午夜成午夜影晥免费版_日韩人妻无码喷潮中出_精品人人妻人人澡人人爽牛牛_亚洲av无码成h人动漫网站_国产AV无码专区亚洲八AⅤ_蜜桃av噜噜一区二区三区

      關(guān)于變壓器油中水分、氣體和雜質(zhì)的在線處理

 

一，關(guān)于變壓器中的水分

   變壓器絕緣系統(tǒng)是由絕緣紙和絕緣油所組成的，二者是不可分離的，水分對絕緣油的危害是十分嚴(yán)重的，油中水分會加速油的劣化，使其電氣性能惡化，降低電氣強(qiáng)度。含水量高的油可能降低甚至喪失延緩絕緣紙受潮的功能。當(dāng)油紙水分平衡紊亂時，甚至可導(dǎo)致絕緣擊穿。此外，油中水分還會使油的局部放電起始電壓降低，局部放電強(qiáng)度增高。

 

  1． 油的含水量高會喪失延緩固體絕緣受潮的功能

  不僅絕緣紙是強(qiáng)吸濕性材料，絕緣油本身也是具有吸濕性的。有關(guān)絕緣油在不同空氣濕度和溫度下的吸濕情況以及絕緣油在溫度為25℃的不同相對濕度下的吸濕特性。

   正是因為絕緣油自身也吸濕，因此它不能防止絕緣紙受潮，只能延緩絕緣紙受潮。根據(jù)油紙水分平衡特性，當(dāng)油中含水量很高時，其延緩絕緣紙受潮的功能也將完全喪失。也就是說，在變壓器密封系統(tǒng)中，若油中含水量高，即使阻斷了潮濕入侵的來源，也會因溫度的降低，使油中遷移出部分水分而被絕緣紙吸收，使絕緣紙的含水量增加。變壓器絕緣系統(tǒng)中，纖維絕緣的水危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油中水分的危害，因此，人們限制油中水分的實質(zhì)是為了控制纖維絕緣材料受潮。

 

  2． 水分對絕緣油電氣特性的影響

油的含水量大于15uL/L后，其擊穿電壓隨著含水量的增加下降極為迅速，這與油中含有固體雜質(zhì)是有關(guān)的。因為工程油總會含有一定量的固體雜質(zhì)，如果油未受潮，即使存在固體雜質(zhì)，因為它的介電系數(shù)于油的介電系數(shù)相比大不了多少，難以形成小橋，故對油的擊穿電壓影響不大。當(dāng)雜質(zhì)有水分影響時，則擊穿電壓會明顯降低。油的擊穿電不僅隨含水量和含雜質(zhì)量的增加而降低，而且與所含固體雜質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)水分和纖維雜質(zhì)同時存在于油中時，對油紙絕緣系統(tǒng)的威脅是最大的。

 

  3． 油紙水分平衡紊亂的危害

  由于油紙水分平衡需在某一穩(wěn)定的溫度下，經(jīng)較長時間才能實現(xiàn)，然而變壓器運(yùn)行溫度大多是周期性變化的，因此往往很難達(dá)到真正的平衡狀態(tài)。例如，當(dāng)溫度升高，水分從絕緣紙中遷出時，由于受到熱動力和強(qiáng)油循環(huán)的影響，易于均勻分布在油中，導(dǎo)致紙中水分布呈內(nèi)濕外干的狀態(tài)；反之溫度降低時，油中析出水分很難均勻進(jìn)入紙的內(nèi)層，從而使紙形成外濕內(nèi)干的狀態(tài)。如果這種狀態(tài)發(fā)生在最不利的高電應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，則將是十分危險的。

  水分在油和紙的動態(tài)平衡過程中，由于某些未被紙吸收的水分或因溫度降低至接近油的濁點(diǎn)時，可能會形成懸浮狀態(tài)的水滴附著于固體絕緣表面或油箱壁。由于水分的介電常數(shù)為81，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油或紙的介電常數(shù)；因此，在油紙絕緣系統(tǒng)中，水分總是傾向在最危險的高電場區(qū)域聚集，特別是懸浮水更易于向高電場區(qū)域移動。顯然在動態(tài)平衡過程中，若出現(xiàn)懸浮水滴，則將是十分有害的。

  必須指出，即使達(dá)到平衡狀態(tài)時，水分在油和紙中的分布一般也不可能是完全均勻的。在穩(wěn)定的低溫區(qū)的絕緣紙中含水量可能較高，如果這個低溫區(qū)域恰在一個高電應(yīng)力處，則可造成更大的危害。

  綜上分析，當(dāng)油紙水分平衡紊亂時，不僅會導(dǎo)致絕緣的電氣強(qiáng)度降低，嚴(yán)重的時候甚至?xí)薪^緣擊穿的危險。

  此外，絕緣油含水量對油本身的劣化也起者加速作用。而且油中水分會使油的局部放電起始電壓降低，局部放電強(qiáng)度增加。

  由于現(xiàn)代絕緣油的管理水平和油凈化處理技術(shù)的提高，人們完全可以使油中含水量降到很低的水平，例如達(dá)到10uL/L以下。因此，變壓器維護(hù)中應(yīng)盡可能降低油中水分，并加強(qiáng)油中含水量的監(jiān)控和測量。

 

4．變壓器中油紙間達(dá)到水分分配平衡

 變壓器在經(jīng)過一定時間的穩(wěn)定運(yùn)行溫度的狀態(tài)下，油紙達(dá)到水分分配平衡時，可以通過油中含水量的測定值，利用油紙水分平衡特征曲線來評估絕緣紙中的含水量。這是一種間接評估固體絕緣含水量的方法，其優(yōu)點(diǎn)是不需設(shè)備停電，也不增加任何試驗操作即可進(jìn)行評估，但其準(zhǔn)備性主要決定于平衡狀態(tài)的確定。

  應(yīng)用平衡特性曲線時應(yīng)該慎重，首先必須了解影響油紙水分平衡的諸多因素。

（1） 變壓器運(yùn)行溫度的影響。這是影響油紙水分平衡的關(guān)鍵，即使每天晝夜環(huán)境溫度和周期性的負(fù)荷漲落也都可能造成影響，因此維持變壓器運(yùn)行溫度的穩(wěn)定對建立油紙水分平衡是十分重要的。

（2） 達(dá)到平衡需要很長的時間，有的甚至需要數(shù)月。但是，隨著時間的延長，油紙水分的相對變化越來越小。

（3） 變壓器密封狀況和固體絕緣老化生成水分的影響。實際上沒有絕對不受潮氣入侵的密封設(shè)備，潮氣入侵對平衡的影響是不言而喻的。從老化角度來分析，變壓器一開始運(yùn)行就會因為老化而生成水分，只不過在不同運(yùn)行時間段分解生成水的速度不同而已。

