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1、变压器油常见问题与解决方案 1电器绝缘油有哪些种类? 电器绝缘油包括变压器油、电容器油、电缆油和油开关油(断路器油等)。这类油通常称为电器用油或绝缘油。 2绝缘油的主要作用是什么? 绝缘油在电器设备中主要起到绝缘和冷却作用。如变压器中铁芯和线圈均浸在变压器中，使其与空气和潮气隔绝，变压器油能使变压器线端之间，高压线圈和低压线圈之间，线圈和接地的铁芯及油箱壁之间有良好绝缘，并能将热量传导出去。 3绝缘油有哪些特性? 绝缘油的主要性能有3方面：首先是绝缘性良好，即介电强度(或击穿电压)高，且介质损耗因数很小。高的介电强度(或击穿电压)确保导电体能得到良好绝缘，并可防止在使用普通绝缘油时，在电压作用
2、下电极之间发生跳火的现象。低介质损耗因数可大大降低交流电改变极性时引起的能量损失。其次是良好的传热性和流动性、油品具有较适宜粘度和低的凝点(或倾点)、确保变压器芯和绕组能够有效冷却，使开关、断路器、泵、调节器、负载分接点变换器机构等能灵活动作。此外还应具有出色的氧化安定性，可大大减少储存和使用期间产生的油泥和酸性物质。这些油泥和酸性物质都会对油品电气性能和冷却能力产生不良影响并缩短其使用寿命。 4绝缘油中水分的来源有哪些?以何种形式存在? 绝缘油在包装运输和储存管理过程中，如保管不妥有可能进入水分，此外石油产品有一定程度吸水性，能从大气中或与水接触时，吸收和溶解一部分水，绝缘油的吸水能力与其组
3、成以及所处温度环境均有关。一般说来在20C时绝缘油溶解水能力为4010“左右，通过工业脱水装置可使变压器油的含水量降到10100左右，此外油品的吸潮性随空气相时湿度和油温呈线性增加。如油样在60(3下，相对湿度为40时，油中含水量为8010，当相对湿度为80时，油中含水量达20010。不同化学组成的油品，其吸水性可达到数十个10“之差，油内芳香烃成分愈多，相对说来油品的吸潮性愈高，油内存在某些极性分子也均能增加油品的吸潮性。 水在绝缘油中以3种方式存在： 悬浮状。水分以水滴形态悬浮于油中。 浮化状。指水分的极细小的水滴状均匀分散于油中。 溶解状。水分以溶解于油之中形式存在。 5水分对绝缘油电气
4、性能有哪些不利的影响? 水分对绝缘介质的电气性能和理化性能都有极大的危害，首先水分会降低油品的击穿电压。据报道，当油中含水量为0Ol时，击穿电压约为15kV，当水含量增加到O03时，击穿电压降到6kV左右，同时水分对介质损耗因数也有明显的影响。随油品内水分增加，介质损耗因数增加，当油中水含量为002时，介质损耗因数为110_。，当水含量增加15倍，即O10时，介质损耗因数增至为2110。 此外，水分还能促进有机酸对铜、铁等金属的腐蚀作用，产生的皂化物会恶化油的介质损耗因数，增加油的吸潮性，并对油的氧化起催化作用。一般认为受潮的油比干燥的油老化速度要增加24倍，所以长期以来人们对绝缘油中的水的存
5、在给予极大的关注。目前国内外的变压器油标准中都对水分提出要求控制在4010“左右。 6对“运行中变压器油”进行闪点监控有什么意义? 闪点是绝缘油在储存和使用过程中的一项安全指标。尤其是对运行中变压器油的监控，闪点是一项不可缺少项目。闪点的下降表示油中有挥发性可燃物产生，这些低分子碳氢化合物往往是由于电器设备局部故障，造成过热使绝缘油在高温下热裂解时产生的，因此通过闪点可及时发现电器设备是否有过热故障出现，对于新充人设备及检修处理后的油来说，测量闪点可以发现是否有轻质馏分油品混入，闪点过低会导致电器设备发生火灾，甚至爆炸。因而在各国变压器油的新油标准中均有严格的闪点控制指标，一般闭口闪点不低于1
