石蠟基變壓器油析氣性改進(jìn)研究

鄧詩鉛+王澤愛+黃小珠+黃波

摘要：析氣性是特殊變壓器油關(guān)鍵性能之一，文章研究了烷基苯、合成酯、A和B四種物質(zhì)及其用量對(duì)石蠟基變壓器油析氣性改進(jìn)效果的影響。結(jié)果表明：相同加量下B的改進(jìn)效果最優(yōu)，其次是A、烷基苯和合成酯。0.3% B和10% 烷基苯復(fù)合使用時(shí)不僅顯著改善石蠟基變壓器油的析氣性能，且其他性能完全滿足GB 2536-2011的指標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：變壓器油；石蠟基礎(chǔ)油；析氣性

中圖分類號(hào)：TE626.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

變壓器油的析氣性是指在高壓電場(chǎng)作用下，變壓器油中的烴分子發(fā)生物理、化學(xué)變化時(shí)出現(xiàn)的吸氣或放氣特性，這與不同類型變壓器油的化學(xué)組成有密切關(guān)系[1-2]。芳香烴和不飽和烴吸收氣體，而環(huán)烷烴和鏈烷烴放出氣體，但環(huán)烷烴放氣量相對(duì)鏈烷烴較小。變壓器油使用中放出的氣體以游離狀態(tài)的氫氣泡存在，即氣穴，危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。特別是近年來，隨著輸變電系統(tǒng)等級(jí)向高電壓、大容量、低損耗方向發(fā)展，500 kV以上的高壓轉(zhuǎn)輸電纜和高電壓大容量變壓器相繼投入使用，對(duì)變壓器油的析氣性提出了更高要求[3]。中海油能源發(fā)展惠州石化分公司以加氫尾油為原料，采用Chevron公司加氫異構(gòu)脫蠟和加氫精制技術(shù)，主要生產(chǎn)Ⅱ類和Ⅱ+加氫基礎(chǔ)油，主產(chǎn)品為60N、100N、150N和220N。其中60N具有優(yōu)良的高低溫性、熱穩(wěn)定性和氧化安定性等特性，是配制變壓器油的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油。60N的石蠟基特性決定了以其為基礎(chǔ)油調(diào)配的-30 ℃變壓器油析氣性值偏大，一定程度上限制了在超高壓電氣絕緣設(shè)備上的使用。

本文研究了烷基苯、合成酯、A和B共四種物質(zhì)對(duì)60N為基礎(chǔ)油的-30 ℃變壓器油析氣性的改進(jìn)效果，同時(shí)考察了其對(duì)變壓器油其他性能的影響。

1.實(shí)驗(yàn)

1.1主要實(shí)驗(yàn)原料與試劑

（1）-30 ℃變壓器油，中海油能源發(fā)展惠州石化分公司生產(chǎn)。

（2）烷基苯、合成酯、A和B四種物質(zhì)中，B為固態(tài)，熔點(diǎn)80～82 ℃。烷基苯、合成酯和A三種物質(zhì)的一般理化性能見表1。

（3）試劑包括1，1，1—三氯乙烷，鄰苯二甲酸二丁酯，正庚烷、丙酮、石油醚等，均為分析級(jí)。表1一般理化性質(zhì)

項(xiàng)目密度（20℃）/g·cm-1黏度（100℃）/mm2·s-1閃點(diǎn)（開口）/℃傾點(diǎn)/℃酸值/mgKOH·g-1烷基苯0.864.3220-530.01合成酯0.922.3180-500.09A0.904.6222-390.05

1.2主要實(shí)驗(yàn)儀器

（1）變壓器油析氣性測(cè)定儀，型號(hào)TP575，北京時(shí)代新維測(cè)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)；

（2）變壓器油氧化安定性測(cè)試儀，型號(hào)TP622，北京時(shí)代新維測(cè)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)；