（4） 變壓器運(yùn)行中比停止運(yùn)行時達(dá)到平衡狀態(tài)快些，因為運(yùn)行時熱動力和強(qiáng)迫油循環(huán)可以加速平衡，而停運(yùn)時溫度較低，建立油紙水分平衡更為困難。

（5） 新安裝變壓器的油紙水分易于建立平衡，因為新設(shè)備油紙均處于較干燥的狀態(tài)。發(fā)電變壓器比輸電變壓器油中含水量隨季節(jié)變化的規(guī)律明顯些，容易達(dá)到平衡狀態(tài)，因為發(fā)電變壓器負(fù)荷和溫度較為穩(wěn)定。

  另外，在應(yīng)用平衡特征曲線時還應(yīng)注意：

（1） 取油樣分析油中含水量時，必須記錄取樣時變壓器的運(yùn)行溫度，并應(yīng)力求在這一溫度下及時進(jìn)行油中含水量分析，否則應(yīng)用平衡曲線會引起較大的誤差。

（2） 在變壓器處于低溫（低于30℃）時，應(yīng)用平衡特征曲線誤差較大。這是因為溫度太低時，油紙水分不易達(dá)到真正的平衡所致。因此，一般應(yīng)在變壓器油溫度較高時取油樣分析油中含水量。

（3） 油紙水分平衡有一個較長的過程，溫度變化時，紙中含水量不可能立即變化。因此，不能根據(jù)油中含水量實測值簡單地應(yīng)用平衡曲線獲得紙中含水量。這里舉出一個錯誤應(yīng)用的例子：某變壓器油重40t，紙重約5.8t，在80℃實測油中含水量為40uL/L時，按平衡曲線查得紙中水分為1.5%，而當(dāng)溫度降低至20℃時，油中含水量降至10uL/L，則油中釋出30uL/L的水分，即使這些水分全部被紙吸收，紙的含水量也只增加0.021%，即20℃時，紙中水分最多只有1.521%。但按平衡曲線查得，在20℃油中水分為10uL/L時，紙中水分應(yīng)為4%，顯然這是不能的。其原因是無論在80℃或溫度降至20℃時，兩次應(yīng)用曲線都是在油紙水分均尚未達(dá)到平衡所致。

   當(dāng)沒有把握確認(rèn)是否真正達(dá)到平衡狀態(tài)時，可以利用油紙水分平衡特征曲線來估計變壓器運(yùn)行溫度變化時，油中含水量變化的可能范圍，然后利用固體絕緣的含水量。例如，30℃時實際油中含水量為7uL/L，假定油紙水分已處于平衡狀態(tài)，則由平衡特征曲線得到紙中水分應(yīng)為2.5%。當(dāng)溫度升至60℃時，紙中應(yīng)析出水分而降至2.5%以下，即使紙中含水量還未來得及析出而仍為2.5%，則油中最大含水量應(yīng)為30uL/L。所以紙中水分為2.5%時，在30—60℃的溫度之間，油中水分應(yīng)在7—30uL/L之間變化。因此，在不同溫度下，反復(fù)測出油中的含水量的變化區(qū)間，可以估計紙中含水量，然后還可以推斷在某一溫度下，符合這一紙中含水量的油中水分的正常值，以利監(jiān)視變壓器運(yùn)行中油是否受到潮氣的污染。

   平衡特征曲線的另一重要應(yīng)用是預(yù)測變壓器退出運(yùn)行時油中形成懸浮水的可能性。例如70℃時油中含水量為10uL/L，若達(dá)到平衡時，紙中水分應(yīng)達(dá)1%。變壓器在20℃環(huán)境溫度下停止運(yùn)行，這時紙中水分還不會立即變化，仍在1%的水平保持相當(dāng)時間。理論上達(dá)到平衡時，在20℃油中水分含量要變化1uL/L，但也不會立即變化，10uL/L的水分可能也在油中停留一段時間。由于油在20℃的溶解度極限為50uL/L，因此不存在過飽和的危險。但是，如果在70℃時油中含水量為25uL/L，變壓器在冬天0℃時停止運(yùn)行。因為0℃時油的溶解度極限是20UL/L，若多余的水分沒進(jìn)入紙中，則可能形成過飽和而出現(xiàn)懸浮水。水是強(qiáng)極性物質(zhì)，變壓器重新運(yùn)行后，懸浮水珠就會向高場強(qiáng)區(qū)域運(yùn)動，造成潛在的危險。

 

二．關(guān)于變壓器中的氣體

變壓器油中溶解氣體的來源

變壓器油中溶解氣體是指變壓器內(nèi)以分子狀態(tài)溶解在油中的氣體，油中含氣量（總含氣量）為油中所有溶解氣體含氣量的總和，用體積百分率表示。

變壓器油中溶解氣體組分主要有N2、O2、H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、CO、CO2等氣體。上述氣體來源主要由下面幾個途徑產(chǎn)生：

1．空氣溶解

變壓器油在其煉制、運(yùn)輸和貯藏等過程中會與大氣接觸，可吸收空氣。對于強(qiáng)油循環(huán)的變壓器，因油泵的空穴作用和管路密封不嚴(yán)等會便于空氣混入。在101.3kPa、25°C時，空氣在油中溶解的飽和時約為10%（體積比），但其組成與空氣不一樣?？諝庵蠳2占79%，O2占20%，其他氣體占1%；而油中溶解的空氣N2占71%，O2占28%，其他氣體占1%。其原因是O2在變壓器油中的溶解度比N2大。空氣在變壓器油中的溶解量與變壓器的密封有極大的關(guān)系，即設(shè)備密封良好，運(yùn)行中油的含氣量可控制在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍之內(nèi)，否則，油中含氣量會隨著時間的推移而增長，甚至達(dá)到飽和狀態(tài)，即油中含氣量可達(dá)10%左右。一般地說，變壓器油中溶解氣體的主要成分是O2和N2，都來源于空氣。

2．正常運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體

如上所述，正常運(yùn)行的變壓器油中溶解氣體的組成主要是氧氣和氮?dú)?。由于存在以下某些原因，即使是正常運(yùn)行的變壓器，變壓器油中也含有一定量的故障特征氣體。這是因為：

（1）變壓器在正常運(yùn)行中，內(nèi)部的絕緣油和固體絕緣材料由于受溫度、電場、氧氣及水分和銅、鐵等材料的催化作用，隨運(yùn)行時間延伸發(fā)生速度緩慢的老化和分解，除生成一定量的酸、脂、油泥等劣化物外還產(chǎn)生少量的氫，低分子烴類氣體CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8和碳的氧化物CO、CO2等。

（2）油在精煉過程中可能形成少量氣體，在脫氣時末完全除去。

（3）在制造廠干燥、浸漬及電氣試驗過程中，絕緣材料受熱和電應(yīng)力的作用產(chǎn)生的氣體被多孔性纖維材料吸附，殘留于線圈和紙板內(nèi)，其后在運(yùn)行時溶解于油中。此外，金屬材料如奧氏體不銹鋼、碳素鋼等還可能吸藏一定量的氫氣，而且，不銹鋼吸藏的氫氣在真空處理時也不一定能除去。

