變壓器絕緣油中微生物生長研究

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(1.國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院，四川 成都 610072；2.國網(wǎng)四川省電力公司供電服務(wù)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(huán)烷烴和芳香烴組成，其非極性結(jié)構(gòu)分子具有良好的絕緣等性能，因此能夠在變壓器內(nèi)起著絕緣、冷卻和滅弧作用。變壓器絕緣油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及使用過程中易受污染而使其電氣性能下降，如介質(zhì)損耗因數(shù)及介電常數(shù)增加、擊穿電壓降低等，這些性能的變化嚴(yán)重破壞了變壓器的安全運(yùn)行，給電力系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

近年來有關(guān)微生物污染變壓器絕緣油的研究報(bào)道很多，吉林大學(xué)姚麗麗[1]等人用自制的JOA無機(jī)鹽營養(yǎng)液培養(yǎng)出能夠以變壓器介質(zhì)油為唯一碳源的微生物；韋強(qiáng)[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(chǎn)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(yùn)行環(huán)境條件下是否生長增殖。

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

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)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(yǎng)箱(SC-50X型)，四川吉峰農(nóng)業(yè)機(jī)電設(shè)備廠。

手提式壓力蒸汽滅菌鍋(YXQ.SG46.280-B)，成都勝利醫(yī)用設(shè)備廠。

單人凈化工作臺(tái)(SW-CJ-IO型)，蘇州凈化設(shè)備有限公司。

顯微鏡(XS-18型)，江南光電(集團(tuán))股份有限公司。

常規(guī)器具：燒杯、三角瓶、移液管、量筒、培養(yǎng)皿、滴管、載玻片及蓋玻片、接種環(huán)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)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(diào)節(jié)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(yǎng)法

在干燥器隔板下面放置一定量用紗布包好并用細(xì)線系住的焦性沒食子酸，將接種后的培養(yǎng)物置于隔板上，用美藍(lán)作氧氣指示劑，從干燥器一側(cè)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(nèi)即形成無氧環(huán)境。

1.2.3 分離純化方法

挑取一杯培養(yǎng)液于預(yù)先準(zhǔn)備好的平板上進(jìn)行劃線，蓋上皿蓋，然后將平板倒置于37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)數(shù)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(jìn)行劃線分離培養(yǎng)。經(jīng)過反復(fù)多次劃線分離培養(yǎng)，直至從培養(yǎng)液中挑出特征具有單一、質(zhì)地均勻的菌落。

1.2.4 微生物鑒定

在顯微鏡下觀察細(xì)胞的形狀、大小及排列情況；革蘭氏染色反應(yīng)等確認(rèn)微生物是否為純種；生理化實(shí)驗(yàn)確定該菌可能所屬的屬、種。

2 試驗(yàn)結(jié)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(jìn)行厭氧培養(yǎng)，10天后對培養(yǎng)的微生物進(jìn)行分離純化后顯微觀察和生理化實(shí)驗(yàn)鑒定微生物的種屬。

2.1.1 微生物菌落形態(tài)

分離得到的4株厭氧菌經(jīng)革蘭氏染色過后在顯微鏡下觀察其菌落形態(tài)及個(gè)體形態(tài)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(tài)呈不規(guī)則假根狀，邊緣為裂葉狀，個(gè)體形態(tài)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(chǎn)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(shí)驗(yàn)鑒定

由表1生理化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，依據(jù)伯杰氏細(xì)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(hào)菌屬于消化球菌科八疊球菌屬；Y2號(hào)菌可歸為韋榮氏球菌科屬Ⅰ韋榮氏球菌屬；Y3號(hào)為革蘭氏陽性、甲基紅試驗(yàn)為陽性、可發(fā)酵葡萄糖。從這些特點(diǎn)可以確定其為芽孢桿菌屬的蠟狀芽孢桿菌種；Y4號(hào)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(jī)鹽固體培養(yǎng)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(yǎng)3天后進(jìn)行梯度稀釋法計(jì)數(shù)，結(jié)果如圖5。

表1 生理化實(shí)驗(yàn)結(jié)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(huán)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(dāng)溫度高于50 ℃后時(shí)，微生物蛋白質(zhì)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(yùn)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(yǎng)10天后，觀察菌數(shù)變化。

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

3 結(jié) 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(dāng)溫度達(dá)到50 ℃以上時(shí)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(huán)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(zhì)油中放線菌的研究[J].吉林大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào), 2000(1):91-94.

[2] 韋強(qiáng)，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(zhì)油中放線菌對油介損的影響[J].吉林大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào), 2002(4):200-203.