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1、第二章 绝缘油的气相色谱试验与分析 第一节 充油电气设备内部主要绝缘材料的性能 充油电电气设备设备 主要绝缘绝缘 材料：绝缘绝缘 油、油浸纸纸 一、变压变压 器油的性能 变压变压 器油的耐电电强度、传热传热 性及热热量都比空气好 得多，因此目前国内外的电电气设备设备 ，特别别是大中型 电电力变压变压 器和电电抗器、电电流互感器、电压电压 互感器等 基本上都采用油浸式结结构，并且变压变压 器油起着绝缘绝缘 和散热热的双重作用。 运行中的变压变压 器油质质量标标准 序号项目设备电压等级 /kV 质量标准检验方法 投入运行前的油运行油 1外状透明、无杂质或悬浮物外观目视 2水溶性酸/pH5.44.2
2、GB/T7598 3酸值（mgKOH/g）0.030.1GB/T7599或 GB/T264 4闪点（闭口） / 140（10、25号油） 135（45号油） 与新油原始测定值 相比不低于10 GB/T261 5水分/（mg/L）330500 220 110 10 15 20 15 25 35 GB/T7600 或GB/T7601 6界面张力（25）/（ mN/m） 3519GB/T6541 7介质损耗因数（90）500 330 0.007 0.010 0.020 0.040 GB/T5654 8击穿电压/kV500 330 66220 35及以下 60 50 40 35 50 45 35 30
3、 GB/T507 或DL/T429.9 9体积电阻率（90） /m) 500 330 6101011010 5109 GB/T5654 或DL/T421 10油中含气量/（%）（ 体积分数） 33050013DL/T423或 DL/T450 11油泥与沉淀物/（%） （质量分数） 0.02（以下可忽略不计）GB/T511 12油中溶解气体组分含 量色谱分析 按DL/T722-2000规定GB/T17623 GB/T7252 取样油温为4060 运行中变压变压 器油的质质量随着老化程度与所含杂质杂质 等条件不同而变变化很大，除能判断变压变压 器故障的项项目 （如油中溶解气体色谱谱分析等）外，通常
4、不能单单凭任 何一种试验项试验项 目作为评为评 价油质质状态态的依据，应应根据几 种主要特性指标进标进 行综综合分析，并随变压变压 器电压电压 等级级 和容量不同而有所区别别。 运行中变压变压 器油常规检验规检验 周期及检验项检验项 目如下表 。 表22 运行中变压器油常规检验周期及检验项目 设备名称设备规范检验周期表5.1.1中检验项目 变压器 （电抗器） 330500kV设备投运前或大修后每年 至少一次 必要时 110 13，510 4，11 66220kV、8MVA 以上 设备投运前或大修后每年 至少一次 必要时 19 13，5，7，8 6，9，11 35 kV设备投运前或大修后三年 至
5、少一次 自行规定 套管设备投运前或大修后每年 13年 必要时 自行规定 由于充油电电气设备设备 容量和运行条件的不同，油质质 老化的速度也不一样样。当变压变压 器用油的PH值值接近4.4 或颜颜色骤骤然变变深，其他某项项指标标接近允许值许值 或不合 格时时，应缩应缩 短检验检验 周期，增加检验项检验项 目，必要时时采 取有效处处理措施。 二、固体绝缘绝缘 材料的性能 充油电电气设备设备 的内绝缘绝缘 常采用油纸绝缘结纸绝缘结 构，所 用的植物纤维纸纤维纸 及其制品包含： 电缆纸电缆纸 、电话纸电话纸 、皱纹纸皱纹纸 、金属皱纹纸皱纹纸 、点胶绝缘绝缘 纸纸、绝缘纸绝缘纸 板等。 油纸绝缘纸绝缘