（4）安裝時，熱油循環(huán)處理過程中也會產(chǎn)生一定量的二氧化碳?xì)怏w，有時甚至產(chǎn)生少量甲烷。

（5）即使油已經(jīng)脫氣處理但以前發(fā)生故障所產(chǎn)生的氣體仍有少量被纖維材料吸附并漸漸釋放到油中。

（6）在變壓器本體油箱或輔助設(shè)備上焊接時，即使不帶油，但油箱殘油受熱亦會分解產(chǎn)氣。

3．變壓器故障運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體

當(dāng)變壓器內(nèi)部存在某種故障時，故障點(diǎn)附近的油和固體絕緣材料在熱性(電流效應(yīng))或電性故障（電壓效應(yīng)）應(yīng)力作用下裂（分）解產(chǎn)生氣體，故障點(diǎn)是、產(chǎn)生氣體的組成和含量取決于故障類型、故障能量級別以及所涉及的固體絕緣材料。油和固體絕緣材料在熱性或電性故障的作用下分解產(chǎn)生的各種中，對變壓器故障診斷有價值的氣體有氫氣，甲烷，乙烷，乙炔，乙烯，一氧化碳和二氧化碳。

 

變壓器內(nèi)部故障診斷

變壓器油中溶解氣體分析（DGA）技術(shù)，包括從變壓器中取出油樣，再從油中分離出溶解氣體，用氣相色譜分析該氣體的成分，對分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并依據(jù)所獲得的各組分氣體的含量，判定設(shè)備有無內(nèi)部故障,診斷其故障類型,并推定故障點(diǎn)的溫度、故障能量等。經(jīng)過近30年的研究和實踐，我國在這項檢測技術(shù)方面，已積累了很多豐富的經(jīng)驗。早在20世紀(jì)末，我國就先后發(fā)布了GB/T17623-1998標(biāo)準(zhǔn)和DL/T722-2000導(dǎo)則。前者對油中溶解氣體分析方法作了明確規(guī)定，后者不僅對分析方法，而且對分析數(shù)據(jù)的解釋都提供了具體的指導(dǎo)性的經(jīng)驗。中國電力出版社出版的《變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查》一書根據(jù)DL/T700-2000的要求，系統(tǒng)地介紹了油中溶解氣體分析方法，即分析周期、取樣、脫氣，適用色譜儀器和流程，具體操作和注意事項以及分析數(shù)據(jù)處理等全過程，并較全面地分析介紹了設(shè)備內(nèi)部故障診斷的程序和方法。

 

油中溶解氣體與變壓器內(nèi)部故障的關(guān)系

為了確保變壓器安全可靠運(yùn)行，及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中變壓器內(nèi)部早期故障是極為重要的。國內(nèi)外的長期實踐證明，利用油中溶解氣體分析（DGA）技術(shù)，檢測變壓器內(nèi)部潛伏性早期故障是十分有效的。

眾所周知，在熱應(yīng)力和電應(yīng)力的作用下，變壓器運(yùn)行中油/紙絕緣材料會逐漸老化裂解，其產(chǎn)物中有CO2、CO及少量的各種低分子烴類氣體。若設(shè)備存在早期過熱或放電性故障時，各種氣體特別是烴類氣體的生成量將會顯著增大，且大部溶于油中。隨著故障的發(fā)展，產(chǎn)氣量大于溶解量時，便會有一部分氣體以游離氣體的形態(tài)釋放出來。

變壓器內(nèi)部不同類型的故障，由于能量的不同，分解產(chǎn)氣組分及其量是有區(qū)別的：

（1） 局部過熱故障。一般熱點(diǎn)溫度300-700K，最高達(dá)1100-1200K。溫度低端主要是絕緣油氧化產(chǎn)物——CO2，其次為少許H2；溫度高端是油裂解，700K時主要產(chǎn)生CH4和C2H4等，在1100K時，C2H4幾乎是獨(dú)有產(chǎn)物，熱點(diǎn)溫度進(jìn)一步升高時，還會產(chǎn)生少量D2H2。

（2） 電弧放電故障。電弧放電會產(chǎn)生高達(dá)1300-1600K的溫度，在溫度低端，故障能量主要消耗在電極材料上，轉(zhuǎn)移到油中的能量甚少。但是在溫度高端，油中占據(jù)大量的能量，隨著電弧強(qiáng)度的增加，油分子斷裂，且一般系端部斷裂，產(chǎn)生大量C2H2和H2。

（3） 局部放電故障。局部放電產(chǎn)生熱量很小，主要是電子轟擊，其數(shù)量甚至不足leV,主要分解產(chǎn)物是H2和少量的CH4.

由于上述不同故障所產(chǎn)生的特征氣體不同,因此利用氣相色譜法對油中溶解氣體進(jìn)行分析,即可以判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在故障及故障類型.在變壓器維護(hù)實踐中,人們主要分析9種氣體,從而可以診斷變壓器的內(nèi)部狀況,這9種氣體與變壓器內(nèi)部狀態(tài)的關(guān)系如表1所示.

 

  表1              設(shè)備內(nèi)部狀況與油中氣體組分的關(guān)系

被測氣體	設(shè)備內(nèi)部狀況
N2與5%或更少的氧氣（O2）	密封變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)
N2與大于5%的氧氣（O2）	檢查變壓器密封情況
N2和H2	變壓器過負(fù)荷或過熱，引起絕緣紙裂解，檢查運(yùn)行條件電暈放電，水電解或鐵銹
N2、H2、CO和CO2	電暈放電涉及到絕緣紙或變壓器嚴(yán)重過負(fù)荷
N2、H2、CH4和少量的C2H4、C2H6	火花放電或別的不嚴(yán)重的故障，在油中引起放電
N2、H2、CH4、CO、CO2及少量的其他烴類氣體，通常不存在C2H2	火花放電或別的不嚴(yán)重的故障，涉及到固體絕緣
N2、大量的H2及其他烴類氣體，包括C2H2	內(nèi)部存在高能量的電弧放電，引起油快速劣化
N2、大量的H2、CH4、C2H4及少量的C2H2	局部高溫過熱，通常由于接觸不良或鐵蕊多點(diǎn)接地引起，故障未涉及到固體絕緣
N2、大量的H2、CH4、C2H4、及少量的C2H2，另外還有CO、CO2存在	局部高溫過熱，通常由于接觸不良引起，故障已涉及到固體絕緣

 

 

國外典型的油中溶解氣體在線分析儀

（1）日本三菱公司的變壓器油中氣體自動分析裝置。該裝置采用機(jī)械活塞泵自動脫出油中溶解氣體，并自動進(jìn)行在線氣體相色譜分析H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2六組分。這實質(zhì)上是將一套全自動的油中溶解氣體色譜分析系統(tǒng)直接裝在變壓器上使用，其價格較為昂貴。

