解析變壓器絕緣油顆粒度指標控制及影響

董仲明（國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院，四川成都610072）

解析變壓器絕緣油顆粒度指標控制及影響

董仲明（國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院，四川成都610072）

絕緣油顆粒度指標的控制對絕緣油的電氣性能具有重要的影響，其中金屬顆粒物質(zhì)的含量對絕緣油的絕緣性能的影響特別不容忽視。因此高壓絕緣油和特高壓絕緣油對顆粒度的指標要求也在不斷的提高。本文主要針對變壓器絕緣油顆粒度指標的控制進行了分析，并討論了絕緣油中顆粒度對變電器絕緣強度的影響。

變壓器；絕緣油顆粒度；指標控制；影響

引言

絕緣油對保證變壓器的絕緣水平發(fā)揮著重要作用，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著變壓設(shè)備和電網(wǎng)的運行安全，所以對絕緣油的質(zhì)量要求很高，選擇標準也極其嚴格。在進行絕緣油選擇時主要依據(jù)絕緣油介電強度，油中水分含量和含氣量以及油中顆粒度等參數(shù)條件進行，這些參數(shù)目前都已經(jīng)接近油務處理設(shè)備的能力的極限值。隨著變壓器制造工藝的不斷改進和發(fā)展，變壓器內(nèi)部的各個絕緣部件越來越精密，絕緣距離也越來越短，在變壓器內(nèi)部的絕緣強度也越來越受到人們的關(guān)注和重視，所以近幾年來油中顆粒度質(zhì)量指標和油中顆粒度的處理技術(shù)的研究得到了施工單位和生產(chǎn)廠家的廣泛關(guān)注。

1　油中顆粒度指標對變壓器絕緣的影響

有資料顯示，法國在1980～1990年這十多年間有十幾起變壓器故障事件是由絕緣油顆粒度過高引起的，把經(jīng)過精密過濾后的達標的絕緣油投運后再也沒有發(fā)生任何事故。目前我們國家的特高壓的電網(wǎng)發(fā)展速度較快，為了確保電網(wǎng)好電力穩(wěn)定安全的運行，對特高壓設(shè)備有了更為嚴格具體的要求，正是因為這個要求，絕緣油顆粒度越來越被重視。

2　變壓器絕緣油凈化處理技術(shù)和過程

變壓器電壓等級和容量的提高，對油的顆粒度提出了更加苛刻的要求。顆粒度與變壓器油的生產(chǎn)及儲存運輸、變壓器箱體內(nèi)部清洗、過濾機精度及過濾機機體內(nèi)部環(huán)境處理、油品取樣前環(huán)節(jié)及取樣方法等都有極為密切的關(guān)系，這些因素直接影響顆粒度檢測數(shù)值大小，因此顆粒度檢測是一項復雜而精細并需要對每個檢測環(huán)節(jié)都十分重視的要求極高的工作。

現(xiàn)場主變油的凈化處理主要根據(jù)國家有關(guān)試驗標準來進行。一般情況下，首先對沒有經(jīng)過處理的油液進行粗略的過濾，然后進行二次過濾（精細的過濾），之后再對油液進行加熱并采用真空濾油機來進行脫水脫氣操作，在高真空的條件下降低油液中的水分的沸點可以快速有效的去除油液中摻雜的水分，并通過高精度的過濾濾芯來去除油液中殘留的雜質(zhì)，最終來實現(xiàn)凈化油液質(zhì)量的效果。

3　顆粒度取樣的關(guān)鍵技術(shù)

