变压器油常见问题与解决专业方案.doc

变压器油常见质量问题及探讨
1．为何要控制绝缘油密度(或相对密度)?
　  密度(或相对密度)和油品组成和水存在量全部相关。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存在量，尤其对于预防在严寒地域工作变压器在冬季临时停用期不出现浮冰现象更有实际意义。假如绝缘油中水分过多，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，从而会出现放电危险，为此对绝缘油控制密度，通常要求在20℃时密度小于895kg／m’。
 2．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输热量介质，要求选择适宜粘度以确保油品在长久运行中起到理想冷却作用，选择合理低温粘度以确保变压器在停止运行再开启时能安全工作。所以美国ASTM 19487变压器油标准中要求0℃和100℃运动粘度要求，在国际电工委员会颁布IEC 296标准中也要求了40℃、-15℃(或-30℃、-40℃)运动粘度要求。粘度过大影响传热，反之工作安全性降低。
  3．什么叫绝缘油凝点和倾点?此指标对绝缘油使用性能有何影响?
　    绝缘油凝点是油液面不移动时最高温度。绝缘油倾点是试油流动最低温度。
  　  绝缘油是由不一样烃类组成混合物，多种烃类凝点也是不相同。所以当油品降温时，油品并不立即凝固，要经过一个稠化阶段，在相当宽温度范围内逐步凝固。所以油品凝点或倾点仅仅是油品丧失流动性时近似最高温度。凝点和倾点在一定程度上反应油品低温性，此项指标在国外也能够依据使用场所及气候和环境温度由生产和用户协商。
   　 在中国颁布GB-7595运行中变压器油质量标准中要求额外开关油添加降凝剂时，应增加凝点试验，并具体要求气温低于-5℃地域，油品凝点不高于-10℃；气温低于-10℃地域，油品凝点不高于-25℃；气温低于-25℃地域，油品凝点不高于-45℃。如在低于凝点气候下使用，油品失去流动，设备无法开启和工作。
4．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一项安全指标。尤其是对运行中变压器油监控，闪点是一项不可缺乏项目。闪点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因为电器设备局部故障，造成过热使绝缘油在高温下热裂解时产生，所以经过闪点可立即发觉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油来说，测量闪点能够发觉是否有轻质馏分油品混入，闪点过低会造成电器设备发生火灾，甚至爆炸。所以在各国变压器油新油标准中全部有严格闪点控制指标，通常闭口闪点不低于140℃，开口闪点不低于145℃。对“运行油”闪点也有严格控制，每次测得闪点下降值不得比前次低5℃。
5．测定酸值对绝缘油使用有何意义?
  　  绝缘油酸值是表明油品中含有酸性物质，即有机酸和无机酸总值，通常酸中和1g绝缘油中酸性物质所需氢氧化钾mg数来表示。
  　  对于未使用过新变压器油几乎不含酸性物质，其酸值相当小，但油品在长久储存下，尤其是充人电器设备投入运行后，难免会和空气中氧接触，油品易被老化。氧化早期时关键生成低分子有机酸，深入氧化产生高分子有机酸和酸陛产物，在绝缘油中存在上述各类酸性物质后，则会提升油品导电性、降低油绝缘性能，还可能产生对金属腐蚀。在运行温度较高(80℃以上)情况下，促进固体纤维纸绝缘材料发生老化现象，从而缩短设备使用寿命。
   　 对于未使用过变压器油酸值通常在0.01mgKOH／g，对运行油控制酸值小于0.1mgKOH／g。
  6．测定运行中绝缘油pI-I值意义是什么?
 　   通常未用过(新)变压器油几乎不含酸性物质，其酸值较低，pH值在6～7范围内，pH值关键用来表示绝缘油水溶性酸指标。
  　  依据中国现场调查情况、模拟试验和试验室内老化试验结果油分析，对运行中变压器油通常酸值大于0.1mgKOH／g，pH值等于或小于4．0时变压器运行油析出油泥可能性增加，反之则变压器油可基础确保变压器良好可靠地工作，当酸值升到0.2mgKOH／g以上或pH值低于3．8时，油质劣化显著，会有较多油泥产生。所以对运行油要求pH值应大于4．2。
  7．何谓绝缘油击穿电压?