（2）加拿大C201-6在線色譜監(jiān)測儀。加拿大加創(chuàng)公司推出的C201-6在線色譜儀可以檢測H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等故障特征氣體。該儀器采用高分子滲透膜技術(shù)對油氣體進(jìn)行分離，氣體分離采用復(fù)合色譜柱，以氣敏傳感器予以檢測，對H2和C2H2的靈敏度分別為1uL/L和0。5uL/L。

（3）法國TGA型在線監(jiān)測儀。法國Micromonitor公司的TGA型在線監(jiān)測儀可以監(jiān)測H2、CO2、C2H2、CO等氣體，該儀器采用極小的半導(dǎo)體傳感器裝入一堅固的探棒內(nèi)，可直接插入變壓器油中。

（4）美國TM8在線氣體分析儀。美國Serveron公司的TM8氣體分析儀，可監(jiān)測H2、CO、CO2、O2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2等八組分氣體。該儀器采用氣體萃取連續(xù)萃取油中溶解氣體，經(jīng)4h達(dá)到平衡后，以超純氮載氣送入色譜柱予以分離，然后由熱導(dǎo)池鑒定器進(jìn)行定性定量分析。該分析儀對C2H2的精確度為正負(fù)1uL/L，對其他組分的精確度為正負(fù)5%。其采樣周期為24h。

國內(nèi)在線色譜分析裝置開發(fā)概括

（1） TRAN-B型在線監(jiān)測儀。該儀器系北京某高校研制的產(chǎn)品，可以檢測油中H2、   CO、C2H2、C2H4等組分，且一臺監(jiān)測儀可以同時監(jiān)視10臺變壓器。

（2） 河南某公司3000型色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可監(jiān)測油中H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2等七組分。該監(jiān)測裝置采用吹掃—捕集脫氣技術(shù)進(jìn)行油七分離，油中氣體組合經(jīng)反復(fù)萃取，15min即可完成自動進(jìn)油、脫氣，并將樣品迅速吹掃到色譜柱中進(jìn)行色譜分析的全過程。

（3） TAM-VI型色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)是上海某公司在加拿大一傳統(tǒng)色譜分析技術(shù)基礎(chǔ)上研制的。系統(tǒng)采用納米材料滲透膜進(jìn)行油氣分離，采用單一色譜柱分離H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2等組分，以氣敏傳感器進(jìn)行檢測，其C2H2的靈敏度可達(dá)0.3uL/L。

（4） 上海交大研制的色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用具微孔的聚四氟乙烯薄膜進(jìn)行油氣分離，以雙柱分別分離H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2組分，其檢測元件采用熱線型傳感器，載氣系采用干燥并脫氧的空氣。經(jīng)某變電站500kv變壓器在線運(yùn)行證明。其監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室DGA檢測結(jié)果誤差不大于5%。

（5） CPJC在線色譜監(jiān)測儀。該系統(tǒng)是重慶大學(xué)的研究成果，系采用特制高分子滲透膜實現(xiàn)油氣自動分離，滲透平衡時間為2~3天。檢測單元為高分辨率的多傳感氣敏元件，可檢測油中H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2等六組分。C2H2的最小檢知濃度為1uL/L。其他組分的最小檢知濃度為10uL/L。

（6） BSZ系列大型變壓器色譜在線監(jiān)測裝置。該裝置是東北電科院研制的，也是國內(nèi)開發(fā)和應(yīng)用最早的色譜在線監(jiān)測裝置。BSZ系列裝置可以任意選擇檢測周期，并自動檢測CH4、C2H6、C2H4、C2H2等故障特征氣體，各組分最小檢知濃度為1uL/L，檢測數(shù)據(jù)的變異系數(shù)小于5%。自1994年以來，該裝置已有十多臺投入現(xiàn)場應(yīng)用，其中BSZ-3型裝置可同時監(jiān)測兩臺變壓器。

 

關(guān)于油中溶解氣體在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用問題的討論

           對于油中氣體在線監(jiān)測裝置的推廣應(yīng)用，人們存在著一些不同看法。一種看法是H2在線監(jiān)測只檢測H2，雖然有的裝置還可同時監(jiān)測CO，但不能測定特征氣體全組分，不是真正意義上的DGA技術(shù)，不能代替實驗室的色譜分析。因為后者已在國內(nèi)廣泛使用，即使收到了H2在線監(jiān)測的報警，最終還只有依靠實驗室的DGA檢測結(jié)果，才能得出可以指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)管理采用相應(yīng)措施的診斷結(jié)論。另一種意見則認(rèn)為，H2在線監(jiān)測連續(xù)檢出H2或CO異常，反映著設(shè)備內(nèi)部油或固體絕緣中可能出現(xiàn)故障的先兆，可以超前報警，以便減少事故損失。第三種意見認(rèn)為，因為實驗室DGA技術(shù)不能連續(xù)監(jiān)測，而僅測H2和CO的在線監(jiān)測裝置在診斷故障方面又有局限性，因此，開發(fā)應(yīng)用多組分甚至全組分在線監(jiān)測裝置才是最使用的。

但是，這里有兩點(diǎn)是值得注意的：

（1） 我國運(yùn)行的變壓器數(shù)量巨大，實驗室DGA技術(shù)已很普及，因此，只有在重要變壓器上安裝在線監(jiān)測裝置，才是最經(jīng)濟(jì)的；

（2） 色譜在線監(jiān)測裝置即使檢出氣體組分較多，對故障診斷有利，但是這種裝置的成本是否滿足可靠、簡單、壽命長、免維護(hù)等要求也是必須考慮的。

      因此，在開發(fā)油中氣體在線監(jiān)測的同時，研制開發(fā)便攜式油中氣體檢測裝置，實現(xiàn)短周期的巡回檢測才是符合我國實際情況的。國外已有不少這類儀器，例如，SYPROTEC公司的H103B便攜式油中氣體檢測儀只需3ml油樣，即可在現(xiàn)場檢測H2和CO的含量。日本日立公司的便攜式油中氣體分析儀由氣體分離器、測量器和診斷器組成。該儀器使用安裝在變壓器放油閥上的氣體分離器內(nèi)的氟聚合物（PFA）作滲透膜析出油中溶解氣體，測量器以空氣做載體，以色譜柱分離分析H2、CO和CH4，然后診斷器 H2、CO和CH4的濃度以及CH4/H2、CO/CH4的比值作出診斷，其結(jié)果顯示在數(shù)據(jù)打印機(jī)上。

