变压器油取样化验注意事项的探讨

变压器油取样化验注意事项的探讨

腾达

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局 内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000

 摘要：随着经济的发展和社会的进步，人们生活用电及工业用电等的不断扩展,供电变压器应用的数量也在不断增加,同时也增大了变压器单台的承受容量,因而供电设备受损的情况越来越多。文章对变压器油的化验技术、油好坏的鉴别、劣质油的危害、变压器油对变压器的影响以及运行中油务的监督进行了分析。
        关键词：变压器；油取样化验；注意事项
        引言
        变压器油作为主要的变压器绝缘、散热及可灭弧的作用，在变压器供电系统保证正常化运用方面有着十分积极的作用，因此进行变压器油化验技术是十分必要的。变压器油检测技术有一套明确的检测标准，其中主要有对变压器油物理和化学方面相关的数据要求，比如运动粘度、水溶性酸或碱、光谱元素分析及体积电阻率等各种检测项目，明确的标准能够帮助变压器油化验技术人员完成相应的工作，同时能够及时的发现变压器中可能存在的问题，并且采取一些相应的解决措施。

 1变压器油试验的意义
        为确保变压器安全可靠运行，变压器油必须充分发挥其前述功能，而要确保变压器油的功能，就要保证变压器油的质量，也就必须对变压器油做各种试验。这就是变压器油试验的意义。随着超高压大容量变压器的不断发展，变压器油试验也就越来越重要了，目前已成为变压器的一项必不可少的试验项目。下面介绍两种常见的变压器油试验：击穿电压和介质损失因数
        2试验内容
        2.1击穿电压
        对于变压器油均匀施加电压，当电压达到某一值时，变压器油将遭受破坏而失去电阻、伴随着电弧的产生而发生导电，这一电压叫做变压器油的击穿电压，常用kV表示。
        击穿电压和试验条件紧密相关，这些条件包括：施加电压的波形、频率、峰值因数、试验变压器的短路电流、电极的形状、电极间距离、电极表面形状、油杯容积、升压速度、试验时的温度、湿度。由于平行试验分散性大，故一般要做几次试验，取所有结果的平均值。这样，从油倒入油杯到首次击穿的时间、每次击穿的间隔时间、间隔期间内是否搅拌油样也都影响试验结果，成为必须严加控制的试验条件。在所有这些条件中，电极的形状、电极间距、电极表面状况对试验结果影响最为明显。可以说，不指明试验方法的击穿电压、不严格按规定条件测定的击穿电压是毫无意义的。严格的讲，不含水分和灰尘、纤维等杂质纯净油，击穿起始于个别油分子在电场中的极化、电离。其化学组成对击穿电压影响不大，不同牌号的油应该具有大致相同的击穿电压；并且同一油样平行试验结果分散性影响不大，击穿电压值均应很高。然而这种“纯净油”在实际中是不存在的。用目前国内最先进的工业用油处理设备去处理油，即使经多次处理，油的含水量也难以低于2mg/kg，每100ml油中的固体颗粒仍保持在数千个之多。在取样、入杯过程中，要想使这么干净的油不受潮、不受空气中粉尘的影响，也很困难。也就是说油中总是含有一定量的非油杂质。这些杂质常常在油分子远未电离之前先行在电极之间发生极化，沿电场方向排列起来，继而电离成为微小通路，通路连接，贯穿两极，导致油迅速击穿。油中杂质越多，击穿电压就越低。所以可以说油的击穿电压是通过油的耐受电场能力反映油、特别是新油被污染情况和处理油的洁净程度的一个试验项目。
        2.2介质损耗因数
        和其他绝缘材料一样，变压器油也不是理想绝缘材料。由于少量自由电荷和极性分子的存在，在高场强下，变压器油不仅通过电容电流，还通过电导电流和极化电流，消耗有功功率，这种现象被称为变压器油的介质损耗。衡量变压器油介质损耗的大小常用介质损耗因数（tanδ）。电容电流的相位比电压超前90度角，而由电容电流、电导电流和极化电流三者构成的总电流不是超前90度角，只是超前90-δ度角，即滞后于电容电流δ度角。δ被称为介质损失角，其正切tanδ为有功电流与无功电流的比值，称为介质损耗因数。由于tanδ的值通常很小，习惯上以百分数表示，常称为“介损”。
        从前述定义可以看出，油品的tanδ值越小，损耗就越小；tanδ值越大，损耗就越大。一般来说，新油受到污染，运行油老化程度加深，都会使油的tanδ升高。若油中所含的水分为溶解水，则对油的tanδ没有影响；若为游离水或乳化水，则影响严重。tanδ值升高的油，会使变压器整体损耗增大、绝缘电阻下降，所以油的tanδ是变压器制造厂和使用单位经常监测、严加控制的项目，和击穿电压具有同等重要性。
        tanδ受电压频率和温度影响明显。频率越高、温度越高，tanδ就越大。环境湿度对测试没有影响。光照虽不是试验条件，但对于tanδ影响明显，在取样中必须加以注意。光照影响tanδ的现象早已被人们发现，但影响规律和机理至今仍不很清楚。大致规律是高tanδ值的油经光照后，tanδ大副度下降，也有少数油见光后tanδ升高。

