變壓器油常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)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(guān)。
對于絕緣油來(lái)說(shuō)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(shí)停用期不出現浮冰的現象更有實(shí)際意義。
如果絕緣油中水分過(guò)多，在氣溫低時(shí)會(huì )在電極上粘附冰結晶，但當氣溫升高時(shí)，粘附在電極上冰結晶會(huì )融化，增加導電性，從而會(huì )出現放電的危險，為此對絕緣油控制密度，一般要求在20℃時(shí)密度不大于895kg／m²。   
2、運動(dòng)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(zhì)，要求選擇合適的粘度以保證油品在長(cháng)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(dòng)時(shí)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(dòng)粘度的要求，在國際電工委員會(huì )頒布的IEC 296標準中也規定了40℃、-15℃(或-30℃、-40℃)運動(dòng)粘度的要求。粘度過(guò)大影響傳熱，反之工作安全性降低。  
3、什么叫絕緣油的凝點(diǎn)和傾點(diǎn)?此指標對絕緣油使用性能有何影響?
絕緣油的凝點(diǎn)是油液面不移動(dòng)時(shí)的最高溫度。絕緣油的傾點(diǎn)是試油流動(dòng)的最低溫度。  
絕緣油是由不同烴類(lèi)組成的混合物，各種烴類(lèi)的凝點(diǎn)也是不相同的。因而當油品降溫時(shí)，油品并不立即凝固，要經(jīng)過(guò)一個(gè)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(diǎn)或傾點(diǎn)僅僅是油品喪失流動(dòng)性時(shí)近似的最高溫度。
凝點(diǎn)和傾點(diǎn)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(chǎng)所及氣候和環(huán)境的溫度由生產(chǎn)和用戶(hù)協(xié)商。       
在我國頒布的GB-7595運行中變壓器油質(zhì)量標準中規定額外開(kāi)關(guān)油添加降凝劑時(shí)，應增加凝點(diǎn)試驗，并具體規定氣溫低于-5℃的地區，油品凝點(diǎn)不高于-10℃；
氣溫低于-10℃的地區，油品凝點(diǎn)不高于-25℃；氣溫低于-25℃的地區，油品凝點(diǎn)不高于-45℃。如在低于凝點(diǎn)的氣候下使用，油品失去流動(dòng)，設備無(wú)法啟動(dòng)和工作。 
4、對“運行中變壓器油”進(jìn)行閃點(diǎn)監控有什么意義?       
閃點(diǎn)是絕緣油在儲存和使用過(guò)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(diǎn)是一項不可缺少項目。
閃點(diǎn)的下降表示油中有揮發(fā)性可燃物產(chǎn)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(guò)熱使絕緣油在高溫下熱裂解時(shí)產(chǎn)生的，因此通過(guò)閃點(diǎn)可及時(shí)發(fā)現電器設備是否有過(guò)熱故障出現，對于新充人設備及檢修處理后的油來(lái)說(shuō)。
測量閃點(diǎn)可以發(fā)現是否有輕質(zhì)餾分油品混入，閃點(diǎn)過(guò)低會(huì )導致電器設備發(fā)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(diǎn)控制指標。
一般閉口閃點(diǎn)不低于140℃，開(kāi)口閃點(diǎn)不低于145℃。對“運行油”的閃點(diǎn)也有嚴格控制，每次測得的閃點(diǎn)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(zhì)，即有機酸和無(wú)機酸的總值，一般酸中和1g絕緣油中酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀mg數來(lái)表示。       
對于未使用過(guò)的新變壓器油幾乎不含酸性物質(zhì)，其酸值相當小，但油品在長(cháng)期儲存下，尤其是充人電器設備投入運行后，難免會(huì )與空氣中氧接觸，油品易被老化。
氧化初期時(shí)主要生成低分子有機酸，進(jìn)一步氧化產(chǎn)生高分子有機酸以及酸陛產(chǎn)物，在絕緣油中存在上述各類(lèi)酸性物質(zhì)后，則會(huì )提高油品的導電性、降低油的絕緣性能，還可能產(chǎn)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(fā)生老化現象，從而縮短設備的使用壽命。       
對于未使用過(guò)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(guò)的(新的)變壓器油幾乎不含酸性物質(zhì)，其酸值較低，pH值在6～7范圍內，pH值主要用來(lái)表示絕緣油水溶性酸的指標。      
根據我國現場(chǎng)調查情況、模擬試驗以及實(shí)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(shí)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(shí)，油質(zhì)劣化顯著(zhù)，會(huì )有較多油泥產(chǎn)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(lái)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(guò)濾程度的檢驗。
對清凈干燥的油施加一個(gè)逐漸升高的電壓時(shí)，在電壓的負極端會(huì )發(fā)射擊電子，當電子具有足夠能量時(shí)，可使油分子微化離解。
于是整個(gè)離解過(guò)程隨電壓升高而加強，當達到某一個(gè)電壓后，會(huì )產(chǎn)生大量傳導電流而形成電弧，這種現象被稱(chēng)為擊穿，擊穿時(shí)電壓被稱(chēng)為擊穿電壓。
若油中有水或固體物存在時(shí)，則會(huì )使擊穿電壓變小，這時(shí)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(chēng)介電常數(或相對介電常數)，測定在一個(gè)電容器兩電極之間和周?chē)恐挥薪^緣油充滿(mǎn)時(shí)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(fā)生變化，在實(shí)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(zhì)損耗因數?       
絕緣油的介質(zhì)損耗因數用介質(zhì)損耗角正切值來(lái)表示，而介質(zhì)損耗角是外施交流電壓與它里面通過(guò)的電流之間的相角和余角。     
變壓器油是在變壓器或相類(lèi)似設備中作為絕緣介質(zhì)存在，在交流電路產(chǎn)生的變化電場(chǎng)作用下，理論上在介質(zhì)內部只會(huì )通過(guò)微弱的電容電流。
它與施加電壓的相位提前90℃，因此是無(wú)功電流，只影響設備的功率因數，不會(huì )產(chǎn)生功率損失，但實(shí)際上在油內會(huì )或多或少存在能．
使內部電荷不平衡或由于電場(chǎng)作用而產(chǎn)生的極性分子，它們能起到導體作用，從而產(chǎn)生電阻性的傳導電流(或稱(chēng)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(chēng)為絕緣油的介質(zhì)損耗，用傳導電流與電容電流的比值(谫)來(lái)表示，稱(chēng)為介質(zhì)損耗因數。     
介質(zhì)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(zhì)較少，所以介質(zhì)損耗因數一般在0．0001~0.001之間范圍內。運行油介質(zhì)損耗因素過(guò)大就要采取處理措施。  
10、變壓器油的界面張力發(fā)生變化說(shuō)明什么?     
(1)、界面張力表示絕緣油和不相溶水之間產(chǎn)生的張力；      
(2)、油品因使用后老化變質(zhì)生成氧化產(chǎn)物、油泥等均對界面張力有影響。
(3)、未用過(guò)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。