  　  击穿电压也是评定绝缘油电气性能一项指标，可用来判定绝缘油含水和其它悬浮物污染程度，和对注入设备前油品干燥和过滤程度检验。
  　  对清净干燥油施加一个逐步升高电压时，在电压负极端会发射击电子，当电子含有足够能量时，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，当达成某一个电压后，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，这时因为水和固体物导电性均比油大之缘故。运行中油击穿电压低是变压器工作危险信号。
   　 对于变压器油中国外标准中要求击穿电压通常在40～50kV，高达60kV甚至更多。
 8．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缘油充满时电容和一样电板真空电容之比。不一样绝缘油含有不一样电容率，电容率通常随温度和频率而发生改变，在实际使用中，要求电容器油电容率随温度和频率改变越小越好。假如电容器电容率改变较大，失去安全感，应采取对应方法。
9．何谓绝缘油介质损耗因数?
　    绝缘油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和它里面经过电流之间相角和余角。
  　  变压器油是在变压器或相类似设备中作为绝缘介质存在，在交流电路产生改变电场作用下，理论上在介质内部只会经过微弱电容电流，它和施加电压相位提前90℃，所以是无功电流，只影响设备功率因数，不会产生功率损失，但实际上在油内会或多或少存在能．使内部电荷不平衡或因为电场作用而产生极性分子，它们能起到导体作用，从而产生电阻性传导电流(或称泄漏电流)，此电流和施加电压同相位，所以是有功电流，引发功率损失，称为绝缘油介质损耗，用传导电流和电容电流比值(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一项关键指标，尤其是油品劣化或被污染对介厨损耗因数改变更为显著，在新油中极性物质较少，所以介质损耗因数通常在0．0001~0.001之间范围内。运行油介质损耗原因过大就要采取处理方法。
 10．变压器油界面张力发生改变说明什么?
    (1)界面张力表示绝缘油和不相溶水之间产生张力；
    (2)油品因使用后老化变质生成氧化产物、油泥等均对界面张力有影响；
    (3)未用过变压器油界面张力通常可达40—50mN／m，油品老化后，因为生成多种有机酸(一COOH)及醇(一OH)等极性物，使油品界面张力逐步下降。
11．测定变压器油氧化安定性意义是什么?
   　 变压器油氧化安定性是将一定量试油置于恒定温度油浴中，在有铜催化剂存在下，通入氧气、连续氧化164h后，测定其生成酸值和沉淀物。用氧化安定性指标来估量油品使用寿命。
  　  因为变压器油在变压器运行中油温为60-80℃，当超负荷运行时，油温更高。油品在长久使用过程中不可避免和氧气接触，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，愈加速油品老化，生成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，造成变压器中线圈局部过热，从而发生事故。
 　   长久以来，大家利用氧化安定性指标来估计油品使用寿命，尤其对变压器油这么一个需要长周期使用油品来说，尤为关键。因为一个大变压器往往需注入几十吨油。当设备投入运行后，能安全、正常和长时期工作对于国家经济和生活正常运转有着直接影响，若油品氧化安定性很好，在使用中改变较小，使用寿命长，不仅节省油料，降低检修设备所消耗人力和物力而且还能够确保各部门正常工作，为此大家对变压器油安定性指标给极大关注。
12．测定变压器油析气性目标和意义是什么?
   　 变压器油在使用过程中受到强电应力作用会发生化学改变产生气体。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，因为发生瞬间放电或进缘放电，使油品脱氢。通常绝缘油本身不能吸收氢气，含有一定粘度大容量绝缘油不会使析出氢气快速脱离油相，使得绝缘油中存在游离状态氢气泡，即气穴。这些气穴存在严重影响变压器运行安全。
  　在电场和电离作用下绝缘油析气性是用来评价绝缘油在受到其强度足以引发在油、气交界面上放电电场(或离子场)作用下，吸收或放出气体趋势，它是现在评定超高压变压器油性能一项关键指标。析气性和油品组成和加工工艺相关。
   　 现在中国测定超高压变压器油标准对析气性指标明确要求小于+5ul／min.无乙炔和氢气，总烃含量小于150PPM。
13．水分对绝缘油电气性能有哪些不利影响?
  　  水分对绝缘介质电气性能和理化性能全部有极大危害，首先水分会降低油品击穿电压。据报道，当油中含水量为0.01％时，击穿电压约为15kV，当水含量增加到0.03％时，击穿电压降到6kV左右，同时水分对介质损耗因数也有显著影响。随油品内水分增加，介质损耗因数增加，当油中水含量为0.02％时，介质损耗因数为1×10-6。，当水含量增加15倍，即0.1％时，介质损耗因数增至为2．1×10-6。
  　  另外，水分还能促进有机酸对铜、铁等金属腐蚀作用，产生皂化物会恶化油介质损耗因数，增加油吸潮性，并对油氧化起催化作用。通常认为受潮油比干燥油老化速度要增加2—4倍，所以长久以来大家对绝缘油中水存在给极大关注。现在中国外变压器油标准中全部对水分提出要求控制在30PPM左右。
14．绝缘油中水分起源有哪些?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，另外石油产品有一定程度吸水性，能从大气中或和水接触时，吸收和溶解一部分水，绝缘油吸水能力和其组成和所处温度环境全部相关。通常说来在20~C时绝缘油溶解水能力为40×10“左右，经过工业脱水装置可使变压器油含水量降到10×100左右，另外油品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80×10～，当相对湿度为80％时，油中含水量达200×10～。不一样化学组成油品，其吸水性可达成数十个10“之差，油内芳香烃成份愈多，相对说来油品吸潮性愈高，油内存在一些极性分子也均能增加油品吸潮性。
    水在绝缘油中以3种方法存在：
    ①悬浮状。水分以水滴形态悬浮于油中。
    ②浮化状。指水分极细小水滴状均匀分散于油中。
    ③溶解状。水分以溶解于油之中形式存在。
15．绝缘油含(吸)水量和哪多个原因相关?
