变压器油介损异常原因及处理

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变压器油在交变电场作用下，引起的极化损失和电导损失的总和，统称为介质损耗因数（通常用tgd表示）。它可灵敏反映变压器绝缘特性的好坏；反映变压器油在电场、氧化、高温等作用下的老化程度；也能反映油中极性杂质和带电胶体等污染的程度。变压器油在长期使用过程中，由于各种原因的影响和氧化作用，使油品受到不同程度的污染和劣化，通过介质损耗因数试验，可清楚地反映变压器油的运行状况。因此，变压器油的介质损耗试验是一种行之有效的电气试验方法。
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* w  Y" X9 B$ o* H1 原因分析
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1.1 溶胶杂质的影响

变压器在出厂前油品或固体绝缘材料中存在着尘埃、杂质，运行一段时间后，胶体杂质渐渐析出。胶体粒子直径很小，一般为10-9～10-7 m，扩散慢，但有一定的活动能量。粒子可自动聚结，由小变大，为粗分散系，处于非平衡的不稳定状态，当超出胶体范围时，因重力而沉积。油中存在溶胶后，可能会引起电导超过介质正常电导的几倍或几十倍，从而导致tgd值增大。
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  o% c0 F! i/ R! O% `, Q6 Q1.2 取样位置的影响

9 s& y6 M" z' r8 M  t: I- `因为胶体沉积时间缓慢，且受温度、电压的影响，处于非平衡的不稳定状态，造成分散体系在各水平面上的浓度不等。一般认为，底部浓度较大，底部油的介损值较大，上层浓度较小，则上层油的介损值较小。因此，取样部位的不同直接影响变压器油介质损耗的测定。

1.3 微生物污染的影响

微生物细菌感染主要是在安装和大修中苍蝇、蚊子和细菌类生物浸入所造成的。由于污染所致，在油中含有水、空气、炭化物、有机物、各种矿物质及微量元素，因而构成了菌类生物生长、代谢、繁殖的基础条件。
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, r! G4 w& r- g, O, S7 \由于微生物都含有丰富的蛋白质其本身就有胶体性质，因此微生物对油的污染实际是一种微生物胶体的污染，而微生物胶体都带有电荷，影响油的电导增大，所以电导损耗也增大。
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变压器油处在全密封、缺氧和无光的器身中，油中存在的微生物厌氧和厌光。对放置较长时间后进行介损测试，特别是在无色透明玻璃瓶中放置的，其介损值会变小。
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& t/ m9 I. J; m" s变压器在不同时期内所带负荷不同，运行油温不同，微生物在不同温度下繁殖速度也不同，油温在50～70 ℃范围内运行，繁殖速度最快，所以介损相对增加比较快。故温度对油中微生物的生长及油的性能影响很大，一般冬季的介质损耗因数比较稳定。
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判断变压器油介损异常是否是由于这种原因而引起，可以通过油中的生物化验来确定。

1.4 金属离子的影响

) [8 D* B8 @: J/ v) b& S变压器本体铜金属构件的磨损或腐蚀（如油泵轴磨损、裸露的铜引线腐蚀）、线圈铜导线严重过热或烧损等都会使铜离子溶入到油中，使变压器油中铜离子浓度增高，导致介损的升高。

1.5 含水量的影响
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6 O+ n; B2 J% F. ~6 A- ]对于纯净的油来说，当油中含水量较低（如30～40 mg/L）时，对油的tgδ值的影响不大，但当油中含水量大于60 mg/L时，则会有显著影响，其介质损耗因数急剧增加。
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4 E) d; z  a# p8 {. h: s8 Z1.6 变压器结构的影响
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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，但对变压器油介损的增大有一定的影响。尽管目前变压器油是通过油枕内的胶囊与外界空气是隔绝的，属于全密封变压器，但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，从而减缓了绝缘油中水分的增加。因此对没有安装净油器（热虹吸器）的变压器油介损增大，这可能是其中原因之一。
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4 Y9 w1 j: v9 D4 l% S! \1.7 试验仪器的影响
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7 j) r! e4 c1 a* E: X用不同型号、制造厂家的油介损测试设备进行油样试验时，存在随机和操作误差。当高压标准电容器的损耗值较大、电桥的准确度达不到要求或温控装置加热过快或过慢时，都会影响油样的测试结果。
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由于充电导体对绝缘油的介质损耗影响十分显著，因此应避免取样容器受到污染。试验前必须彻底清洗测量电极(油杯)，保证空杯的介损值 < 5×10-5，并在湿度小而清洁的试验室内进行，将绝缘油试样注入测量电极，加热到终点温度后立即测量。
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在试验中发现即使不加压，其损耗因数也可能会随时间而变化，一般认为，温度平衡时的初始试验值代表油样的真实数据，最好在达到温度平衡后立即测量。因此当油样介损测试发现异常时，需用两台介损仪进行对比试验。

2 处理措施

- n% m  z- r2 I2 Y0 Z7 X/ z6 W: H* f当发现变压器油介损异常时，还应根据其他试验项目进行综合判定，若已判定变压器油发生了劣化时，应采用再生处理的方法进行处理。

