變壓器油介損增大的原因分析和處理方法

　　一、原因分析
　　
　　變壓器油在電場(chǎng)作用下引起的能量損耗，稱為油的介質(zhì)損耗，通常在規(guī)定的條件下測(cè)量變壓器油的損耗，并以介質(zhì)損失角正切tgδ表示。測(cè)量絕緣油的介質(zhì)損失角正切，能靈敏地反映絕緣油在電場(chǎng)、氧化、日照、高溫等因素作用下的老化程度，也能靈敏地發(fā)現(xiàn)絕緣油中含有水分、或混入其他雜質(zhì)時(shí)，所生成的極性雜質(zhì)和帶電膠體物質(zhì)逐漸增多等現(xiàn)象。因此，絕緣油的tgδ試驗(yàn)是一項(xiàng)重要的電氣特性試驗(yàn)。變壓器油的介質(zhì)損耗可以用下式表示：
　　
　　tgδ＝1．8×1012γ／εf
　　
　　式中γ—體積電導(dǎo)系數(shù)；
　　
　　ε—介質(zhì)常數(shù)；
　　
　　f—電場(chǎng)頻率。
　　
　　由上式可知，油的介質(zhì)損耗因數(shù)正比于電導(dǎo)系數(shù)γ，因此分析油介損超標(biāo)或有大的增長(zhǎng)趨勢(shì)的原因，也應(yīng)主要從分析絕緣油的電導(dǎo)系數(shù)γ變化情況入手。
　　
　　1．1油中浸入溶膠雜質(zhì)
　　
　　變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質(zhì)，在安裝過(guò)程中可能再一次浸入溶膠雜質(zhì)（如采用了黑色橡膠管等），在運(yùn)行中還可能產(chǎn)生溶膠雜質(zhì)。根據(jù)調(diào)查，原變壓器油運(yùn)行一段時(shí)間以后出現(xiàn)油介損增大的原因，主要是由于變壓器原油生產(chǎn)廠家對(duì)油品的管理混亂，變壓器殘油回收利用不當(dāng)，致使含有溶膠雜質(zhì)的變壓器殘油混入變壓器原油中。油中存在溶膠后，引起電導(dǎo)系數(shù)可能超過(guò)介質(zhì)正常電導(dǎo)的幾倍或幾十倍，從而導(dǎo)致油tgδ值增大。
　　
　　1．2油質(zhì)老化程度較深
　　
　　油質(zhì)老化將引起油中酸值的增大、油的粘度減小、界面張力的減小等。但目前油介損偏大的變壓器，絕大多數(shù)是運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)的變壓器，由老化引起油介損升高比較少見(jiàn)。
　　
　　1．3油被微生物細(xì)菌感染
　　
　　微生物細(xì)菌感染主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊子和細(xì)菌類生物浸入所造成的。由于污染所致，在油中含有水、空氣、炭化物、有機(jī)物、各種礦物質(zhì)及微細(xì)量元素，因而構(gòu)成了菌類生物生長(zhǎng)、代謝、繁殖的基礎(chǔ)條件。變壓器運(yùn)行時(shí)的油溫，適合這些微生物的生長(zhǎng)，故溫度對(duì)油中微生物的生長(zhǎng)及油的性能影響很大，一般冬季的介質(zhì)損耗因數(shù)比較穩(wěn)定。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)其本身就有膠體性質(zhì)，因此，微生物對(duì)油的污染實(shí)際是一種微生物膠體的污染，而微生物膠體都帶有電荷，影響油的電導(dǎo)增大，所以電導(dǎo)損耗也增大。判斷變壓器油介損增大是否是由于這種原因而引起，可以通過(guò)油中的生物化驗(yàn)來(lái)確定。油溫在50～70℃范圍內(nèi)運(yùn)行，介損相對(duì)增加比較快。
　　
　　1．4油的含水量增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大
　　
