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)定的條件下測量變壓器油的損耗，并以介質(zhì)損失角正切tgδ表示。測量絕緣油的介質(zhì)損失角正切，能靈敏地反映絕緣油在電場、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，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試驗是一項重要的電氣特性試驗。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)或有大的增長趨勢的原因，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，原變壓器油運行一段時間以后出現(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)是運行時間不長的變壓器，由老化引起油介損升高比較少見。
　　
　　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、代謝、繁殖的基礎(chǔ)條件。變壓器運行時的油溫，適合這些微生物的生長，故溫度對油中微生物的生長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，微生物對油的污染實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，可以通過油中的生物化驗來確定。油溫在50～70℃范圍內(nèi)運行，介損相對增加比較快。
　　
　　1．4油的含水量增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大
　　
　　對于純凈的油來說，當(dāng)油中含水量較低（如30～40μg／L）時，對油的tgδ值的影響不大，只是當(dāng)油中含水量較高時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，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。盡管目前變壓器油是通過油枕內(nèi)的膠囊或隔膜與外界空氣是隔絕的，可以說是全密封變壓器，但是筆者認(rèn)為取消凈油器（熱虹吸器），對變壓器油介損的增大有一定的影響，或者說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，可以在變壓器運行過程中“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，對沒有安裝凈油器（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，有一個很重要的原因，是因為有些制造廠家為了縮短絕緣件的干燥時間和刻意減小互感器出廠時的介損值，在工藝上通過提高干燥溫度（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，但同時也損傷了絕緣件的化學(xué)成分，運行一段時間后就會出現(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，至今沒有得到證實，因此也無法判斷變壓器油介損增大是否由此原因而引起，這需要我們在變壓器監(jiān)制階段對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。
　　
　　在實際生產(chǎn)和運行中，常遇到下列情況：油經(jīng)真空、過濾、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。這是因為油的介質(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。對于溶膠粒子，其直徑在10－9～10－7m之間，能通過濾紙，所以經(jīng)二級真空濾油機(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題，通常采用滲濾法再生處理可以得到良好的效果。