6、 的优优点： 变压变压 器油与绝缘纸绝缘纸 相结结合构成的油纸绝缘结纸绝缘结 构具 有很高的耐电电强度，比两者分开单单独的（油和纸纸）任 何一种材料都高得多。由于油的绝缘绝缘 强度和介电电系数 低于纤维质纤维质 ，油承受较较大的电场电场 强度，因此，用纸纸 把油分成一定数量的小油隙，既可以消除油中纤维杂纤维杂 质质的积积累而不易形成“小桥桥”，又可以使电场电场 均匀， 提高绝缘绝缘 的电电气强度。 油纸纸绝缘绝缘 的缺点： 油和纸纸两者均易被污污染，只要含百分之几的杂质杂质 ， 影响就相当严严重。因此，在工艺过艺过 程中要尽可能地获获 得较纯净较纯净 的油和纸纸，并根据此选择选择 合适的工作场
7、场强， 才能保证变压证变压 器绝缘结绝缘结 构的可靠性。 1、绝缘纸绝缘纸 纸纸的分子结结构有羟羟基，宏观观上为为多孔结结构，极易吸引水分，在正常大 气条件下含水分为为7%9%，饱饱和时时可达15%。纸纸易被干燥，即使在空气中 加热热也可干燥至含水分仅仅0.1%，而在真空中可大大提高干燥速度。由于纸纸 和水的亲亲和力较较油和水的亲亲和力强，因此，一般纸纸都从油中吸收水分，并 且纸纸吸收水分后不会与油平均分担水分而影响耐电电强度、绝缘绝缘 老化和机械 强度。同时还应时还应 指出，纸纸在干燥过过程中不仅仅很难驱难驱 出纸层纸层 中的最后残存水 分（约约0.1%），而且一般在干燥的最后阶阶段极易伴有
8、热热老化分解而放出的 水分，两者难难以直接区分。 纸纸受热热能分解放出气体的比例约为约为 H2O：CO：CO2=70：12：18，其 中CO、CO2是由纸纤维纸纤维 焦化所致。由于变压变压 器绝缘绝缘 中纤维纤维 上承担的工作 场场强并不高，通常不需要干燥到含0.1%水分这这一危险临险临 界值值。实际实际 上，不 仅纸仅纸 的热热老化与水分和氧的存在有关，也与其他参数有非常复杂杂的关系。 一般说说来，除非纸纸被油完全浸透，否则纸则纸 中都会有空气或其他气体的空隙 。空隙所分担的电压电压 比纸纸高得多，如果空隙发发生局部放电电，将会使油纸绝纸绝 缘缘逐渐渐腐蚀绝缘蚀绝缘 而最终导终导 致损损坏。
9、 （1）、电缆纸电缆纸 电缆纸电缆纸 是充油变压变压 器主要绝缘绝缘 材料之一，一般是由未漂白硫酸盐纸浆盐纸浆 经经抄纸纸而制成。在充油电电力变压变压 器中，一般采用DLZ-08和DLZ-12型电缆电缆 纸纸，其厚度分别为别为 0.08mm和0.12mm。 电缆电缆 纸纸主要用作导线绝缘导线绝缘 、纸纸圈层间绝缘层间绝缘 和引线线包扎绝缘绝缘 等。 对对于超大型高压电压电 力变压变压 器，为为了提高纸纸圈匝绝缘绝缘 的电电气强度，可采 用高气密性、高均匀性的绝缘纸绝缘纸 ，如厚度为为0.075mm和0.045mm的纸纸圈匝绝绝 缘纸缘纸 。0.075mm绝缘纸绝缘纸 的冲击击和工频击频击 穿场
10、场强比DLZ-08型电缆纸电缆纸 提高 27.6%36%。为为了提高绝缘纸绝缘纸 的耐热热性，近年来国内外研制成了多种改性 的耐热绝缘纸热绝缘纸 ，如将纸浆纸浆 在有碱性触媒下使纤维纤维 素与氰氰乙烯烯起化学反应应， 以氰氰乙基换换普通纤维纤维 分子中最容易老化的第一羟羟基，经氰经氰 化处处理后的使用 温度可提高20。如果使用温度不变变，氰氰化纸纸可延长长使用寿命，并能减轻轻 变压变压 器的重量。 （2）、电话纸电话纸 电话纸电话纸 由硫酸盐纸浆盐纸浆 制成，主要用作线线圈导线绝缘导线绝缘 和线线圈端的端绝缘绝缘 。在充油电电力变压变压 器中采用型号为为DH-50型的电话纸电话纸 ，其厚度为为
11、 0.55%mm，卷成宽宽度为为50010mm纸纸卷。 （3）、皱纹纸皱纹纸 皱纹纸皱纹纸 是将底纸为纤维绝缘纸纸为纤维绝缘纸 的绝缘纸经绝缘纸经 加工而成。各种皱纹纸皱纹纸 的引 申率分别为别为 15%，20%，30%，50%，100%，200%和300%，目前采用的 皱纹纸皱纹纸 型号为为JW-50，底纸纸分低密度和高密度两种。 以高密度纤维绝缘纸为纤维绝缘纸为 底纸纸和单单方向引伸率为为20%的皱纹纸皱纹纸 ，一般用 作匝绝缘绝缘 。底纸纸厚度为为0.0750.125mm，并有两种不同的颜颜色。当第二层层与 第一层层匝间绝缘颜间绝缘颜 色不同时时，容易发现发现 第一层绝缘纸层绝缘纸 有无
