隨著(zhù)重載鐵路技術(shù)的不斷突破和發(fā)展，鐵路運輸已經(jīng)成為當今運輸系統中不可或缺的一個(gè)重要組成部分，年運量的不斷增加使得牽引變電所的負荷持續上升，這種情況下對牽引變電 所的供電可靠性要求更加嚴格。牽引變電所主要通過(guò)變壓器實(shí) 現對高電壓向低電壓的轉換，因此，在牽引供電系統中，變壓器 扮演著(zhù)重要角色。在發(fā)生主變故障時(shí)，能否準確查出變壓器的 故障原因對修試部門(mén)來(lái)說(shuō)非常重要，絕緣油化驗分析的方法在 對油浸式變壓器的故障檢查中應用比較普遍。
1絕緣油化驗指標分析
絕緣油化驗一般有對油品進(jìn)行簡(jiǎn)易識別，物理、化學(xué)性能試驗、電氣性能試驗、氣象色譜分析等幾個(gè)步驟來(lái)對油品進(jìn)行檢驗。通過(guò)對變壓器內絕緣油進(jìn)行化驗分析，可以得出絕緣油的物理、化學(xué)特性、電氣性能等是否合格，是否滿(mǎn)足充油設備運行的需要。
1.1簡(jiǎn)易識別方法
（1）看：將絕緣油靜置一段時(shí)間，觀(guān)察油品的顏色，未經(jīng)使用的絕緣油顏色一般為淺黃色，被氧化后的顏色會(huì )變深。充油設備在運行中絕緣油的顏色在短時(shí)間內變深，則表示油質(zhì)劣化；在玻璃燒杯取油樣，對著(zhù)光線(xiàn)仔細觀(guān)察油底部是否存在油泥、沉淀、雜物等，油面上不得有漂浮物，油中不得有懸浮物和絮狀物；還需要觀(guān)察絕緣油在玻璃瓶中的透明度，新油清澈透明并伴有藍紫色熒光，若失去透明度和藍紫色熒光，則表示油中含有機械雜質(zhì)和游離碳。
（2）聞：狀態(tài)和性能良好的絕緣油應沒(méi)有明顯氣味或者略帶一點(diǎn)煤油味，如果油品帶有其他氣味，說(shuō)明油質(zhì)劣化。
（3）搖：將油樣放置在透明玻璃瓶中搖晃，觀(guān)察油品產(chǎn)生的氣泡和晃動(dòng)過(guò)程中的掛壁情況。黏度小的油，晃動(dòng)中產(chǎn)生的氣泡直徑小、數量多、上升速度快、消失快、掛壁少，反之黏度大。
（4）摸：生產(chǎn)工藝好的油品，用手摸上去光滑感強，否則光滑感差。
1.2物理性能試驗
黏度。當液體流動(dòng)時(shí)，液體內部會(huì )產(chǎn)生阻力，這是由于組成該液體的各個(gè)分子之間存在摩擦力，這種阻力稱(chēng)為黏度。黏度是絕緣油重要的性質(zhì)之一，黏度的大小影響絕緣油在充油設備內部流動(dòng)的速度，進(jìn)而影響絕緣油的散熱效果。對于充油設備來(lái)說(shuō)，
絕緣油的黏度盡可能低一些較好，油品黏度越小散熱效果越好。
（2）閃點(diǎn)。閃點(diǎn)是指油加熱以后產(chǎn)生的蒸汽與空氣混合時(shí) ，遇火能發(fā)生燃燒的最低溫度。對于閃點(diǎn)的要求一般不低于 135 ℃ 。絕緣油主要在變壓器等閉合充油設備中使用，所以常用閉口 閃點(diǎn)測試儀對絕緣油閃點(diǎn)進(jìn)行測試。閃點(diǎn)的高低決定了絕緣油 在使用過(guò)程中是否安全。絕緣油閃點(diǎn)的降低說(shuō)明油內產(chǎn)生了大 量的易揮發(fā)的可燃性氣體，這些氣體的產(chǎn)生主要是由于充油設 備在長(cháng)時(shí)間的運行過(guò)程中放電和發(fā)熱使油裂解而形成。通過(guò)對 絕緣油閃點(diǎn)的測試，能大大加強對充油設備狀態(tài)的監測，及時(shí)發(fā) 現故障設備。
（3）界面張力。界面張力是作用在單位長(cháng)度液體界面上的收縮力。通過(guò)測定絕緣油的界面張力可以有效發(fā)現絕緣油中是否含有因老化而產(chǎn)生的可溶性雜質(zhì)。絕緣油界面張力在油老化初期變化速度最快，到中后期，變化速度逐漸降低，而油泥生成則明顯 增加。因此，測定界面張力的同時(shí)也可以判斷出油泥生成的趨勢。
1.3化學(xué)性能試驗
（1）酸值。新絕緣油在未使用的情況下幾乎不含酸性物質(zhì)，酸值相對較小，如果絕緣油經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的存放，或者在充油設備內長(cháng)期運行后，很容易與氧氣接觸進(jìn)而被氧化。在氧化初期其會(huì )產(chǎn)生各種低分子有機酸，隨著(zhù)氧化過(guò)程的不斷加快，也會(huì )出現相應的酸性產(chǎn)物和高分子有機酸。如果這些酸性物質(zhì)在絕緣油中存儲，油品導電性能會(huì )很大提升，絕緣性能下降，甚至腐蝕變 壓器的金屬附件，對充油設備的使用壽命產(chǎn)生負面影響。