　　對(duì)于純凈的油來(lái)說(shuō)，當(dāng)油中含水量較低（如30～40μg／L）時(shí)，對(duì)油的tgδ值的影響不大，只是當(dāng)油中含水量較高時(shí)才有十分顯著的影響，如圖1所示。當(dāng)油中含水量大于60μg／L時(shí)，其介質(zhì)損耗因數(shù)急劇增加。
　　
　　1．5變壓器結(jié)構(gòu)上的原因
　　
　　從變壓器制造結(jié)構(gòu)上分析，目前有的變壓器制造廠家取消了凈油器（熱虹吸器），從變壓器減少滲漏油角度考慮，減少了滲漏油點(diǎn)。盡管目前變壓器油是通過(guò)油枕內(nèi)的膠囊或隔膜與外界空氣是隔絕的，可以說(shuō)是全密封變壓器，但是筆者認(rèn)為取消凈油器（熱虹吸器），對(duì)變壓器油介損的增大有一定的影響，或者說(shuō)變壓器上裝有凈油器（熱虹吸器）更有利于絕緣油質(zhì)量的穩(wěn)定，可以在變壓器運(yùn)行過(guò)程中“吸出”絕緣內(nèi)部水分，改善絕緣的電氣性能，從而減緩了絕緣中水分的增加。因此，對(duì)沒(méi)有安裝凈油器（熱虹吸器）的變壓器油介損增大，這可能是其中一個(gè)原因之一。
　　
　　1．6變壓器生產(chǎn)工藝上的原因
　　
　　目前有些互感器介損超標(biāo)或增大，有一個(gè)很重要的原因，是因?yàn)橛行┲圃鞆S家為了縮短絕緣件的干燥時(shí)間和刻意減小互感器出廠時(shí)的介損值，在工藝上通過(guò)提高干燥溫度（一般情況下干燥溫度為110℃，但有些廠家干燥溫度提高到150℃左右）的方法，這樣雖然去掉了絕緣件中的凝聚水和吸附水，但同時(shí)也損傷了絕緣件的化學(xué)成分，運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)油介損增大，而且這種原因引起的油介損增大，很難處理。目前變壓器制造廠家對(duì)絕緣件的處理是否也采取了刻意提高干燥溫度的工藝，至今沒(méi)有得到證實(shí)，因此也無(wú)法判斷變壓器油介損增大是否由此原因而引起，這需要我們?cè)谧儔浩鞅O(jiān)制階段對(duì)變壓器干燥工藝特別留意。如果真是由于變壓器內(nèi)絕緣件的化學(xué)成分被損傷而引起變壓油介損增大，那只能返廠處理。
　　
　　二、變壓器油的再生處理
　　
　　再生處理是指物理—化學(xué)或化學(xué)方法除去油中的有害物質(zhì)，恢復(fù)或改善油的理化指標(biāo)。由重慶環(huán)潤(rùn)機(jī)械公司生產(chǎn)的ZLR系列變壓器油再生濾油機(jī)，可恢復(fù)油品的各項(xiàng)理化指標(biāo)。再生處理的常用方法有：吸附劑法和硫酸—白土法。吸附劑法適合于處理劣化程度較輕的油；硫酸—白土法適合于處理劣化程度較重的油。吸附劑法又可以分為接觸法和滲濾法，接觸法系采用粉狀吸附劑（如白土、801吸附劑等）和油在攪拌接觸方式下再生；而滲濾法即強(qiáng)迫油通過(guò)裝有顆粒狀吸附劑（如硅膠、顆粒白土、活化氧化鋁等）的凈化器，進(jìn)行滲濾再生處理，這也是我們通常采用的方法。
　　
　　在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)行中，常遇到下列情況：油經(jīng)真空、過(guò)濾、凈化處理后，油的含水量很小，而油的介質(zhì)損耗因數(shù)值較高。這是因?yàn)橛偷慕橘|(zhì)損耗因數(shù)不僅與含水量有關(guān)，而且與許多因數(shù)有關(guān)。從前述的分析中我們可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)增大的原因是油中可溶性極性質(zhì)質(zhì)（如溶膠等）增加所致。對(duì)于溶膠粒子，其直徑在10－9～10－7m之間，能通過(guò)濾紙，所以經(jīng)二級(jí)真空濾油機(jī)處理其介質(zhì)損耗因數(shù)不能達(dá)到目的，因此處理由這種原因引起的油介損增大問(wèn)題，通常采用滲濾法再生處理可以得到良好的效果。