& w+ v0 o  O* h) r6 P再生处理是指物理—化学或化学方法除去油中的有害物质，恢复或改善油的理化指标。再生处理的常用方法有：吸附剂法和硫酸—白土法。吸附剂法适合于处理劣化程度较轻的油；硫酸—白土法适合于处理劣化程度较重的油。吸附剂法又可以分为接触法和渗滤法，接触法系采用粉状吸附剂（如白土、801吸附剂等）和油在搅拌接触方式下再生；而渗滤法即强迫油通过装有颗粒状吸附剂（如硅胶、颗粒白土、活化氧化铝等）的净化器，进行渗滤再生处理。

2.1用真空滤油机和压板滤油机串联过滤
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9 Z  R" G7 `& L- h, n0 [) M在实际工作中，当遇到油介损升高时，若采用真空滤油机和压板滤油机串联的方式进行循环滤油，油经真空、过滤、净化处理后，可去除油品中的杂质、水分和气体，但油的介质损耗因数值仍较高，效果不太明显。这是因为油的介质损耗因数不仅与含水量有关，而且与许多因数有关。从前述的分析中我们可以发现，大多数变压器油介质损耗因数增大的原因是油中溶胶杂质等影响所致。对于胶体粒子，其直径在10-9～10-7 m之间，能通过压板滤油机的滤纸，所以经真空滤油机和压板滤油机串联过滤来处理介质损耗因数增大现象，往往不能达到目的。因此处理由这种原因引起的油介损增大问题，通常采用接触法和渗滤法再生处理可以得到良好的效果。

' ^& {( V2 z. g% @2 M. X% S. z2.2 用吸附剂法进行再生处理

( @9 Q0 A. @( R, x' w5 R为了避免造成变压器油污染，又能使油介损降到合格范围，可使用“801”颗粒吸附剂，将吸附剂按3%~4%比例进行浸泡，用真空滤油机将变压器油加热并送到盛“801”吸附剂的油罐中，在50～60 ℃温度下浸泡。为防止吸附剂进入变压器油中，污染变压器,最后用压板式滤油机将浸泡后的变压器油进行过滤后，再注入变压器。

AL2O3可吸附油中酸性组分及其他氧化物，使用AL2O3吸附剂进行油再生时，操作步骤如下：油从变压器本体出来，经过固定的不锈钢管路(可排除因胶管带入油中胶体杂质)进入纸板滤油机、真空滤油机，经Al2O3吸附罐，最后到油罐当中。为使变压器中所有各部位油都能得到充分处理，将本体中的油全部倒入油罐中，油在两罐之间进行反复过滤、吸附，在保证高温时油质不受影响的前提下，将油温加热至70 ℃左右，这样油介损的处理就会比常温下更加充分。
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沈阳市一家公司现生产一种药粉滤油纸，该滤油纸形状及大小与普通滤油纸相同，所不同之处就是两张滤油纸合在一起，四周用缝纫机缝好，两张滤油纸中间有一层皱纹纸，皱纹纸内有丝绵，丝绵掺夹着白色粉沫。

使用该药粉滤油纸时，首先将药粉滤油纸放入烘箱内干燥，然后放入纸板滤油机当中使用，油温控制在70 ℃。开始时由于介损较大，杂质较多，每隔2 h更换一次药粉滤油纸，待油全部过滤一遍后，进行第二遍过滤时，更换滤油纸时间可延长至3 h。随着过滤遍数的增多，换纸时间可逐渐延长，经过6～7遍的过滤后，可将换纸时间固定为8 h/次。经过几天的过滤，就会使油达到较好的处理效果。
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2.3使用硫酸—白土法进行再生处理
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对于劣化较严重的变压器油，可采用硫酸—白土法进行再生处理。硫酸处理能除去油中多种老化产物，白土处理能消除酸处理后残留在油中的不良物。

/ k5 m9 T2 d+ o8 u/ F硫酸—白土法进行再生处理工艺流程，主要包括沉降、加酸、加白土处理和过滤处理四步。

( ]9 r9 T$ m  f6 y# {2 u& k! A沉降阶段。首先，将油品抽到沉降罐中进行静置沉降，沉降下来的水分和杂质从沉降罐底部排渣阀排出。

加酸阶段。在硫酸处理罐中，加酸处理时，硫酸应分两次加入，边加酸边搅拌，每次沉降时间不能低于0.5 h，酸渣分次排出。
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7 [: U+ E4 A5 u! @) B$ Z+ c) Q白土处理。油进入白土处理罐中，加入白土前，应对白土进行预热，预热温度一般为100～110 ℃，油和白土混合后，温度一般不超过60～70 ℃，在此温度下搅拌，当白土颜色由灰色逐步变为黑色时，则认为反应基本完全，可结束白土处理。

4 o# H. n/ I* [; X$ k过滤处理。白土处理后，从罐底排掉白土渣，经压板式滤油机进行过滤净化。

7 {+ S- H% M! h& R8 I3 结论
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. H. x# F) w% G. G当发现变压器油介损增大时，应具体分析油品劣化的程度及引起介损增大的原因，以便采取相应的措施进行处理，使变压器油达到正常的理化性能，以保证设备的安全稳定运行。

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