12、跑层现层现 象。 以高密度纤维绝缘纸为纤维绝缘纸为 底纸纸和具有双方向引伸率的皱纹纸皱纹纸 ，一般用作 引线绝缘线绝缘 。这这种皱纸皱纸 的底纸纸厚0.1mm，包括皱纹皱纹 高度为为0.45mm，长长度方向 引申率为为50%，垂直于长长度方向引申率为为20%。由于它可使引线线弯曲时时最 小半径小于绝缘绝缘 后引线线外径的4倍，加之浸油性能好，抗张张强度、撕裂强度 和伸长长率都比电缆纸电缆纸 高，因此，目前在变压变压 器线线圈的引线线中已广泛采用这这 种皱纹纸皱纹纸 包扎绝缘绝缘 。 （4）、金属皱纹纸皱纹纸 在底纸为纸为 0.075mm的纤维绝缘纸纤维绝缘纸 一面上粘0.0075mm的铝铝箔，
13、可制 成0.5mm厚的金属皱纹纸皱纹纸 。它的引申率至少为为60%，可用作电电屏蔽材 料。由于它有较较高的引申率和柔软软性，可制成任意形状的光滑表面，即 可制成宽宽度为为1000mm的大张张金属皱纹纸带皱纹纸带 ，也可制成宽宽度为为12.5， 20，25，30，40，50，75，100mm等的金属皱纹纸带皱纹纸带 。 （5）、点胶绝缘纸绝缘纸 。如在底纸纸厚度为为0.080.5mm纤维绝缘纸纤维绝缘纸 的单单面 或双面涂以环环氧树树脂胶点，可制成胶层层厚度为为0.01250.025mm、黏合 强度达450kPa的点胶绝缘纸绝缘纸 ，可作为层间绝缘为层间绝缘 。 这这种纸纸在120或150分别别
14、烘焙40min或80min后，胶层层固化而使 各层纸层纸 粘固在一起，机械强度增加，当用作中小型变压变压 器层层式线线圈的 层间绝缘时层间绝缘时 ，可使抗短路机械力的能力有所提高。同时时，由于绝缘纸绝缘纸 上的树树脂涂层层是呈点胶状，涂层层在溶化与固化过过程中仅仅有微量树树脂渗 透于纤维纸纤维纸 中，从而可保证绝缘证绝缘 材料中气体的排出和油的浸入，可将 局部放电对绝缘电对绝缘 的损损坏程度减少到最小。 2、绝缘纸绝缘纸 板 它由木质纤维质纤维 或掺掺有适量棉纤维纤维 的混合纸浆经纸浆经 抄纸纸、压压光而制成 。目前有木质纤维质纤维 和棉纤维纤维 各占一半的50/50型和不掺掺棉纤维纤维 的
15、100/100型两种纸纸板。 从表23中的纤维纤维 程度可以看出，棉纤维纤维 中含99%以上纯纯纤维纤维 素，而木纤维纤维 中的纤维纤维 素只占80%左右，并还还含一定的纤维纤维 素和木 质质。易吸收水分的纤维纤维 素和木质质混合在一起将增加吸湿能力，同时时也 增强纤维纤维 的结结构作用。木质质具有离子交换树换树 脂的作用，对热稳对热稳 定较较差 的纤维纤维 素的电电离现现象可起到催化作用，即 H2O+CO+CO2=H2CO3H+CO3- (2-1) 棉木纤维纤维 物理性能比 较较 种类 指标 棉纤维木纤维 断面粗度1020m2545m 纤维间隙多而小少而大 毛细管现象多少 由于纤维纤维 素和
16、木质质的存在，基于上述化学反应应中电电离现现象的催化作用 ，连锁连锁 反应应将促进热进热 分解，因此木纤维热纤维热 性能不够稳够稳 定。 在变压变压 器绝缘绝缘 中，绝缘纸绝缘纸 板被广泛用作主绝缘绝缘 的隔板（纸纸筒）、线线圈 间间支撑条、垫块垫块 、线线圈的支撑绝缘绝缘 和铁轭绝缘铁轭绝缘 。在110kV级级以上变压变压 器中 用作隔板、角环环等的绝缘纸绝缘纸 板，通常采用型号为为100/100，其厚度有0.5，1.0 ，1.5，2.5和3mm，目前已开始采用48mm的厚纸纸板。 随着制造超高压压和特高压压大型及特大型充油电电力变压变压 器的 需要，国内外都在不断的提高绝缘纸绝缘纸 板的性能，如瑞士 Weidmann公司的T系列绝缘纸绝缘纸 板、美国Dubeent公司的芳香族 聚酰酰胺纸纸板都显显示良好的高耐热热性和机械性能。由于绝缘纸绝缘纸 和 绝缘纸绝缘纸 板的介电电系数z为为4.5左右，