（3）變壓器油全自動(dòng)張力測(cè)試儀，型號(hào)SCZL203，深圳海盛康科技有限公司生產(chǎn)；

（4）絕緣油介電強(qiáng)度測(cè)試儀，型號(hào)SCJD901，深圳海盛康科技有限公司生產(chǎn)；

（5）變壓器油介損及體積電阻率測(cè)試儀，型號(hào)SCJS601，深圳海盛康科技有限公司生產(chǎn)；

（6）其他實(shí)驗(yàn)儀器包括黏度測(cè)定儀、水分測(cè)定儀、加熱套、脫水過濾設(shè)備等。

1.3實(shí)驗(yàn)樣品的制備

將烷基苯、A和B以不同劑量加入-30 ℃變壓器油中，加熱至60 ℃左右，攪拌溶解至透明液體，然后過濾即得樣品。

1.4析氣性指標(biāo)的確定

項(xiàng)目GB 2536-2011指標(biāo)-30℃變壓器油+復(fù)配劑-30℃變壓器油實(shí)驗(yàn)方法功能特性傾點(diǎn)/℃≤-30-46-44GB/T 3535運(yùn)動(dòng)黏度/mm2·s-1[5]GB/T 26540℃≤129.709.68-30℃≤1800658.8457.3 水分含量/mg·kg-1≤3023.619.4GB/T 7600擊穿電壓（處理前）/kV≥3042.743.4GB/T 507密度（20℃）/kg·m-3≤895827.6827.0SH/T 0604介質(zhì)損耗因數(shù)（90℃）≤0.0050.00150.0012GB/T 5654精制穩(wěn)定特性外觀清澈透明，無沉淀物或懸浮物目測(cè)酸值/mgKOH·g-1≤0.01≤0.01≤0.01SH/T 0836水溶性酸堿無無無GB/T 259硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%無通用要求<0.001<0.001SH/T 0689界面張力/mN·m-1≥4053.352.7GB/T 6541腐蝕性硫非腐蝕性非腐蝕性非腐蝕性SH/T 0804抗氧化添加劑含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.080.0290.03[5]SH/T 0802含微量抗氧化添加劑油（T）2-糠醛含量/mg·kg-1≤0.1未檢出未檢出NB/SH/T 0812運(yùn)行特性氧化安定性（120℃）試驗(yàn)時(shí)間：（T）總酸值/mgKOH·g-1≤1.20.050.029NB/SH/T 0811含微抗氧化添油泥（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.80.250.015 加：332h介質(zhì)損耗因數(shù)（90℃）≤0.50000.1290.020GB/T 5654析氣性/μL·min-1無通用要求4.4935.11SH/T 0810健康安全環(huán)保閃點(diǎn)（閉口）/℃≥135176.0181GB/T 261稠環(huán)芳烴（PCA）含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤30.12<0.10NB/SH/T 0838多氯聯(lián)苯（PCB）含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%檢測(cè)不出檢測(cè)不出檢測(cè)不出SH/T 0803

由表5可知，加入復(fù)配劑前后-30 ℃變壓器油都滿足GB 2536-2011指標(biāo)要求。加入復(fù)劑后油品的抗析氣性能顯著提高，抗氧化性能略有降低，其他性能變化很小。目前，烷基苯約1.4萬元/噸， A物質(zhì)約4萬元/噸，B物質(zhì)約0.6萬元/噸，-30 ℃變壓器油約0.9萬元/噸。如果單獨(dú)使用烷基苯或A，其加量大于20%才能達(dá)到析氣性的指標(biāo)要求，將大幅度提高-30 ℃變壓器油的成本；B與烷基苯復(fù)配時(shí)增加的成本最低，約0.95萬元/噸。

3結(jié)論

（1）在-30 ℃石蠟基變壓器油中加入相同劑量的合成酯、B、A和烷基苯，析氣性的改進(jìn)效果為合成酯<烷基苯

（2）B 0.3%， 烷基苯10%復(fù)配加入到-30 ℃石蠟基變壓器油中顯著提高析氣性能，對(duì)抗氧化性能有一定程度的負(fù)面影響，但實(shí)測(cè)值仍遠(yuǎn)優(yōu)于GB 2536-2011指標(biāo)要求。且其經(jīng)濟(jì)性最佳，增加成本約0.05萬元/噸。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郝有明，溫念珠，范玉華，等.電力用油（氣）實(shí)用技術(shù)問答[M].北京：中國水利水電出版社，2002：62-63.

[2] 凌愍.變壓器用油的析氣性問題[J].電力設(shè)備，2005，6（1）：12-15.

[3] 祁炯. 500kV 超高壓用油析氣性能分析[J].安徽電力，2003（3）：54-55.

收稿日期：2014-04-02。

作者簡(jiǎn)介：鄧詩鉛，油品化工（見習(xí)）工程師，2009年畢業(yè)于后勤工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)從事潤(rùn)滑油新產(chǎn)品開發(fā)工作。E-mail：dengshq@cnooc.com.cn2014年10月Oct.2014潤(rùn) 滑 油LUBRICATING OIL第 29卷 第5期 Vol.29，No.5