     清華大學(xué)亦研制出便攜式油中溶解氣體色譜分析裝置。其油氣分離是基于機(jī)械振蕩法，將定量的空氣經(jīng)微型氣泵循環(huán)送入油中，使之達(dá)到氣液兩相動態(tài)平衡的原理，在溫度為50℃時，脫氣約需2min。載氣采用干燥、凈化的空氣，色譜柱采用單柱，可以分離H2、CO=CH4、C2H6、C2H4和C2H2等六組分。檢測單元采用從數(shù)十種半導(dǎo)體氣敏傳感器中篩選出的兩種傳感器。其中傳感器A檢測CO、C2H4、C2H2，傳感器B檢測H2、CH4、C2H6。這種便攜式色譜分析裝置體積小，質(zhì)量輕，使用簡便，易于維護(hù)，作為現(xiàn)場巡回檢測的儀器，具有成本低、可任意選擇追蹤分析周期等優(yōu)點(diǎn)，是值得推廣應(yīng)用的。

 

三、關(guān)于變壓器中的雜質(zhì)

變壓器油中機(jī)械雜質(zhì)的來源及分布

通常，新變壓器油在注入變壓器之前要經(jīng)過嚴(yán)格的工藝處理，雖然在過濾過程中大部分大顆粒的機(jī)械雜質(zhì)被除去，但是依過濾器孔徑的不同，仍有或多或少的小顆粒殘留在油中，這部分顆粒一般稱為油中固有機(jī)械雜質(zhì)。

新變壓器在制造和裝配過程中，可能留有金屬碎屑和纖維材料碎末，以及受到空氣中灰塵或機(jī)械加工過程中的氧化表皮、焊渣等機(jī)械雜質(zhì)的污染。

變壓器在運(yùn)行過程中，由于油泵磨損、機(jī)械振動引起的磨擦可能產(chǎn)生金屬各非金屬的碎屑和顆粒；變壓器油運(yùn)行中氧化老化，產(chǎn)生膠質(zhì)物、油泥、金屬腐蝕產(chǎn)物，以及固體絕緣材料的老化產(chǎn)物等都會使絕緣油受到污染。在變壓器異常運(yùn)行狀態(tài)下，由于局部放電可能引起油中游離炭顆粒的大量產(chǎn)生。

變壓器油受機(jī)械雜質(zhì)污染的程度，目前較廣泛引用的是美國國家航空及宇航標(biāo)準(zhǔn)NAS1638和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO 4406-1999。前者根據(jù)顆粒尺寸分布狀態(tài)及每100mL油樣中顆粒物的數(shù)量，將污染度分為若干等級（見表2）；后者是按每100mL油樣中的顆粒數(shù)，將清潔度分為若干等級。

近些年來，由于我國500KV大型變壓器的相繼大量投入運(yùn)行，促進(jìn)了對運(yùn)行變壓器油中顆粒物的分布狀態(tài)及其影響的檢測和試驗研究工作，并取得了一定的成果。1994年保定和華北電力學(xué)院研究生院曾對國內(nèi)500KV和200KV運(yùn)行變壓器和制造廠尚未出廠的500KV變壓器油樣的顆粒污染度進(jìn)行調(diào)研，其顆粒尺寸分布范圍大致如表3所示，部分測量數(shù)據(jù)如表4所示?？梢钥闯觯w粒直徑越小，數(shù)目越多；在總的顆粒數(shù)中，5-10um顆粒約占60%-90%以上。廣東電力試驗研究院曾對廣東省33臺500KV運(yùn)行變壓器絕緣油的顆粒污染善進(jìn)行普查，結(jié)果表明，大部分油的顆粒分布進(jìn)行檢測，所得結(jié)果如表5和表7所示。此外，保定變壓器廠和沈陽變壓器廠還分別對廠內(nèi)儲油罐等油樣檢查了顆粒污染情況，結(jié)果如表8所示。

表2           NAS1638污染度分級（每100mL油樣中顆粒數(shù)）

顆粒尺寸 范疇（um）	等級
	00	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
5—15	125	250	500	1000	2000	4000	8000	16000	32000	64000	128000	256000	512000	1024000
15—25	22	44	89	178	358	712	1425	2850	5700	11400	22800	45600	91200	182400
25—50	4	8	16	32	63	128	253	506	1012	2025	4050	8400	16200	32400
5—100	1	2	3	6	11	22	45	90	180	360	720	1440	2880	5670
>100	0	0	1	1	2	4	8	16	32	64	128	256	512	1024

 

表3                       顆粒尺寸分布范圍

尺寸（um）	>5	>15	>25	>50（可見顆粒）
顆粒數(shù)（個/10mL）	10—600	3—150	1—70	1—10

 

 

表4               500KV變壓器油中顆粒度分布狀況

油樣 編號	生產(chǎn) 廠家	容量/電壓 (Kva/kV)	投運(yùn) 時間	顆粒度(um,個/10mL)						擊穿電壓 (kV)	NAS 等級	顆?？倲?shù) (個/10mL)
				5-10	10-15	15-25	25-35	35-50	>50
1	保定	360/500	—	37	8	1	0	0	0	84.5	1	46
2	保定	370/500	—	116	6	4	0	0	0	72.9	3	126
3	保定	360/500	1989	24	5	2	2	0	0	97.9	1	33
4	沈陽	240/500	1986	65	10	5	0	1	1	85.2	2	102
5	Akstgon	360/500	1980	26	4	3	2	2	0	77.7	2	35

 

 

表5               廣東部分500kV運(yùn)行變壓器油顆粒度分布

油樣		油中顆粒數(shù)（個/100mL）					NAS 等級	油中顆?？倲?shù)(個/100mL)
		5-10um	10-25um	25-50um	50-100um	>100um		>5um	>50um
增城1號 主變壓器	A相	1123	160	90	6	0	4	1373	0
	B相	3580	987	273	7	0	6	4847	7
	C相	3787	590	203	10	0	5	4590	10
江門1號 主變壓器	A相	1297	197	33	3	0	3	1530	3
	B相	10563	340	0	3	0	6	10987	3
	C相	1447	137	13	3	0	3	1597	3

 

 

表6                220kV變壓器油顆粒尺寸分布范圍

顆粒尺寸（um）	>5um	>15um	>25um	>50um	>100um
顆粒數(shù)（個/100mL）	120-48000	20-46000	0-1767	0-190	0-33

 

 

表7                    220kV變壓器油樣顆粒數(shù)統(tǒng)計

>5um顆粒個數(shù)（個/100mL）	占油樣的比例(%)	>50um顆粒個數(shù)（個/100mL）	占油樣的比例(%)
<500	68.9	<50	82.2
<1000	82.2	<100	93.3
<2000	95.6	<200	100
<2000	4.4	>200	0

 

 

 

表8                          儲油罐等油樣的顆粒分布

油樣		顆粒數(shù)（個/100mL）
		5-15um	15-25um	25-50um	50-100um	>100um
保定變壓器廠	儲油罐	970	110	8	0	0
	儲油罐	1070	150	9	1	0
沈陽變壓器廠	進(jìn)廠油	7285	595	100	10	6
	合格油	3970	355	45	5	0
	濾油機(jī)出口油	2570	280	95	10	0
	產(chǎn)品內(nèi)油	3365	485	100	10	0

 

以上的測量結(jié)果基本上代表了我國目前變壓器油的顆粒污染水平，可以看出：

（1） 油中顆粒尺寸小于50um的占絕大部分.

