變壓器油常見質量問題及探討

2020-06-19 19:47:19

1、為什么要控制絕緣油的密度(或相對密度)?     
密度(或相對密度)與油品的組成以及水的存在量均有關。
對于絕緣油來說控制其密度在某種意義上也控制了油品中水的存在量，特別對于防止在寒冷地區工作的變壓器在冬季暫時停用期不出現浮冰的現象更有實際意義。
如果絕緣油中水分過多，在氣溫低時會在電極上粘附冰結晶，但當氣溫升高時，粘附在電極上冰結晶會融化，增加導電性，從而會出現放電的危險，為此對絕緣油控制密度，一般要求在20℃時密度不大于895kg／m²。   
2、運動粘度對絕緣油使用中有什么影響?    
在變壓器中變壓器油作為絕緣和傳遞熱量的介質，要求選擇合適的粘度以保證油品在長期運行中起到理想的冷卻作用，選擇合理的低溫粘度以保證變壓器在停止運行再啟動時能安全工作。
因而美國ASTM 19487變壓器油標準中規定0℃和100℃運動粘度的要求，在國際電工委員會頒布的IEC 296標準中也規定了40℃、-15℃(或-30℃、-40℃)運動粘度的要求。粘度過大影響傳熱，反之工作安全性降低。  
3、什么叫絕緣油的凝點和傾點?此指標對絕緣油使用性能有何影響?
絕緣油的凝點是油液面不移動時的最高溫度。絕緣油的傾點是試油流動的最低溫度。  
絕緣油是由不同烴類組成的混合物，各種烴類的凝點也是不相同的。因而當油品降溫時，油品并不立即凝固，要經過一個稠化階段，在相當寬的溫度范圍內逐漸凝固。
因而油品的凝點或傾點僅僅是油品喪失流動性時近似的最高溫度。
凝點和傾點在一定程度上反映油品的低溫性，此項指標在國外也可以根據使用場所及氣候和環境的溫度由生產和用戶協商。       
在我國頒布的GB-7595運行中變壓器油質量標準中規定額外開關油添加降凝劑時，應增加凝點試驗，并具體規定氣溫低于-5℃的地區，油品凝點不高于-10℃；
氣溫低于-10℃的地區，油品凝點不高于-25℃；氣溫低于-25℃的地區，油品凝點不高于-45℃。如在低于凝點的氣候下使用，油品失去流動，設備無法啟動和工作。 
4、對“運行中變壓器油”進行閃點監控有什么意義?       
閃點是絕緣油在儲存和使用過程中的一項安全指標。尤其是對運行中變壓器油的監控，閃點是一項不可缺少項目。
閃點的下降表示油中有揮發性可燃物產生，這些低分子碳氫化合物往往是由于電器設備局部故障。
造成過熱使絕緣油在高溫下熱裂解時產生的，因此通過閃點可及時發現電器設備是否有過熱故障出現，對于新充人設備及檢修處理后的油來說。
測量閃點可以發現是否有輕質餾分油品混入，閃點過低會導致電器設備發生火災，甚至爆炸。因而在各國變壓器油的新油標準中均有嚴格的閃點控制指標。
一般閉口閃點不低于140℃，開口閃點不低于145℃。對“運行油”的閃點也有嚴格控制，每次測得的閃點下降值不得比前次低5℃。 
5、測定酸值對絕緣油的使用有何意義?       
絕緣油的酸值是表明油品中含有酸性物質，即有機酸和無機酸的總值，一般酸中和1g絕緣油中酸性物質所需的氫氧化鉀mg數來表示。       
對于未使用過的新變壓器油幾乎不含酸性物質，其酸值相當小，但油品在長期儲存下，尤其是充人電器設備投入運行后，難免會與空氣中氧接觸，油品易被老化。
氧化初期時主要生成低分子有機酸，進一步氧化產生高分子有機酸以及酸陛產物，在絕緣油中存在上述各類酸性物質后，則會提高油品的導電性、降低油的絕緣性能，還可能產生對金屬的腐蝕。
在運行溫度較高(80℃以上)的情況下，促使固體纖維紙絕緣材料發生老化現象，從而縮短設備的使用壽命。       
對于未使用過變壓器油酸值一般在0.01mgKOH/g，對運行油控制酸值不大于0.1mgKOH/g。    
6．測定運行中絕緣油pH值的意義是什么?       