3.1顆粒度取樣瓶的清潔

對油中顆粒度的檢測是一種十分精細的工作，每個檢測環(huán)節(jié)都十分重要且要求極高。在進行檢測的每個環(huán)節(jié)中都要做到?jīng)]有任何雜質(zhì)灰塵的污染，首先要對取樣瓶的內(nèi)部按照顆粒度NAS-0級的標準進行處理，在進行清潔的過程中必須帶清潔手套和口罩，在清潔時，一般采用石油醚作為清潔的清洗液。清洗用的石油醚必須先進行2～3次過濾，然后用經(jīng)過過濾的石油醚對取樣瓶內(nèi)部，瓶蓋和塑料薄膜進行清洗，之后再墊上薄膜，蓋緊瓶蓋備用。

3.2現(xiàn)場的取樣和取樣方法

取樣現(xiàn)場的氣候條件和工作環(huán)境對絕緣油的顆粒度測定結(jié)果具有明顯的影響，霧霾、干旱、暴雨、洪澇和低溫等不同特點的氣候條件使取樣方法有所差異，施工現(xiàn)場取樣時可能需要采取防灰防塵措施。比如在四川西部地區(qū)，雨季降雨量大并且集中，相關(guān)的施工人員需要在現(xiàn)場濾油機外部覆蓋一層防雨防寒的保護板，并且自制小型的空氣清潔裝置 （如玻璃罩等）來阻斷外界環(huán)境的影響，在封閉性的環(huán)境下進行作業(yè)，如此可以有效地隔絕外界低溫環(huán)境和雨水天氣對樣品的影響，使其能夠保證操作的穩(wěn)定性。這類取樣的方法不需要電源且可以自由的移動，大大的降低了環(huán)境因素對油樣的污染。經(jīng)過反復的研究和實踐，我們發(fā)現(xiàn)取樣地點的不同，取樣容器的不同，油樣的靜止狀態(tài)都會對檢測的結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響，隨后經(jīng)過相關(guān)的單位進行討論得出以下結(jié)果：變壓器的絕緣油經(jīng)過濾循環(huán)之后，油液須靜置48h之后再進行取樣，在進行取樣時統(tǒng)一采用顆粒度專用的取樣瓶從本體的出口閥處進行油液樣品的提取，取樣品樣瓶的內(nèi)部必須進行顆粒度NAS-0級的標準的清潔處理，在瓶身檢測合格之后再進行取樣工作，在取樣的過程中要選用潔凈塑料管來替代乳膠管，在取樣時必須要佩戴橡膠手套和口罩，在取樣完成之后要立即送往試驗場所進行試驗。根據(jù)標準每個樣品要連續(xù)的進行5次試驗，將前兩次的試驗結(jié)果剔除之后，采納后3次的數(shù)據(jù)取3次數(shù)據(jù)的平均值作為此次試驗的最終結(jié)果。

總的來說應該注意：取樣應避免大風、雨天、濕度大灰塵多的氣候環(huán)境。到達現(xiàn)場須帶橡膠手套及佩戴口罩，倒掉取樣瓶中保留的少量清潔液，用干凈綢布沾取石油醚擦凈取樣閥口，再打開、關(guān)閉取樣閥3～5次以沖洗取樣閥，使用與閥口匹配的潔凈塑料管，放出取樣管路內(nèi)存留的油約7.5L，同時反復用油清潔塑料管口。在不改變通過取樣閥液體流量的情況下，移走污油桶，接入取樣瓶，塑料取樣管伸入瓶口2cm并不得觸碰到瓶壁進行取樣?，F(xiàn)場建議采用小型空氣清潔裝置，通過排風機阻斷外界環(huán)境干擾，進行全密封方式取樣，清潔裝置潔凈效率達90%以上，如此操作即可大大降低環(huán)境因素對油樣的污染。