    (1)和油品化学组成、温度、暴露在空气中时间和油品老化程度全部相关；
    (2)油品中含水量是随油温增加而增大，随油温下降而降低；
　(3)随油品中芳烃含量增加，油吸水能力也随之增强。
   16．中国现在有哪些绝缘油标准?这类产品关键适用哪些范围?
   　 中国现在已制订有GB 2536—电气绝缘油标准(变压器油标准)，关键用于330kV及其以下变压器和有类似要求电器设备中。
  SH 0351—92(1998)断路器油，关键用于断路器中。
  SH 0040—91(1998)超高压变压器油，关键用于500kV变压器和有类似要求电器设备中。
  17．怎样验收新变压器油?
 　 新变压器油按GB 2536—变压器油标准或SH 0040—9l超高压变压器油标准验收。
  新油按以下指标验收：
水溶性酸    (pH值)≥5．4
酸值    ≤0．01mgKOH／g
 闪点(闭口)    >135℃(25、45号油)
机械杂质 无
游离碳 无
水分 ≤30ug/g
界面张力(25℃) >40mN/m
介质损耗因数(90℃) ≤0.001
击穿电压
500kV变压器和互感器套管 ≥60kv
 330kV变压器和互感器套管    ≥50kV
 66～220kV变压器和互感器套管   ≥40kV
 20~25kV变压器和互感器套管    ≥35kV
≤15kV变压器和互感器套管    ≥25kV
气体含量：无乙炔氢气，总烃小于2.0PPM
18．怎样进行变压器和互感器套管补油和换油?
    　因为充油变压器运行时间很长(通常20。30年)，补油和换油是难免。但应遵照GB／T14542"运行中变压器油维护管理导则”，关键点以下：
    (1)最好补加同一油源，同一牌号及同一添加剂新油。补加油品各项特征指标全部应不低于设备内油。当补加量在5％以内时，通常不会出现问题。若补油量超出5％时，应先作混油试验，看有否油泥出现。
    (2)不一样牌号油标准上不宜混合使用。若要混用，应先做倾点，再按DL／L 429．7《油泥析出测定法》方法预优异行混油老化试验。确定无沉淀物产生，介质损耗因数小于已充油数值，方可进行补充油过程。
    (3)不管补何种油，全部要掌握混合后油质应不低于运行油(或新油)中最差一个。
    (4)换油注意事项，基础上和补油要求相同。但应尽可能把变压器油放光，以免新油质量下降。
  19．对运行中变压器油可采取哪些防劣化方法?
   　 为延长油使用寿命，应加强对运行中油维护工作，防劣方法有3种，可在油中添加T 501抗氧剂，安装热虹吸过滤器(净油器)。对于1000kV．A以上变压器应最少采取下述任何一个防劣方法。
    ①新油和再生油T 501含量应不低于0．3％～0．5％，运行中油应不低于0．15％，当含量低于此要求值时，应进行补加。补加时油pH值不应低于5．0；
    ②安装热虹吸器时，其吸附剂用量应为油量0．5％～1．5％；
    ③安装隔膜密封装置。
  20．怎样判别T 501抗氧剂质量?
  　  T 501抗氧剂是2，6一二叔丁基对甲酚，适适用于做石油产品抗氧和防酸剂及塑料和橡胶防老剂。在此产品合成过程中，因为工艺条件和原料纯度会产生烷基酚很多同系物或异构体，甚至还可能有游离酚存在。假如精制过程不良，将会影响到产品纯度。假如产品保管不善、见光受潮或时间过长也会使颜色发黄、质量降低，可按SH 0015—90质量指标来判别其纯度和质量水平，通常外观白色结晶，熔点合格即为合格产品。
 21．有哪多个方法能够来评定T 501添加剂感受性?