（2）水分。水分是加速充油設備絕緣老化的重要原因之一。如果變壓器油內含有大量水分，則會(huì )加劇絕緣材料的老化，對其絕緣性能產(chǎn)生負面影響，有可能會(huì )導致變壓器故障，影響變壓器壽命。對絕緣油內水分進(jìn)行嚴格監督，是保證充油設備可靠運行的關(guān)鍵，電壓等級越高要求油內含水量越少。目前根據相關(guān)標準要求，油內含水量要控制在40×10-6左右。
（3）機械雜質(zhì)。在試驗過(guò)程中，如果發(fā)現絕緣油呈現出絲狀纖維或存在不溶性油泥沉淀物等雜質(zhì)，在運行過(guò)程中，這些雜 質(zhì)極易在變壓器繞組四周出現聚集或堵塞油道等，此時(shí)的繞組 很容易出現過(guò)熱現象，嚴重者甚至燒毀變壓器。
（4）游離碳。在試驗過(guò)程中，若大量的游離碳在絕緣油內聚集，則會(huì )大大提升變壓器內部出現放電故障的概率，降低供電可靠性。
（5）pH 值。充油設備經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的運行，絕緣油內就會(huì )產(chǎn)生甲酸等大量酸性物質(zhì)，使得油內水分含量增多。在水分的侵蝕下絕緣材料的絕緣性能大大下降，充油設備的使用壽命也會(huì )縮短，對其正常運行產(chǎn)生不利影響。
1.4電氣性能試驗
（1）擊穿電壓測定。擊穿電壓是考核絕緣油絕緣性能的一項重要指標，是油杯兩電極間油層擊穿時(shí)的最小電壓，可以用來(lái)衡量絕緣油在充油設備內的耐壓能力。其主要是用來(lái)判 別絕緣油內水分和懸浮物含量的多少，同時(shí)還能對油品的干燥以及清潔度程度進(jìn)行檢測。在對絕緣油施加逐步升高的電壓時(shí)，在油杯內的負極周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生大量電子，電子集聚產(chǎn)生的 能量使油分子逐步電離分解，電壓的不斷升高也會(huì )進(jìn)一步促 進(jìn)油分子電離，當電壓達到某一個(gè)值時(shí)，就會(huì )突然出現大量的傳導電流形成電弧，這就是擊穿現象。絕緣油中如果存在雜質(zhì) 或水分就會(huì )導致?lián)舸╇妷褐迪陆?，此時(shí)變壓器的正常運行也 會(huì )受到負面影響。
（2）介質(zhì)損耗因素測定。絕緣油在電場(chǎng)作用下會(huì )發(fā)生能量的 損耗，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為介質(zhì)損耗，通常用介質(zhì)損耗因數來(lái)反映絕緣油的介質(zhì)損耗。絕緣油的介質(zhì)損耗會(huì )使充油設備內部溫度升高， 介質(zhì)損失越大，內部產(chǎn)生的熱量就越多，熱量升高又會(huì )導致介質(zhì)損失增加，如此反復循環(huán)會(huì )引起充油設備本體絕緣惡化，加劇充油設備運行的不穩定因素。
1.5絕緣油色譜分析
絕緣油色譜分析就是對油中溶解氣體成分進(jìn)行檢驗，根據氣體的成分和含量，判斷充油設備內部有無(wú)故障，并診斷故障類(lèi)型。如果在試驗過(guò)程中得到的結果在正常范圍，且無(wú) 明顯的增長(cháng)趨勢，則判斷設備運行正常，否則需要對變壓器 的運行狀況利用三比值法、產(chǎn)氣速率等方法進(jìn)行詳細分析判斷。目前運用絕緣油色譜分析檢查變壓器等充油設備內部故障的方法在電力行業(yè)被廣泛應用。大量試驗證明，利用色譜法分析絕緣油中溶解氣體的含量，對于早期預防或及時(shí)發(fā)現設備故障具有重要意義。
2變壓器油性能變化對變壓器的影響
2.1物理變化
變壓器絕緣油在不斷運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氧化物以及油泥沉淀物等雜質(zhì)，使其絕緣性能下降，同時(shí)，油品顏色也會(huì )逐漸加深，對變壓器穩定運行產(chǎn)生不利影響。此外，絕緣油會(huì )變得越來(lái)越黏稠，導致油的導熱性能下降，影響變壓器繞組和鐵芯的熱量散發(fā)，使變壓器的使用壽命縮短。變壓器在長(cháng)期運行的條件下，絕緣油的表面張力會(huì )逐漸下降，加速油品劣化。此外，絕緣油內氧化物和機械雜質(zhì)的增加也大大降低了充油設備運行的穩定性和安全性。