（2） 變壓器油在運(yùn)行中受污染,是顆粒物的主要來源,因此要加強(qiáng)運(yùn)行中的維護(hù)管理.

（3） 由表8-33可看出,在新變壓器注油前,采用一般板框濾油機(jī)尚不能滿足除去微小顆粒的要求,還需輔以微孔濾油器將油過濾.同時,變壓器在注油前必須先將內(nèi)部的污物清理干凈,否則將使油中顆粒物增多.

（4） 根據(jù)國內(nèi)500KV變壓器的調(diào)研結(jié)果來看,油中顆粒雜質(zhì)的污染 水平總體上說還是不高的,說明在制造、安裝和運(yùn)行中控制得比較好。

在此尚應(yīng)指出，顆粒物在變壓器油中的沉降速度是比較快的。有文獻(xiàn)指出，大于50um的顆粒在1h之內(nèi)就會完全沉積下來，較小的顆?？赡苄栎^長的時間，油樣經(jīng)一天靜置后由于顆粒物的沉降而使其擊穿電壓由47.6kV提高到56kV.因此,在測量顆粒和顆粒分布狀況及油中金屬含量和油的介電強(qiáng)度之前,預(yù)先將油樣均勻化是絕對必要的.在IEC SC10A-1985中提出了一種利用超聲波使油樣均勻化的方法.

 

變壓器油中機(jī)械雜質(zhì)的危害

變壓器油中的機(jī)械雜質(zhì)對油絕緣性能和變壓器的安全可靠運(yùn)行有很大的影響。在電場作用下，機(jī)械雜質(zhì)一般向場強(qiáng)高的部位運(yùn)動，從而使變壓器油中機(jī)械雜質(zhì)分布不均勻。在變壓器運(yùn)行中，機(jī)械雜質(zhì)顆粒通常分布在高低繞組附近，并吸附在油浸紙表面，從而在匝間、線餅間及繞組和屏障間形成導(dǎo)電橋。在油的流動中，雖然可將一部分雜質(zhì)沖走，但是在某些油流緩慢的部位，導(dǎo)電橋仍可能存在。沿橋路流動的電流產(chǎn)生熱量，造成變壓器內(nèi)某些部位局部過熱，加快變壓器固體絕緣材料的老化。油中機(jī)械雜質(zhì)也可能沉積在繞組表面，降低其散熱性能。

變壓器油中的機(jī)械雜質(zhì)引起油擊穿的機(jī)理，通常認(rèn)為是：

（1） 當(dāng)變壓器油中存在金屬顆粒，并在電極間施加電壓時，就在靜電力作用在這些金屬顆粒上。當(dāng)靜電力超過顆粒重量時，顆粒開始漂浮，并垂直地立在電極表面上。這使得顆粒端部的電場強(qiáng)化，從而降低了間隙的擊穿電壓。有計算表明，顆粒表面的場強(qiáng)比外施場強(qiáng)增大三倍，足以導(dǎo)致絕緣液體的擊穿。

（2） 當(dāng)運(yùn)動著的帶電顆粒與電極接近時，兩者之間局部場強(qiáng)增大，導(dǎo)致局部微放電，同時伴有氣泡產(chǎn)生，使局部放電進(jìn)一步增強(qiáng)，并導(dǎo)致油擊穿強(qiáng)度進(jìn)一步降低。微小雜質(zhì)顆粒（〈150um）在電場作用下，放電量很小，而油中導(dǎo)電大顆粒對變壓器油局部放電的影響較大。相同條件下，顆粒直徑越大，導(dǎo)致 的局部 放電量越大，局部放電和微放電的起始電壓越低，并使絕緣強(qiáng)度急劇下降。

（3） 分散的金屬顆粒和潮濕的固體雜質(zhì)，特別是纖維對油的擊穿有影響。當(dāng)這些雜質(zhì)在油中的濃度高時，顆粒即受到極化，它們之間的相互作用即變得明顯。在電場力的作用下，顆粒將向極間場強(qiáng)最大的區(qū)域移動，使用權(quán)局部顆粒濃度增加，最終形成顆粒鏈。油中的非金屬雜質(zhì)在極間受到定向極化，按電力線排成雜質(zhì)鏈橋。若這些顆粒鏈成為雜質(zhì)鏈橋貫穿于極間，則絕緣會很快被擊穿。

應(yīng)當(dāng)指出，由機(jī)械雜質(zhì)所引起的變壓器油的電擊穿是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，試驗中的影響因素很多，要想將試驗條件嚴(yán)格地控制在同等條件和完全真實地模擬實際變壓器的運(yùn)行條件，目前還是不可能的。國外研究表明，油中不同種類的機(jī)械雜質(zhì)對油擊穿電壓 的影響不同，如表9所示。纖維對變壓器油擊穿電壓影響較大，尤其是當(dāng)油中含水量增大時，可使擊穿電壓顯著降低。另有觀點(diǎn)認(rèn)為，雜質(zhì)顆粒群在直流電壓作用下更容易產(chǎn)生定向運(yùn)動，從而形成的橋路電壓要低于交流電壓值，因而直流下?lián)舸╇妷豪響?yīng)低于交流電壓下的擊穿電壓，即變壓器油中顆粒對直流高電壓產(chǎn)品的絕緣強(qiáng)度會在更大的影響。

 

表9             不同種類機(jī)械雜質(zhì)對變壓器擊穿電壓的影響

含不同雜質(zhì)的變壓器油	擊穿電壓(kV)
	60Hz交流電壓	直流電壓
清潔油	32．5	40．0
含有小砂粒的油	24．6	30．0
含有1-7um鐵顆粒的油	18．0	16．0
含有10-60um銅顆粒的油	6．3	7．9
含有小炭粒的油	21．0-25．5	20．5-30．0
含有50um以上炭粒的油	19．0	14．8
含有20-90um干燥纖維的油	24．4	28．6

 

此外，油中顆粒物的影響還依變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的不同而在程度上有所差異。例如，變壓器屬于小油隙多層絕緣結(jié)構(gòu)，而高壓套管屏蔽處和高壓引線處則屬于大油隙無絕緣覆蓋。油中顆粒對前一種絕緣結(jié)構(gòu)的影響要比對后者的影響小。油中顆粒含量與油的介質(zhì)損耗因數(shù)、體積電阻率等電氣參數(shù)之間尚未發(fā)現(xiàn)存在定量關(guān)系。

 

關(guān)于運(yùn)行變壓器油中金屬的控制標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)外對運(yùn)行變壓器油中金屬含量尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國外有資料報道，對于出廠變壓器和現(xiàn)場變壓器油中鐵不大于10ug/kg、銅不大于201ug/kg可認(rèn)為是正常的，當(dāng)超過這一含量時即在進(jìn)一步研究的必要。