一般未用過的(新的)變壓器油幾乎不含酸性物質，其酸值較低，pH值在6～7范圍內，pH值主要用來表示絕緣油水溶性酸的指標。      
根據我國現場調查情況、模擬試驗以及實驗室內老化試驗結果的油分析，對運行中變壓器油一般酸值大于0.1mgKOH/g，pH值等于或小于4．0時變壓器運行油析出油泥的可能性增加。
反之則變壓器油可基本保證變壓器良好可靠地工作，當酸值升到0.2mgKOH/g以上或pH值低于3．8時，油質劣化顯著，會有較多油泥產生。因而對運行油規定pH值應大于4.2。  
7．何謂絕緣油的擊穿電壓?       
擊穿電壓也是評定絕緣油電氣性能的一項指標，可用來判斷絕緣油含水和其它懸浮物污染的程度，以及對注入設備前油品干燥和過濾程度的檢驗。
對清凈干燥的油施加一個逐漸升高的電壓時，在電壓的負極端會發射擊電子，當電子具有足夠能量時，可使油分子微化離解。
于是整個離解過程隨電壓升高而加強，當達到某一個電壓后，會產生大量傳導電流而形成電弧，這種現象被稱為擊穿，擊穿時電壓被稱為擊穿電壓。
若油中有水或固體物存在時，則會使擊穿電壓變小，這時由于水和固體物的導電性均比油大之緣故。運行中油的擊穿電壓低是變壓器工作危險的信號。       
對于變壓器油國內外標準中規定擊穿電壓一般在40～50kV，高的達60kV甚至更多。  
8、何謂電容率?       
電容率又稱介電常數(或相對介電常數)，測定在一個電容器兩電極之間和周圍全部只有絕緣油充滿時的電容與同樣電板的真空電容之比。
不同絕緣油具有不同電容率，電容率通常隨溫度和頻率而發生變化，在實際使用中，要求電容器油的電容率隨溫度和頻率變化越小越好。
如果電容器的電容率變化較大，失去安全感，應采取相應的措施。  
9、何謂絕緣油的介質損耗因數?       
絕緣油的介質損耗因數用介質損耗角正切值來表示，而介質損耗角是外施交流電壓與它里面通過的電流之間的相角和余角。     
變壓器油是在變壓器或相類似設備中作為絕緣介質存在，在交流電路產生的變化電場作用下，理論上在介質內部只會通過微弱的電容電流。
它與施加電壓的相位提前90℃，因此是無功電流，只影響設備的功率因數，不會產生功率損失，但實際上在油內會或多或少存在能．
使內部電荷不平衡或由于電場作用而產生的極性分子，它們能起到導體作用，從而產生電阻性的傳導電流(或稱泄漏電流)。
此電流與施加電壓同相位，因此是有功電流，引起功率損失，稱為絕緣油的介質損耗，用傳導電流與電容電流的比值(谫)來表示，稱為介質損耗因數。     
介質損耗因數是評定絕緣油電氣性能的一項重要指標，特別是油品劣化或被污染對介廚損耗因數變化更為明顯。
在新油中極性物質較少，所以介質損耗因數一般在0．0001~0.001之間范圍內。運行油介質損耗因素過大就要采取處理措施。  
10、變壓器油的界面張力發生變化說明什么?     
(1)、界面張力表示絕緣油和不相溶水之間產生的張力；      
(2)、油品因使用后老化變質生成氧化產物、油泥等均對界面張力有影響。
(3)、未用過變壓器油的界面張力一般可達40—50mN/m，油品老化后，由于生成各種有機酸(一COOH)及醇(一OH)等極性物，使油品的界面張力逐漸下降。