2.2化學(xué)變化
絕緣油具有某些化學(xué)性質(zhì)，油品中的水溶性酸、酸值、水分含量等都會(huì )反映出絕緣油性能的好壞，直接影響絕緣油試驗結果是否合格。例如，酸值可以反映絕緣油質(zhì)量，也是對絕緣油老 化程度的評估參考依據，從大量試驗結果來(lái)看，絕緣油酸值的增 加會(huì )降低變壓器的絕緣性能。從試驗過(guò)程可以發(fā)現，酸值的測定結果會(huì )受到儀器以及容器清潔度的影響，例如，二氧化碳和空氣 中的水發(fā)生化學(xué)反應后生成碳酸，碳酸等水溶性物質(zhì)會(huì )對絕緣 油酸值的測定有干擾。因此，在絕緣油含有水分等雜質(zhì)的情況下進(jìn)行油化試驗會(huì )對試驗結果產(chǎn)生影響。這就要求在變壓器出廠(chǎng)前保證絕緣油水中不含水分，即便是在后期的運輸和貯存過(guò)程中也要采取有效防護措施。
2.3電氣性能出現變化
介質(zhì)損耗因數可以反映絕緣油的潔凈程度和老化狀況。對于新油來(lái)說(shuō)，介質(zhì)損耗因數通常在0.005以下，在變壓器持續運行的情況下，絕緣油老化的同時(shí)也會(huì )受到污染，油質(zhì)逐漸劣化，此時(shí)需要明確污染物的來(lái)源，并采取有效措施對絕緣油進(jìn)行過(guò)濾和吸附雜質(zhì)，污染情況嚴重時(shí)可以考慮更換新油。
3絕緣油化驗分析變壓器故障應用實(shí)例
以某變電所的變壓器故障檢查為例，進(jìn)行問(wèn)題的闡述。1號變壓器在正常運行情況下，修試部門(mén)的工作人員對其絕緣油進(jìn)行了色譜分析，通過(guò)試驗發(fā)現絕緣油中含有一定的乙炔。為此，修試部門(mén)相關(guān)技術(shù)人員對1號變壓器內絕緣油進(jìn)行了詳細檢
查。3月6日，在檢測過(guò)程中發(fā)現，相較于3月4日絕緣油內氣體含量顯著(zhù)增多，隨著(zhù)變壓器負荷逐漸下降，油內氣體含量基本未產(chǎn)生變化，在這一過(guò)程中絕緣油內的乙炔含量相對較低，但是同時(shí)有其他氣體產(chǎn)生。此時(shí)，僅靠比較各種氣體含量不足以對變 壓器故障原因進(jìn)行判別，進(jìn)一步判斷故障原因需要運用絕對產(chǎn)氣速率法。在絕緣油化驗分析過(guò)程中，一氧化碳以及二氧化碳含 量并未出現顯著(zhù)變化，這說(shuō)明有兩種可能：一是變壓器內絕緣油 中各類(lèi)氣體的作用時(shí)間比較短；二是變壓器中絕緣材料使用量 比較少。依據 C2H2 較為穩定的特性，表明變壓器內溫度應該低于80℃。所以，變壓器鐵芯部分的表面溫度過(guò)高或者多點(diǎn)接地是導致1號變壓器出現故障的原因。相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)實(shí)地檢測發(fā)現，高壓繞組與套管連接不合理是導致變壓器高壓線(xiàn)圈出現短路的主要原因。
4結語(yǔ)
在供電系統中，變壓器的穩定運行至關(guān)重要，技術(shù)人員可以 通過(guò)運用絕緣油化驗分析的方法實(shí)現對變壓器運行情況的判斷，結合實(shí)際情況采取不同措施有效解決變壓器運行過(guò)程中的各類(lèi)故障問(wèn)題，還可以對變壓器的運行情況予以動(dòng)態(tài)監督，具有較高準確率的同時(shí)還可以保證油品的質(zhì)量，并且能大大節省檢修時(shí)間，避免充油設備故障的頻繁發(fā)生，提升電氣化鐵路企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
????淄博市臨淄勤潤油脂化工廠(chǎng)是一家集科研、設計、生產(chǎn)、維修、銷(xiāo)售和系統集成為一體的企業(yè)，本廠(chǎng)主要產(chǎn)品有：變壓器油，環(huán)烷基變壓器油，工業(yè)白油，導熱油，抗磨液壓油，冷凍機油等，產(chǎn)品暢銷(xiāo)全國，深受用戶(hù)好評。了解最新產(chǎn)品報價(jià)可以聯(lián)系我們網(wǎng)站 http://www.ctzddj.com/ 上電話(huà)，我們會(huì )第一時(shí)間跟您聯(lián)系。
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