6、40C，开口闪点不低于145C。对“运行油”的闪点也有严格控制，每次测得的闪点下降值不得比前次低5。 7何谓绝缘油的凝点和倾点?此指标对绝缘油使用性能有何影响? 绝缘油的凝点是油液面不移动时的最高温度。绝缘油的倾点是试油流动的最低温度。 绝缘油是由不同烃类组成的混合物，各种烃类的凝点也是不相同的。因而当油品降温时，油品并不立即凝固，要经过一个稠化阶段，在相当宽的温度范围内逐渐凝固。因而油品的凝点或倾点仅仅是油品丧失流动性时近似的最高温度。凝点和倾点在一定程度上反映油品的低温I生，此项指标在国外也可以根据使用场所及气候和环境的温度由生产和用户协商。 在我国颁布的GB7595运行中变压器油质量标准
7、中规定额外开关油添加降凝剂时，应增加凝点试验，并具体规定气温不低于一5的地区，油品凝点不高于一10C；气温不低于一20：的地区，油品凝点不高于一25；气温低于一20C的地区，油品凝点不高于一45。如在低于凝点的气候下使用，油品失去流动，设备无法启动和工作。 8运动粘度对绝缘油使用中有什么影响?在变压器中变压器油作为绝缘和传递热量的介质，要求选择合适的粘度以保证油品在长期运行中起到理想的冷却作用，选择合理的低温粘度以保证变压器在停止运行再启动时能安全工作。因而美国ASTM 19487变压器油标准中规定0C和100C运动粘度的要求，在国际电工委员会颁布的IEC 296标准中也规定了40C、一15(
8、或一30C、一40C)运动粘度的要求。粘度过大影响传热，反之工作安全性降低。 9为什么要控制绝缘油的密度(或相对密度)? 密度(或相对密度)与油品的组成以及水的存在量均有关。对于绝缘油来说控制其密度在某种意义上也控制了油品中水的存在量，特别对于防止在寒冷地区工作的变压器在冬季暂时停用期不出现浮冰的现象更有实际意义。如果绝缘油中水分过多，在气温低时会在电极上粘附冰结晶，但当气温升高时，粘附在电极上冰结晶会融化，增加导电性，从而会出现放电的危险，为此对绝缘油控制密度，一般要求在2012时密度不大于895kgm。10测定酸值对绝缘油的使用有何意义? 绝缘油的酸值是表明油品中含有酸性物质，即有机酸和无
9、机酸的总值，一般酸中和1g绝缘油中酸性物质所需的氢氧化钾mg数来表示。 对于未使用过的新变压器油几乎不含酸性物质，其酸值相当小，但油品在长期储存下，尤其是充人电器设备投入运行后，难免会与空气中氧接触，油品易被老化。氧化初期时主要生成低分子有机酸，进一步氧化产生高分子有机酸以及酸陛产物，在绝缘油中存在上述各类酸性物质后，则会提高油品的导电性、降低油的绝缘性能，还可能产生对金属的腐蚀。在运行温度较高(80C以上)的情况下，促使固体纤维纸绝缘材料发生老化现象，从而缩短设备的使用寿命。 对于未使用过变压器油酸值一般在O03mgKOHg，对运行油控制酸值不大于01nOHg。 11测定运行中绝缘油pI-I
10、值的意义是什么? 一般未用过的(新的)变压器油几乎不含酸性物质，其酸值较低，pH值在67范围内，pH值主要用来表示绝缘油水溶性酸的指标。 根据我国现场调查情况、模拟试验以及实验室内老化试验结果的油分析，对运行中变压器油一般酸值大于01m鲋)Hg，pH值等于或小于40时变压器运行油析出油泥的可能性增加，反之则变压器油可基本保证变压器良好可靠地工作，当酸值升到02mgK()Lg以上或pH值低于38时，油质劣化显著，会有较多油泥产生。因而对运行油规定pH值应大于42。 12测定变压器油的氧化安定性的意义是什么? 变压器油的氧化安定性是将一定量的试油置于恒定温度的油浴中，在有铜催化剂存在下，通入氧气、