國內(nèi)有資料提出，銅不大于30ug/kg和鐵不大于50ug/kg是正常的。另有資料提出，銅20ug/kg和鐵20-40ug/kg是正常的。

為應(yīng)對我國第一條50KV輸電系統(tǒng)對變壓器油金屬含量的控制，結(jié)合當(dāng)時尚無國產(chǎn)精密濾油的實際情況，在研究試驗單位曾提出油中總金屬為0.3-0.5ug/kg的控制范圍,并沿用至今而未發(fā)現(xiàn)問題.但是鑒于對超高壓變壓器油監(jiān)督日趨嚴(yán)格和我國精密過濾器的研發(fā)和生產(chǎn)已有長足的進(jìn)步，這一控制范圍應(yīng)向更嚴(yán)格方面做適當(dāng)修正。

除油中金屬含量的絕對值外，尚應(yīng)關(guān)注金屬含量的變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)在短時間內(nèi)變化較大時，必須增加取樣次數(shù)，跟蹤檢測，并結(jié)合其他項目（例如顆粒計數(shù)、油中氣體分析和變壓器其他電氣試驗項目等）進(jìn)行綜合分析判斷。

 

以上的測量結(jié)果基本上代表了我國目前變壓器油的顆粒污染水平，可以看出：

（1） 油中顆粒尺寸小于50um的占絕大部分。

（2） 變壓器油在運(yùn)行中污染，是顆粒物的主要來源，因此要加強(qiáng)運(yùn)行中的維護(hù)管理。

（3） 由表可以看出，在新變壓器注油前，采用一般板框濾油機(jī)尚不能滿足除去微小顆粒的要求，還需輔以微孔濾油器將油過濾。同時，變壓器在注油前必須先將內(nèi)部的污物清理干凈，否則將使油中顆粒物增多。

（4） 根據(jù)國內(nèi)500kv變壓器的調(diào)研結(jié)果來看，油中顆粒雜質(zhì)的污染水平總體上說還是不高的，說明在制造、安裝和運(yùn)行中控制得還比較好。

 

變壓器油中雜質(zhì)顆粒含量的推薦標(biāo)準(zhǔn)

   變壓器油中雜質(zhì)顆粒含量至今尚未擬定出統(tǒng)一的國際或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，但是國內(nèi)外已提出若干推薦值，如下表10所示。

                         

表10             變壓器油雜質(zhì)顆粒含量控制標(biāo)準(zhǔn)推薦值

序號	推薦標(biāo)準(zhǔn)值	推薦者	參考文獻(xiàn)
1	>15um顆粒8500個/100mL	IEC	IEC296
2	>5um顆粒20000個/100mL >50um顆粒200個/10mL	西安熱工研究所（1991）	《變壓器安全運(yùn)行的研究》能源部  西安熱工研究所
3	>5um顆粒606個/10mL（投用前）        1500個/10mL（運(yùn)行中）	王淑娟等	《華北電力學(xué)院報》V.22，NO3，1995
4	5~150um顆粒8000個/100mL	池明浩等	華北電力學(xué)院北京研究生部碩士論文
5	>5um顆粒1500個/10mL	王文昌等	《絕緣材料通訊》1999第四期
6	>5um顆?？倲?shù)1000個/100mL              2000個/100mL	日本日立 一些歐洲國家	《變壓器》V.37，NO.12，2000
7	3~150um顆粒數(shù)3000個/10mL 50~150um顆粒數(shù)20個/10mL	T．V．Oommen E．M．Petrie	《IEEE Trans.on PAS》V.PAS-102，NO.5，May 1983

 

此外有文獻(xiàn)（《變壓器》V.26，NO.7，1989）報道，法國Alsthon公司按油中顆粒含量對變壓器油區(qū)分出三種類型（油品），如圖所示。圖中的兩條曲線劃分出A、B、C三個區(qū)：A區(qū)表示油沒有經(jīng)過充分過濾；B區(qū)表示油經(jīng)過很好的過濾；C區(qū)表示油經(jīng)過精細(xì)過濾。按Alsthon公司的規(guī)定。依變壓器不同的要求，在油經(jīng)過處理送交絕緣試驗以前，其顆粒含量應(yīng)分別相當(dāng)于C區(qū)或B區(qū)含量。在某些情況下，例如用于直流系統(tǒng)換流變壓器時，對油中顆粒含量也有類似要求。其中過濾油所選用的過濾器，要求能濾掉大于5um的顆粒。

                           

關(guān)于運(yùn)行變壓器油中金屬含量的控制標(biāo)準(zhǔn)

   目前國內(nèi)外對運(yùn)行變壓器油中金屬含量尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。國外有資料報道，對于出廠變壓器和現(xiàn)場變壓器油中鐵不大于10ug/kg、銅不大于20ug/kg可認(rèn)為是正常的，當(dāng)超過這一含量時即有進(jìn)一步研究的必要。

   國內(nèi)有資料提示，銅不大于30ug/kg和鐵不大于50ug/kg是正常的。另有資料提出，銅20ug/kg和鐵20~40ug/kg是正常的。

   為應(yīng)對我國第一條500kv輸電系統(tǒng)對變壓器油金屬含量的控制，結(jié)合當(dāng)時尚無國產(chǎn)精密濾油的實際情況，有研究試驗單位曾提出油中總金屬含量為0.3~0.5ug/g的控制范圍，并沿用至今而未發(fā)現(xiàn)問題。但是鑒于對超高壓變壓器油的監(jiān)督日趨嚴(yán)格和我國精密過濾器的研發(fā)和生產(chǎn)已有長足進(jìn)步，這一控制范圍理應(yīng)向更嚴(yán)格要求方面做適當(dāng)修正。

   除油中金屬含量的絕對值外，尚應(yīng)關(guān)注金屬含量的變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)在短時間內(nèi)變化較大時，必須增加取樣次數(shù)，跟蹤檢測，并結(jié)合其他項目（例如顆粒計數(shù)、油中氣體分析和變壓器其他電氣試驗項目等）進(jìn)行綜合分析判斷。

 

微生物污染的來源

  新變壓器油在儲存、運(yùn)輸和注入過程中都會接觸空氣，尤其是在儲油罐內(nèi)儲存時，受晝夜溫差的影響，油面升降造成“呼吸”，則空氣中的水汽、微生物、塵埃和其他雜質(zhì)被不斷帶入油罐內(nèi)。油在儲存過程還可能與空氣中的氧起作用，發(fā)生劣化。最終油的一部分劣化產(chǎn)物和外來雜質(zhì)及微生物都可能隨不斷積聚的水分沉入油罐底部，并形成沉積層。該沉積的污染層在有適當(dāng)溫度條件下，可能是微生物生長的溫床。