    能够推荐以下4种方法来评定T 501添加剂感受性：
    ①IECA74加抗氧剂矿物绝缘油氧化安定性方法；
    ②GB/T 259氧化早期挥发性水溶性酸测定法；
    ③NB/SH/T 0811变压器油氧化安定性测定法；
    ④YS25一l一84运行油开口杯老化测定法。
  22．绝缘油储存中应注意哪些方面?
    ①储存油品容器必需洁净、严密、严防混入水和杂质；
    ②换用新油时，应将设备中残油清除洁净，以免污染新油；
    ③尽可能避免和空气接触。
 23．怎样对含有杂质绝缘油进行净化处理?
    净化处理能够有以下多个方法：
    ①过滤：可除纤维质、炭黑、金属及其它颗粒、油泥等固体杂质；
    ②加热：可分离溶解和游离状水分；
    ③抽真空：排除溶解空气及其它气体。
  24．油品颜色深浅意味着什么?
   　 从油品颜色深浅也能够粗略了解油品精制程度和油品在使用后变质情况。变压器油质量好油均采取合适精制工艺生产，颜色较浅，通常是呈浅黄色，按GB／T 6540方法测其色度均在1号以下，有油品颜色靠近水白色。
    　油品在使用过程中，因为被氧化而会生成酸I生物质或油泥(沉淀物)，这些物质均可使油品颜色变深。可测定其介质损耗因数、击穿电压、水分、酸值和颜色等项指标是否符合新油标准，有条件单位也可测定其氧化安定性指标是否符合标准。
  25．变压器油品中存在水对互感器使用有何影响?怎样除去水?
  　  假如互感器中变压器油含有过饱和水，则当设备工作时会产生击穿，影响正常运转，严重产生强大电弧，使瓷套爆炸，曾发生过对人身伤害事故。所以应注意在变压器油运输、转运和储存保管等各步骤避免水进入。
  　  假如油桶中进入大量水，应设法处理而除去水，能够先用沉降方法，将水沉于桶底，然后设法将上层油抽出，不过不可避免在油中还含有部分水，再用反复过滤或干燥剂吸附措施直至油内水在30PPM以下为止。
 26．运行中油品电气性能下降原因有哪些?可采取何种补救方法?
    常见击穿电压和介质损耗因数来表示绝缘油电器性能或绝缘能力。即使只有微量水分和杂质，油品击穿电压即会降低，另外金属滤网碎屑、纤维、灰尘及炭黑等悬浮物也会对击穿电压产生不良影响。当绝缘油被老化生成酸性物质或油泥，或油中混人水或杂质全部会使介质损耗因数增大，另外，在装卸油品时使用不适宜输油胶管或塑料管，造成油品和这些材料相溶致使油品变质，此时油品介质损耗因数忽然增高，有时达0．1。
 　   当发觉油品变质，电气性能下降，不能满足运行油性能指标要求时，则对此用过油品可进行再生处理，常见措施是用白土处理后再补加抗氧剂使其各方面性能达成新油要求。
 27．变压器油、电容器油和电缆油能否通用?
   　 变压器油、电容器油和电缆油均属于绝缘油，但因为它们使用场所不一样，每种油品对电器性能要求也有程度上不一样，如变压器油电气性能关键考虑击穿电压和介质损耗因数，但电容器油还要求电容率和容积电阻，另外因为每种电器设备工作条件、环境不一样，在运动粘度、凝点(或倾点)等方面要求不一样，所以上述多个油通常不能通用。应根据油品要求规格指标选择.
   28．当没有变压器油时能否用机械油替换?
   　 10号机械油运动粘度、凝点和闪点等项指标和外观有些和10号变压器油相近，不过因为机械油加工精制工艺较浅，所以这类油没有良好绝缘性和氧化安全性，所以不能将机械油或其它劣质油当变压器油使用。假如将机械油误当成变压器油使用时，首先在验收“设备中油”时会发觉很多指标不能满足要求，需对油品进行处理，假如继续用下去可能造成电气设备事故，不仅毁坏设备，影响其它部门正常工作，还可能造成人身事故。有时可能在短时期内不被发觉，但随设备运行时间增加，问题会暴露更多，所以在使用时切勿麻痹大意。
29．在使用过绝缘油中发觉有炭黑颗粒，这是什么原因造成?
  　油炭黑是绝缘油在电弧(运行中)作用下燃烧时产生。
 　 炭黑通常是胶体、均匀分散于油中，但当炭黑较多时，则从油中析出，胶体状炭黑多见于开关油中，且均匀地分布在整个油品中，几乎在全部情况下，绝缘油表面呈莹光闪闪蓝色到紫色。能够经过过滤措施将炭黑除去。