变压器油与介损系列篇之一

2018年05月10日
变压器油与介损系列篇之一变压器油介质损耗增大的原因    
众所周知,变压器油是高压电气设备绝缘中的重要组成部分,变压器油品质的好坏直接关系到充油设备和电力网的安全。因此变压器油介质损耗因数作为检测绝缘油好坏的一种有效手段,直接关系到电力系统的安全经济运行。

变压器油在电场作用下引起的能量损耗,称为油的介质损耗因数,通常在规定的条件下测量变压器油的介质损耗因数,并以介质损失角正切tgδ表示。测量绝缘油的介质损失角正切,能灵敏地反映绝缘油在电场、氧化、日照、高温等因素作用下的老化程度,也能灵敏地发现绝缘油中含有水分、或混入其他杂质时,所生成的极性杂质和带电胶体物质逐渐增多等现象。因此,绝缘油的tgδ试验是一项重要的电气特性试验。它可反映油中极性杂质含量和受潮情况,可进一步检验油的绝缘,氧化和精致程度。变压器油的介质损耗因数可以用下式表示:
tgδ=1.8×1012γ/εf
式中γ—体积电导系数;
   ε—介质常数;
    f—电场频率。
  由上式可知,油的介质损耗因数正比于电导系数γ,因此分析油介质损耗因数超标或有大的增长趋势的原因,也应主要从分析绝缘油的电导系数γ变化情况入手。
1.油质老化程度较深
    油质老化将引起油中酸值的增大、油的粘度减小、界面张力的减小等。但目前油介质损耗因数偏大的变压器,绝大多数是运行时间不长的变压器,由老化引起油介质损耗因数升高比较少见。
2.油的含水量增加引起介质损耗因数增大
  对于纯净的油来说,当油中含水量较低(如30~40μg/L)时,对油的tgδ值的影响不大,只是当油中含水量较高时才有十分显著的影响,如图1所示。当油中含水量大于60μg/L时,其介质损耗因数急剧增加。

3.变压器结构上的原因
  从变压器制造结构上分析,目前有的变压器制造厂家取消了净油器(热虹吸器),从变压器减少渗漏油角度考虑,减少了渗漏油点。尽管目前变压器油是通过油枕内的胶囊或隔膜与外界空气是隔绝的,可以说是全密封变压器,但是我认为取消净油器(热虹吸器),对变压器油介质损耗因数的增大有一定的影响,或者说变压器上装有净油器(热虹吸器)更有利于绝缘油质量的稳定,可以在变压器运行过程中“吸出”绝缘内部水分,改善绝缘的电气性能,从而减缓了绝缘中水分的增加。因此,对没有安装净油器(热虹吸器)的变压器油介质损耗因数增大,这可能是其中一个原因之一。
4.变压器生产工艺上的原因
    目前有些互感器介质损耗因数超标或增大,有一个很重要的原因,是因为有些制造厂家为了缩短绝缘件的干燥时间和刻意减小互感器出厂时的介质损耗因数值,在工艺上通过提高干燥温度(一般情况下干燥温度为110℃,但有些厂家干燥温度提高到150℃左右)的方法,这样虽然去掉了绝缘件中的凝聚水和吸附水,但同时也损伤了绝缘件的化学成分,运行一段时间后就会出现油介质损耗因数增大,而且这种原因引起的油介损增大,很难处理。目前变压器制造厂家对绝缘件的处理是否也采取了刻意提高干燥温度的工艺,至今没有得到证实,因此也无法判断变压器油介质损耗因数增大是否由此原因而引起,这需要我们在变压器监制阶段对变压器干燥工艺特别留意。如果真是由于变压器内绝缘件的化学成分被损伤而引起变压油介质损耗因数增大,那只能返厂处理。

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来源:重庆环润机械有限公司
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