变压器油高温介损值不稳定原因分析与对策

电力18讯：    作者：曹东

    0引　言

　　介质损耗因数的大小对判断变压器油的劣化与污染很敏感，新油中极性杂质很少，介损值很微小。但当劣化和受到污染时，所生成的极性杂质和充电胶体逐渐增加，介质损耗随之增长，油老化产物甚微，当化学方法检测不出时，高温介质损耗因数tanδ%(90℃)能明显分辨出来，我们曾对省内某220 kV变电所的一台变压器油样在不同时期内进行取样跟踪试验，结果发现高温介损值出现不稳定的现象，有时甚至差异较大，本文对造成这种现象的原因进行了分析。

　　1　变压器在安装时受到污染

　　变压器在安装时附有尘埃、杂质，投入运行一段时间后，胶体杂质渐渐析出。胶体粒子直径较小，一般仅在10－9～10－7m，扩散慢，但有一定的活动能量，粒子可自动聚结，由小变大，为粗分散系，处于非平衡的不稳定状态。当超出胶体范围时，因重力而沉积，但胶体的稳定性大，沉积时间缓慢，且受温度、电压的影响。由于胶体自动聚结，处于非平衡的不稳定状态，使分散体系在各水平面上的浓度不等，一般认为，底部浓度及设备底部油的介损值较大，上层油的介损值较小，因此，取样部位的不同直接影响变压器油介质损耗的测定。

　　2 油―固体绝缘的水平衡交换

　　充油设备中绝缘油和油浸绝缘材料来源有：外部浸入；内部自生。

　　外部浸入。首先是变压器等电气设备的制造过程中绝缘材料虽经干燥处理，但其深层仍含有残余水份，在运输、安装过程中如保护措施不当会使绝缘材料再度受潮，运行中呼吸系统进潮气，通过油面渗入油内。

　　内部自生。设备内部产生水分是指固体绝缘材料和变压器在运行过程中，由于氧化热裂解而生成水份，绝缘油在运行温度下并有溶解氧存在时，其氧化作用加快，产生有机酸生成水分。

　　水在纤维―空气与纤维―油中于一定温度下达到分布平衡，油和纸中所含的水份可相互转换，当温度较高时，油中含水率增高，而纸中含水率降低，纸中水分向油中扩散；当温度降低时，纸中含水率增高，而油中含水率降低，绝缘纸将从油中吸收水份，运行变压器油中含水量与油温、季节(气温)的变化由此产生。油中含水量存在夏季高，冬季低的现象。但油和纸之间水份的平衡过程不能在短期内完成，对大型变压器在运行温度较为稳定的情况下，这种平衡要几个月才能达到，因此，绝缘油高温介损会因在不同季节测定时变化。

　　3 微生物的污染

　　由于油中含有水、空气、碳化有机物、各种矿物质，形成了微生物生长的基本条件，微生物在这种特殊的环境条件下生存并繁殖。油的高温介损测试对油中微生物极为敏感，主变在不同时期内所带负荷不同，运行油温及微生物在不同的温度下繁殖速度也不同，所以，油的高温介损值不稳定。此外，变压器油处在全密封、缺氧和无光的器身中，油中的微生物厌氧和厌光。对放置较长时间后进行介损测试，特别是在无色透明玻璃瓶中放置的，其介损值会变小。

　　4　不同试验设备的测量差异

　　用不同型号、制造厂家的油介损测试设备进行同一油样试验时，存在随机和操作误差。当高压标准电容器的损耗值较大、电桥的准确度达不到要求或温控装置加热过快、过慢时，是影响油介损测量的直接原因。当用同一台设备进行重复试验时，两次测量差值不应超过0.01%，由于充电导体对绝缘油的介质损耗影响十分强烈，因此，对绝缘油的取样容器应注意防止污染，试验前必须彻底清洗测量电极(油杯)，保证空杯的介损值<5×10－5，并在湿度小的清洁的试验室内进行，将绝缘油试样注入测量电极，加热到终点温度后立即测量。在试验中发现即使不加压其损耗因数也可能会随时间而变化，一般认为，温度平衡时的初始试验值代表油样的真实数据，最好在达到温度平衡后立即测量。

　　5 结　语

　　综上所述，我们对同一台变压器油样进行取样跟踪试验过程中，发现了介损值不稳定的现象，对于品质良好和运行中未受到污染的绝缘油，不会出现此现象，如试验数据差异较大，又出现整体绝缘下降的情况，应对绝缘油进行吸附滤油处理。

　　作者简介：朱琦　1963年生，工程师，现从事高电压计量测试工作。

　　作者单位：朱琦 (安徽电力试验研究所　合肥　230022)

　　参考文献：

　　［1］周祖康等.胶体化学基础.北京：北京大学出版社，1987

　　［2］邬家义.微生物对变压器油的深度污染.变压器，1994，(4)：8