        3取样方法
        上面介绍了两种常见的变压器油试验，但为了保证试验结果的准确性，应对试验的各个环节加以严格控制。接下来就介绍一下比较重要但也容易被忽视的取样环节。
        取样是变压器油试验的重要一环。取样方法也是试验方法的重要内容之一。有些试验项目受取样方法影响较小，如密度、运动粘度、界面张力、酸值等，而有些项目受取样方法影响较大，如介质损耗因数、含水量、含气量、溶解气体色谱分析等。
        3.1取样容器
        对于不同的试验项目，要用不同的容器取样。一般说来，含水量、含气量、溶解气体色谱分析用的油样要用注射器取，其他项目用的油样用棕色磨口瓶取。
        用注射器取含水量、含气量测试用的油样，主要是为了隔绝空气。含水量、含气量低的油，吸潮吸气速度极快，在空气中取样或用瓶子取样，测定的结果会有较大误差。即使用注射器取样，若注射器密封不良或因磨损过甚而泄漏，也会造成含水量上升。
        用棕色磨口瓶取样的优点有两个：一是能遮光，二是密封相对较好而又开启方便。对一般测试项目来说，油样见不见光，对测试结果影响不大，但对于介损因数来说，油样见光后测试结果与不见光时明显不同，指标相差10～20倍。不用棕色瓶取样，测试结果是不准确的；即使用棕色瓶取样，也不宜在阳光下长时间照射。
        3.2取样部位
        确定取样部位应遵循两个原则：一是样品应能代表总体，二是要从油质可能最劣的部位取样。“代表总体”就是要避免取滞留于某一死角、有受外界污染嫌疑的油。“油质最劣部位”是指当取样阀不只一个时，要使从中取出的油的质量可能为最差的一个。一般情况下，若取样阀到主体之间有管路的话，则管路中的油被认为是死角油。对于上、中、下都没有取样阀的变压器，从底部取样阀取出的油被认为是最劣可能性最大的油。
        3.3取样操作
        3.3.1在实际取样之前，首先要对取样容器和工具进行处理。对于新的或用过的容器和工具，若沾附有灰尘或空气，都要用自来水，蒸馏水或石油醚洗涤多遍，然后放在鼓风干燥箱里彻底干燥。要特别注意注射器芯不能卡涩。
        3.3.2卸下取油阀防尘罩，用干净滤纸或棉布将出油嘴擦干净。
        3.3.3套上取样工具，拧开封油螺钉，让油以适当流速流出管子，放少量油冲洗管路，然后再正式取样。
        3.3.4用瓶子取样时，至少要用油涮瓶子三次。油样要尽可能取满瓶，以减少残留空气
        3.3.5取样后要尽快做试验。击穿电压油样，在干燥的冬春季节，间隔时间不宜超过3天，在湿热的夏天，间隔时间越短越好，不宜从外地取样，拿回试验室去试验。
        4结束语
        各种试验对检测电力设备的状况是非常有效的手段，但在执行过程中，应当严格操作程序，尤其是一些容易影响结果的小环节更应注意。才能确保试验结果的权威性和正确性，做到切实为安全生产提供保驾护航的作用。
        参考文献:
        [1]胡启凡，《变压器试验技术》，机械工业出版社
        [2]《华北电网有限公司电力设备交接和预防性试验规程》，华北电网有限公司