4　絕緣油顆粒度對變壓器絕緣強度的影響和分析

4.1絕緣油顆粒物對變壓器絕緣強度的影響

變壓器的油液擊穿電壓和顆粒度之間存在著緊密的聯(lián)系，顆粒度會對不同的絕緣強度和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響，顆粒物如果沉積在絕緣材料的表面也會對設(shè)備的絕緣強度產(chǎn)生一定的影響。電力變壓器的低壓繞組和高壓繞組都有絕緣覆蓋，此時油中的顆粒對變壓器的絕緣的影響較小。在高電壓產(chǎn)品中絕緣覆蓋最容易受到損壞的部位主要是高電壓的套管屏蔽處和高壓的引線位置，一旦他們受到損壞，在油隙之間就沒有絕緣覆蓋，此時絕緣油的油中顆粒會對變壓器的絕緣產(chǎn)生巨大的影響。根據(jù)實際的變壓器的情況，可以判斷出絕緣油的顆粒物污染程度是影響絕緣油電氣性能的一個重要因素，其中高壓絕緣油和特高壓絕緣油對顆粒度的要求也在不斷的提高，對金屬顆粒物質(zhì)的含量要求更加嚴格。

4.2絕緣油顆粒物對變壓器絕緣強度的分析

顆粒種類的不同也會對絕緣強度產(chǎn)生不同的影響，金屬顆粒對變壓器的絕緣強度的影響大于非金屬物質(zhì)對變壓器的絕緣強度的影響。實際工作中金屬顆粒污染引起的變壓器故障發(fā)生頻率幾乎為零，原因就是大金屬顆粒物質(zhì)沉積在變壓器的箱底或者是在絕緣表面，一般都不會對絕緣強度產(chǎn)生重大影響，并且大金屬顆粒物質(zhì)的污染很容易發(fā)現(xiàn)并且處理的效果較好。在變壓器中小金屬顆粒物質(zhì)的含量一般較小，少量存在的小金屬顆粒物質(zhì)會被抗氧化劑吸附而失去自身活性。在絕緣油中懸浮的金屬顆粒常常會引起絕緣油介損的增高，從而被工作人員察覺異常，在變壓器故障發(fā)生前工作人員會因此對絕緣油進行處理，避免故障的發(fā)生。油液中主要存在的就是非金屬類顆粒雜質(zhì)，非金屬顆粒雜質(zhì)本身不會對變壓器絕緣產(chǎn)生較大的影響，但是有專家學者表示如果水分和雜質(zhì)同時存在變壓器中，就會對變壓器的絕緣強度影響明顯增加，所以油液中的顆粒度的檢測要和微量水分含量同時進行時，以便于對絕緣性能進行綜合性分析。顆粒的識別比顆粒計數(shù)更加重要，金屬顆粒會比纖維雜質(zhì)更加危險，所以在變壓器設(shè)備出現(xiàn)故障時必須要及時正確的對顆粒物的種類進行識別，以便于盡快的分析故障發(fā)生原因來解決故障問題。

顆粒度在不同類型的電壓下的對絕緣強度的影響也是不同的，雜質(zhì)顆粒在直流電壓的作用下更容易產(chǎn)生固定的運動，形成導電的電路橋，根據(jù)該類影響分析，變壓器的油液中的雜質(zhì)顆粒物質(zhì)對設(shè)備的介電強度的影響在直流電流下比在交流電流下的影響要大，雖然大部分變電站沒有直流電變壓器，但是目前特高壓變電站都在不同程度的進行高標準的建設(shè)。

5　結(jié)論

根據(jù)實際變壓器的情況，針對環(huán)境因素來進行適當?shù)姆雷o措施，在顆粒度指標降不下來時要仔細檢查試驗的每個環(huán)節(jié)，還要對濾油機進行檢查。在變壓器的運行和維護中，要對顆粒物進行識別，在濾油循環(huán)的過程中要經(jīng)過靜置48小時后才能進行取樣。通過對變壓器絕緣油標準比較和分析得知，絕緣油的質(zhì)量控制標準較多，試驗的項目和質(zhì)量指標的要求也不同，應根據(jù)實際情況選擇執(zhí)行正確的標準。

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TM407

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2095-2066（2016）31-0057-02

2016-10-23

董仲明（1965-），男，工程師，大學本科，主要從事電力用油分析工作。