11、连续氧化164h后，测定其生成的酸值和沉淀物。用氧化安定性指标来估计油品使用寿命。 由于变压器油在变压器运行中油温为60。80C，当超负荷运行时，油温更高。油品在长期使用过程中不可避免与氧气接触，从而油品会老化而生成酸性物质或油泥，然而酸性物质会对设备中所用铜、铁等金属材料腐蚀而生成金属盐，更加速油品老化，生成的油泥粘刚在线圈和绝缘部件上，造成堵塞通道，加速固体绝缘材料老化，严重影响散热，导致变压器中线圈局部过热，从而发生事故。 长期以来，人们利用氧化安定性指标来预测油品的使用寿命，特别对变压器油这样一种需要长周期使用的油品来说，尤为重要。因为一个大的变压器往往需注入几十吨油。当设备投入运行后
12、，能安全、正常以及长时期的工作对于国家经济和生活的正常运转有着直接影响，若油品氧化安定性较好，在使用中变化较小，使用寿命长，不仅节省油料，减少检修设备所消耗的人力和物力而且还可以保证各部门正常工作，为此人们对变压器油的安定性指标给予极大的关注。 13何谓绝缘油的介质损耗因数? 绝缘油的介质损耗因数用介质损耗角正切值来表示，而介质损耗角是外施交流电压与它里面通过的电流之间的相角和余角。 变压器油是在变压器或相类似设备中作为绝缘介质存在，在交流电路产生的变化电场作用下，理论上在介质内部只会通过微弱的电容电流，它与施加电压的相位提前90，因此是无功电流，只影响设备的功率因数，不会产生功率损失，但实际
13、上在油内会或多或少存在能使内部电荷不平衡或由于电场作用而产生的极性分子，它们能起到导体作用，从而产生电阻性的传导电流(或称泄漏电流)，此电流与施加电压同相位，因此是有功电流，引起功率损失，称为绝缘油的介质损耗，用传导电流与电容电流的比值(谫)来表示，称为介质损耗因数。 介质损耗因数是评定绝缘油电气性能的一项重要指标，特别是油品劣化或被污染对介厨损耗因数变化更为明显，在新油中极性物质较少，所以介质损耗因数一般在00001一OOOJ之间范围内。运行油介质损耗因素过大就要采取处理措施。 14何谓绝缘油的击穿电压? 击穿电压也是评定绝缘油电气性能的一项指标，可用来判断绝缘油含水和其它悬浮物jj染的程度
14、，以及对注入设备前油品干燥和过滤程度的检验。 对清净干燥的油施加一个逐渐升高的电压时，在电压的负极端会发射击电子，当电子具有足够能量时，可使油分子微化离解，于是整个离解过程随电压升高而加强，当达到某一个电压后，会产生大量传导电流而形成电弧，这种现象被称为击穿，击穿时电压被称为击穿电压。若油中有水或固体物存在时，则会使击穿电压变小，这时由于水和固体物的导电性均比油大之缘故。运行中油的击穿电压低是变压器工作危险的信号。 对于变压器油国内外标准中规定击穿电压一般在4050kV，高的达60kV甚至更多。 15何谓电容率? 电容率又称介电常数(或相对介电常数)，测定在一个电容器两电极之间和周围全部只有绝
15、缘油充满时的电容与同样电板的真空电容之比。不同绝缘油具有不同电容率，电容率通常随温度和频率而发生变化，在实际使用中，要求电容器油的电容率随温度和频率变化越，J、越好。如果电容器的电容率变化较大，失去安全感，应采取相应的措施。 16测定变压器油析气性的目的和意义是什么? 变压器油在使用过程中受到强的电应力作用会发生化学变化产生气体。电气设备大多熏浸在绝缘油中工作，绝缘油在高电压强度下，由于发生瞬间放电或进缘放电，使油品脱氢。一般绝缘油本身不能吸收氢气，具有一定粘度的大容量绝缘油不会使析出的氢气迅速脱离油相，使得绝缘油中存在游离状态的氢气泡，即气穴。这些气穴的存在严重影响变压器的运行安全。 在电场和电离作用下绝缘油的析气性是用来评价绝缘油在受到其强度足以引起在油、气交界面上放电的电场(或离子场)作用下，吸收或放出气体的趋势，它是目前评定超高压变压器油性能的一项重要指标。析气性和油品组成和加工工艺有关
