作用，用于轉變電壓與電流的等級。

變壓器的分類多種多樣，油浸式變壓器在電力系統十分常見。油浸式變壓器主要由鐵芯、繞組、絕緣套管和油箱等部分組成。磁路是由鐵芯構成，鐵芯外面套有線圈，導線燒制成為線圈，與負載或者電源直接接觸的一個線圈或幾個線圈的結合稱為繞組。變壓器整體的器身放在油箱里面，正是油箱的存在，使整個變壓器得到了整體的支撐并且有著良好的冷卻散熱能力。油箱中充滿的變壓器油是不可或缺的，具有冷卻和絕緣的作用。變壓器運行中會產生很多熱量，為了保證變壓器的散熱能力，在變壓器的油箱上通常裝有大量的油管，增大了油箱壁的散熱面積。變壓器產生的熱量通過變壓器油及油箱壁就向外排出了。

2 礦物油的缺點

如前文所述，國內國外的油浸式變壓器主要采用礦物油作為絕緣油，雖然礦物油價格低廉，推廣度很高，但是在使用過程中發現了很多亟待解決的問題。

礦物油的燃點很低，在使用過程中容易發生失火現象。每年變壓器都會發生失火故障，不但會損壞相鄰的電氣設備，還會對人身安全造成很大的影響。相對頻繁的失火故障導致在變壓器中還要加上相應的滅火裝置，提高了電氣設備的成本。

變壓器漏油是常見的故障之一，礦物油從變壓器流出，會對人的身體健康造成極大影響。同時礦物油污染環境嚴重，每一噸礦物油能使一百噸飲用水受到污染。如果礦物油誤流入土地中，可造成土壤中的微生物全部死亡。此外，對于廢棄礦物油的處理也十分的繁瑣，要經歷蒸餾、壓濾、冷卻、過濾等過程。

隨著時代的發展，礦物油作為絕緣油用于變壓器中對人與自然造成的危害遠遠大于礦物油帶來的益處，國內外逐步把眼光放在綠色環保型變壓器的設計上。

3 天然酯油

3.1 天然酯油簡述

酯類絕緣油的出現源自于二十世紀，酯類是一種有機母體通過農產品提取或化學方法合成的有機化合物，分為天然酯和合成酯。如今天然酯的運用已經十分廣泛與成熟，非常適合作為絕緣材料使用。目前市場運用比較廣泛的絕緣油有阻燃性天然酯絕緣冷卻液、高油酸植物絕緣油等。阻燃性天然酯絕緣冷卻液的成分主要是由大豆提煉，高油酸植物絕緣油主要是由葵花籽提煉。天然酯油如今很好的占據了電力領域的市場，其優點下文將詳細敘述。

3.2 天然酯油的優點

天然酯油作為一種可再生能源，其中成分絕大部分為植物油，約占98%。天然酯油被稱為環境友好油，可以完全的進行生物降解，滲透速度很慢，不含有害成分，對土壤與水資源毫無污染。

天然酯油的燃點達到360℃，其可燃性極小，為高燃點的絕緣油。因此基于天然酯油的變壓器也有了很高的防火等級，將其用于消防設備中，消防設備得到了優化，可以很好的在人口稠密地區進行推廣。同時，將天然酯油運用于變壓器中，可以提升整體電氣設備的壽命。

隨著時代的發展，變壓器在我們生活中占得比重越來越重，變壓器從生產到運用的成本也隨之增加，曾經風靡的干式變壓器也因為經濟性差漸漸的被油浸式變壓器所取代，淡出了人們的視野。天然酯油因其防火性、抗潮性整體性價比高，很好的經濟性被大家所接受。

正是因為這些優點，天然酯油僅僅用了很短的時間得到了各國權威部門的認可，并朝著更好、更有利的方向發展。

4 結語

每個成功的背后都有精彩的故事，從第一臺天然酯變壓器的誕生到現在已經有超過一百萬臺天然酯變壓器在全世界運行。隨著國家對于環境的要求越來越高，基于天然酯油的環保型變壓器以其強有力的優勢得到了逐步的推廣。天然酯油變壓器的運用確立了國內外電氣領域建設綠色時代的發展方向，未來環保型電氣設備將逐步取代傳統的電氣設備，電氣領域將迎來綠色的新時代。

參考文獻：

[1]李劍，張召濤，鄒平等.植物油紙絕緣的介電與熱穩定性能[J].電力科學與技術學報，2010，25（01）：75-80.

[2]劉光祺，鐘力生，于欽學等.植物絕緣油研究現狀[J].絕緣材料，2012，45（03）：34-39.

[3]王白梅.植物絕緣油與充油變壓器絕緣材料相容性研究[D].重慶：重慶大學，2014.

[4]胡錦麗.綠色環保絕緣材料應用—天然酯絕緣油的發展回顧[J].電工文摘，2011，（05）.