  在變壓器制造、安裝、檢修和油處理過程中，不可避免地與空氣接觸而帶入微生物。此外，工作人員和使用的工具及安裝或更換的零部件，都有可能成為帶菌的來源。

 

微生物對變壓器油性能的影響

  研究表明，變壓器油在正常的生產(chǎn)、儲存和運(yùn)行條件下，雖然可能含有少量微生物，但是一般對其理化和電氣性能沒有明顯影響。例如，對已運(yùn)行了10年的一臺變壓器從底部放油閥取油樣進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，油的顏色微深、透明，無明顯雜質(zhì)，菌量約為20個/ml，而包括tan-、擊穿電壓和其他理化性能在內(nèi)的各項指標(biāo)都是合格的。在含菌量增多的情況下，首先表現(xiàn)出對變壓器油的介損有影響，如下表11所示?？梢钥闯?，介損高的油含菌量為100000~1000000個/ml，比正常變壓器油的含菌量約大兩個數(shù)量級。我國研究人員進(jìn)行的相關(guān)試驗表明，只在變壓器油的含菌量達(dá)到很大數(shù)量（例如1000000個/ml）時，才對油的介損產(chǎn)生明顯的影響，而且隨著含菌量的增多，對油的介損的影響增大。微生物對變壓器油介損的影響還與微生物的種類有關(guān)，例如放線菌的影響遠(yuǎn)大于球菌和桿菌的影響。由于微生物在油中分布不均勻，所以往往引起介損的不規(guī)則的變化。

   微生物對變壓器油介損的影響，通常歸因于微生物的膠體性質(zhì)和表面上存在電荷。絕緣油的微生物含量及種類的分析和鑒別，為研究變壓器油在運(yùn)行中介損的異常變化提供了一種可能的方法。

 

表11                      變壓器油介損和含菌量的關(guān)系

樣品編號	1	2	3	4	5	6
Tan-（%）	0.2	4.1	4.2	5.8	7.4	5.5
含菌量（個/mL）X100000	0.012	10	20	50	50	13

 

 

四、帶電處理變壓器油需采取的技術(shù)措施

當(dāng)變壓器油需要凈化處理時，通常要退出運(yùn)行。如果沒有備用變壓器投入，該變壓器所帶的點(diǎn)負(fù)荷將中斷。在目前電力供應(yīng)緊張的形勢下，對帶電變壓器進(jìn)行在線濾油無疑成為一種理想的選擇。采用在線濾油裝置帶電處理變壓器油工作在我國起步較晚，積累的經(jīng)驗相對較少，在技術(shù)上還不成熟，特別在大容量變壓器是否帶電濾油需慎重考慮。近幾年國內(nèi)在運(yùn)用在線濾油裝置進(jìn)行變壓器絕緣受潮在線干燥處理方面進(jìn)行了一些有益的嘗試，如浙江省電力試驗研究所采用HTP在線濾油機(jī)對潮州長超變電站1號主變壓器內(nèi)部絕緣下降的處理，并取得了預(yù)期的效果。

使用在線濾油裝置帶電處理變壓器油時，必須采取嚴(yán)格的技術(shù)措施，確保處理過程中變壓器的安全運(yùn)行。采取的安全保障措施有：

（1）在線濾油裝置必須有可靠的流量控制裝置，避免油局部流速過大而產(chǎn)生摩擦靜電等不安全因素

（2）濾油機(jī)出口應(yīng)配置有出油閥或逆止閥，以防臨時緊急停機(jī)因虹吸作用發(fā)生跑油，影響儲油柜的正常油位。

（3）濾油機(jī)出油管應(yīng)連接至儲油柜處閥門，不應(yīng)連接至箱體處閥門，以防氣泡一旦進(jìn)入變壓器后，在通過變壓器內(nèi)部高電場區(qū)域時產(chǎn)生局部放電，同時避免帶氣泡油流進(jìn)入氣體繼電器，發(fā)出不必要的信號；將氣體繼電器由“跳閘”改投至信號位置，以防帶電過濾時產(chǎn)生氣體引起誤動。開始凈化時，如發(fā)現(xiàn)輕瓦斯保護(hù)動作信號，可改掉氣體繼電器內(nèi)的氣體，不停止循環(huán)凈化。

（4）變壓器油的真空脫氣處理比較徹底，而油液有較強(qiáng)的吸氣性能，導(dǎo)致儲油柜內(nèi)油液吸氣量較平時正常運(yùn)行大得多，為此，應(yīng)臨時更換較大的呼吸器，以滿足變壓器帶電濾油時儲油柜吸氣量增加的需要。

（5）濾油機(jī)啟停操作時，要根據(jù)變壓器儲油柜油位正確控制回油閥和進(jìn)油閥，確保儲油柜、濾油機(jī)真空脫氣灌油位在正常運(yùn)行位置。

 

五、變壓器絕緣受潮在線干燥處理裝置

變壓器油-紙絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)聚的水分會導(dǎo)致絕緣電阻降低，介質(zhì)損耗因數(shù)增加，局放電壓和擊穿電壓也隨絕緣系統(tǒng)含水量增加而急劇下降，對變壓器安全運(yùn)行構(gòu)成一定威脅，嚴(yán)重時還會釀成放電擊穿事故。水分還將直接參與油、紙纖維素等高分子介質(zhì)材料的化學(xué)降解反應(yīng)，促使這些材料老化降解，從而加速變壓器油-紙絕緣介電強(qiáng)度的降低和各項性能的劣化。這是一個隨運(yùn)行時間延長而逐漸發(fā)展的不可逆過程。因此，降低變壓器油-紙絕緣結(jié)構(gòu)的含水量（防止變壓器內(nèi)水分增加）已引起各方面包括變壓器運(yùn)行維護(hù)部門的高度重視。通常辦法是在變壓器內(nèi)絕緣紙中水分積聚到一定程度后加以干燥。而變壓器在線干燥系統(tǒng)則是以預(yù)先控制為原則進(jìn)行在線干燥處理，從而有效的延長變壓器的壽命期限。

   在線濾油機(jī)的原理

     變壓器內(nèi)的水分約99%存在于固體絕緣中，只要約1%的水分溶解在油中。但是，變壓器內(nèi)部整個油-紙絕緣結(jié)構(gòu)中各自的水分含量并非一成不變，絕緣材料中水分和油中水量之間始終存在一個動態(tài)平衡過程，當(dāng)油紙接觸溫度降低時，油中水分將被絕緣材料吸收，使絕緣材料中的水分將向油中遷移，再進(jìn)行油的脫水處理降低油中的水分含量，如此循環(huán)達(dá)到降低絕緣材料和變壓器油中水分含量的目的。

 

六、參考文獻(xiàn)

（1）、摘自“變壓器運(yùn)行維護(hù)與故障分析處理” 操敦奎 許維忠 阮國方 編2008

（2）、摘自“變壓器油及相關(guān)故障診斷處理技術(shù)” 錢旭耀 編著2006