變壓器油介損值升高原因及處理探討

王偉行

摘 要：在電力變壓器中，會(huì)產(chǎn)生變壓器油介損值升高的現(xiàn)象，本文針對(duì)這一現(xiàn)象的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并介紹變壓器油介損值升高的處理措施。

關(guān)鍵詞：變壓器油;介損值升高;處理方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.060

0 引言

變壓器油做為變壓器絕緣和冷卻的介質(zhì)，其絕緣性能的好壞直接影響變壓器本身的整體絕緣。變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)（介質(zhì)損耗角正切tanδ，簡稱介損）是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，它反應(yīng)油中泄漏電流所引起的功率損耗，此參數(shù)可以判斷變壓器油的劣化及污染程度。對(duì)此參數(shù)進(jìn)行有效控制，是保持變壓器安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一項(xiàng)重要手段。

1 變壓器油介損的含義

介質(zhì)損耗角正切（tanδ），也叫介質(zhì)損耗因數(shù)，簡稱介損，是變壓器油的一個(gè)重要參數(shù)，它取決于油中的離子含量。普遍精煉的變壓器油，這一指標(biāo)可以達(dá)到。但它對(duì)各類污染物非常敏感，只要一點(diǎn)點(diǎn)，就可以使介損增加很多。變壓器油屬于弱極性介質(zhì)，當(dāng)使用工頻電壓作用于它時(shí)，分子可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，不會(huì)引發(fā)松弛損耗的現(xiàn)象，導(dǎo)致介質(zhì)出現(xiàn)損耗情況的原因在于電導(dǎo)，所以也可以說電導(dǎo)率值的高低影響著變壓器油介損值的大小，組成變壓器的電導(dǎo)可分為兩個(gè)方面，其一為離子電導(dǎo)，再者是電泳電導(dǎo)。從化學(xué)上看，變壓器油屬于烴類混合物，自身不存在離子電導(dǎo)，只含有多種物質(zhì)混雜形成的雜質(zhì)分子，通過離解最終形成離子電導(dǎo)。同時(shí)變壓器油分子將離子吸附過來從而形成體積大于分子的帶電膠體，而這種膠體形成電泳電導(dǎo)，通常來說離子電導(dǎo)沒有電泳電導(dǎo)體積大。

2 變壓器油介損值升高的原因

（1）油老化。油老化現(xiàn)象是指受到外界環(huán)境影響，變壓器油的組成成分將出現(xiàn)較多的化學(xué)變化，隨著油層的顏色加深，其富含的有機(jī)酸變多，增加了油的離子電導(dǎo)性能，從而使得變壓器的油介損值升高。由于現(xiàn)在我們國家的變壓器油都通過煉油廠的仔細(xì)制取獲得，油中富含少量的T501抗氧化劑，基于此，油老化的速度降低，使得油的介損值升高的速率相應(yīng)地受到影響。當(dāng)變壓器老化的時(shí)間增加，變壓器的油量先進(jìn)行一個(gè)短暫的增加，然后再慢慢地下降，最后又繼續(xù)增大，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因經(jīng)過分析可知是由于油在氧化的初期生成了低分子有機(jī)酸和過氧化物，受到電場的影響電離最終生成帶電荷的離子，使得油介損值升高;伴隨著氧化作用的加劇，產(chǎn)生了聚合、縮合反應(yīng)，由導(dǎo)電性能較好的低分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電性能較差的高分子物質(zhì)的過程中，變壓器油的介損值下降，但在增加了氧化時(shí)間后，油里的極性物質(zhì)變多，從而其介損值又會(huì)上升，當(dāng)油中發(fā)現(xiàn)油泥的存在，此時(shí)變壓器的油介損值達(dá)到最大，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生極大地影響了變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。另一種情況是變壓器在運(yùn)行不久后介損快速升高，在進(jìn)行了換油、過濾吸附等措施后，介損降低但很快出現(xiàn)反彈，再進(jìn)行幾次過濾、吸附操作最終使介損達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。將濾紙上的棕黑色顆粒使用核磁共振譜、紅外光譜、色譜、質(zhì)譜的方法分析得知，其主要成分為醇酸樹脂，其來源為變壓器內(nèi)部的絕緣漆。為了防止油漆對(duì)變壓器油介損產(chǎn)生影響，在變壓器生產(chǎn)過程中，凡是與變壓器油接觸的油漆，均需進(jìn)行變壓器油相容性實(shí)驗(yàn)，只有相容性沒有問題的油漆才可以使用到產(chǎn)品中。

（2）混油。不同的油質(zhì)不能混合使用，采用不同工藝獲取得的相同油質(zhì)也不能混合使用，當(dāng)兩種及以上油質(zhì)混合后，變壓器油介損會(huì)升高。在變壓器油中摻雜機(jī)械油、潤滑油等會(huì)對(duì)介損產(chǎn)生非常大的影響，混油實(shí)驗(yàn)見表1。作業(yè)過程中，如果需要混油，必須先進(jìn)行混油實(shí)驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果決定是否混合。

（3）污染。變壓器油中混入雜質(zhì)、金屬離子、極性化合物后，將和油質(zhì)分子形成膠質(zhì)物，增加電導(dǎo)性，使變壓器油介損升高，但其他物理、化學(xué)指標(biāo)無明顯改變。這種現(xiàn)象在變壓器生產(chǎn)、安裝、維護(hù)等過程中容易出現(xiàn)。常用金屬零件直接浸泡在變壓器油中會(huì)導(dǎo)致其介損升高超標(biāo)，同樣的零件經(jīng)表面脫脂除銹磷化處理后浸泡在變壓器油中會(huì)導(dǎo)致其介損升高但不會(huì)超標(biāo)。在實(shí)際作業(yè)中，應(yīng)避免不干凈的零件直接接觸變壓器油。

3 處理方法

（1）真空過濾法。采用真空濾油機(jī)去除變壓器油中的水分、氣體、機(jī)械雜質(zhì)等具有良好效果，可有效降低變壓器油介損，提高其綜合性能。

（2）吸附過濾法。吸附過濾法使用固體吸附材料吸附變壓器油中的導(dǎo)電離子、膠體等物質(zhì)，可以有效降低變壓器油介損值，常見的固體吸附劑為硅膠、活性氧化鋁、活性白土、分子篩等。選擇吸附劑時(shí)應(yīng)注意選擇吸附性能較好、表面積較大、透孔率較好、極性物質(zhì)的選擇性能良好的材料。

（3）吸附濾板法。吸附濾板不僅具備吸附的功能，還能進(jìn)行過濾，可與壓濾機(jī)搭配使用，使用活性白土作為脫色劑，利用粉末狀的活性氧化鋁制成吸附劑，在吸附劑的那一層兩邊使用多層濾油紙累加進(jìn)行過濾操作，能同時(shí)滿足吸附和過濾功能。先烘干濾油紙和吸附濾板，在兩張濾油紙中間夾一張吸附濾板，再用壓濾機(jī)壓緊。

4 結(jié)語

綜上所述，各種雜質(zhì)均會(huì)影響變壓器油介損，在生產(chǎn)、安裝等各個(gè)過程要防止雜質(zhì)混入變壓器油中。當(dāng)變壓器油介損值升高后，應(yīng)使用真空過濾法、吸附過濾法、帶吸附劑的吸附濾板法等方法使變壓器油介損值恢復(fù)到合格范圍。

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