变压器油知识——变压器油常见质量问题探讨

01 为什么要控制变压器油的密度（或相对密度）?

密度或相对密度与油品的组成以及水的存在量均有关。对于变压器油来说控制其密度在某种意义上也控制了油品中水的存在量，特别对于防止在寒冷地区工作的变压器在冬季暂时停用期不出现浮冰的现象更有实际意义。

如果变压器油中水分过多，在气温低时会在电极上粘附冰结晶，但当气温升高时，粘附在电极上冰结晶会融化，增加导电性，从而会出现放电的危险，为此对绝缘油控制密度，一般要求在20℃时密度不大于895kg／㎡。

02 运动粘度对变压器油使用中的影响

在变压器中变压器油作为绝缘和传递热量的介质，要求选择合适的粘度以保证油品在长期运行中起到理想的冷却作用，选择合理的低温粘度以保证变压器在停止运行再启动时能安全工作。

因而美国ASTM 19487变压器油标准中规定0℃和100℃运动粘度的要求，在国际电工委员会颁布的IEC 296标准中也规定了40℃、-15℃(或-30℃、-40℃)运动粘度的要求。粘度过大影响传热，反之工作安全性降低。

03 什么是凝点和倾点，该指标对变压器油使用性能的影响

变压器油的凝点是油液面不移动时的最高温度。倾点是使变压器油流动的最低温度。

变压器油是由不同烃类组成的混合物，各种烃类的凝点也是不相同的。因而当其降温时，并不立即凝固，要经过一个稠化阶段，在相当宽的温度范围内逐渐凝固，因此凝点或倾点仅仅是变压器油丧失流动性时近似的最高温度。

凝点和倾点在一定程度上反映油品的低温性，在我国颁布的GB-7595运行中变压器油质量标准中规定额外开关油添加降凝剂时，应增加凝点试验，并具体规定气温低于-5℃的地区，油品凝点不高于-10℃；气温低于-10℃的地区，油品凝点不高于-25℃；气温低于-25℃的地区，油品凝点不高于-45℃。如在低于凝点的气候下使用，油品失去流动，设备无法启动和工作。

04 对运行中变压器油进行闪点监控有什么意义?

闪点是变压器油在储存和使用过程中的一项重要安全指标，尤其是对运行中变压器油的监控，闪点是一项不可缺少项目。闪点的下降表示油中有挥发性可燃物，这些低分子碳氢化合物往往是由于电器设备局部故障造成过热使绝缘油在高温下热裂解时产生的，因此通过闪点监控可及时发现电器设备是否有过热故障出现，对于新充设备及检修处理后的变压器油来说，测量闪点可以发现是否有轻质馏分油品混入，闪点过低会导致电器设备发生火灾，甚至爆炸。因而在各国变压器油的新油标准中均有严格的闪点控制指标，一般闭口闪点不低于140℃，开口闪点不低于145℃。对“运行油”的闪点也有严格控制，每次测得的闪点下降值不得比前次低5℃。

05 测定酸值对变压器油使用的意义

酸值是表明油品中含有酸性物质，即有机酸和无机酸的总值，一般酸中和1g变压器油中酸性物质所需的氢氧化钾mg数来表示，对于未使用过的新变压器油几乎不含酸性物质，其酸值相当小，但油品在长期储存下，尤其是充入电器设备投入运行后，难免会与空气中氧接触，油品易被老化，氧化初期时主要生成低分子有机酸，进一步氧化产生高分子有机酸以及酸陛产物，在优品中存在上述各类酸性物质后，则会提高油品的导电性、降低油的绝缘性能，还可能产生对金属的腐蚀。在运行温度较高(80℃以上)的情况下，促使固体纤维纸绝缘材料发生老化现象，从而缩短设备的使用寿命。

对于未使用过变压器油酸值一般在0.01mgKOH/g，对运行油控制酸值不大于0.1mgKOH/g。

06 测定运行中绝缘油pH值的意义是什么?

一般未用过的(新的)变压器油几乎不含酸性物质，其酸值较低，pH值在6～7范围内，pH值主要用来表示绝缘油水溶性酸的指标。

根据我国现场调查情况、模拟试验以及实验室内老化试验结果的油分析，对运行中变压器油一般酸值大于0.1mgKOH/g，pH值等于或小于4.0时变压器运行油析出油泥的可能性增加。反之则变压器油可基本保证变压器良好可靠地工作，当酸值升到0.2mgKOH/g以上或pH值低于3．8时，油质劣化显著，会有较多油泥产生。因而对运行油规定pH值应大于4.2。

07 何谓绝缘油的击穿电压?

击穿电压是评定变压器油电气性能的一项指标，可用来判断油品含水和其它悬浮物污染的程度，以及对注入设备前油品干燥和过滤程度的检验。

对清净干燥的油施加一个逐渐升高的电压时，在电压的负极端会发射击电子，当电子具有足够能量时，可使油分子微化离解。

于是整个离解过程随电压升高而加强，当达到某一个电压后，会产生大量传导电流而形成电弧，这种现象被称为击穿，击穿时电压被称为击穿电压。

若油中有水或固体物存在时，则会使击穿电压变小，这时由于水和固体物的导电性均比油大之缘故。运行中油的击穿电压低是变压器工作危险的信号。

对于变压器油国内外标准中规定击穿电压一般在40～50kV，高的达60kV甚至更多。

08 何谓电容率?

电容率又称介电常数(或相对介电常数)，测定在一个电容器两电极之间和周围全部只有绝缘油充满时的电容与同样电板的真空电容之比。

不同油品具有不同电容率，电容率通常随温度和频率而发生变化，在实际使用中，要求油品的电容率随温度和频率变化越小越好。

09 何谓变压器油的介质损耗因数?

绝缘油的介质损耗因数用介质损耗角正切值来表示，而介质损耗角是外施交流电压与它里面通过的电流之间的相角和余角。

变压器油是在变压器或相类似设备中作为绝缘介质存在，在交流电路产生的变化电场作用下，理论上在介质内部只会通过微弱的电容电流。

它与施加电压的相位提前90℃，因此是无功电流，只影响设备的功率因数，不会产生功率损失，但实际上在油内会或多或少存在能使内部电荷不平衡或由于电场作用而产生的极性分子，它们能起到导体作用，从而产生电阻性的传导电流(或称泄漏电流)。

此电流与施加电压同相位，因此是有功电流，引起功率损失，称为绝缘油的介质损耗，用传导电流与电容电流的比值(谫)来表示，称为介质损耗因数。

介质损耗因数是评定变压器油电气性能的一项重要指标，特别是油品劣化或被污染对介厨损耗因数变化更为明显。

在新油中极性物质较少，所以介质损耗因数一般在0．0001~0.001之间范围内。运行油介质损耗因素过大就要采取处理措施。

10 变压器油的界面张力发生变化说明什么?

(1)、界面张力表示绝缘油和不相溶水之间产生的张力；

(2)、油品因使用后老化变质生成氧化产物、油泥等均对界面张力有影响。

(3)、未用过变压器油的界面张力一般可达40—50mN/m，油品老化后，由于生成各种有机酸(一COOH)及醇(一OH)等极性物，使油品的界面张力逐渐下降。

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