变压器检修后油介损异常原因分析和处理

龚晟

【摘 要】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，通過介质损耗因数试验，可清楚地反映变压器油的运行状况。一般采用石蜡基油的老旧变压器检修后油介质损耗异常升高，且采用真空滤油方法无法解决，本文总结了变压器检修后油介损异常的原因和相应的解决方法。

【关键词】变压器检修;油介损;异常;处理方法

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。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。作为电网的关键设备，变压器的安全运行对电力系统的可靠性影响极大。变压器油由于绝缘强度高、冷却效果好，且可以很好地阻止以氧为主要因素的绝缘纸老化，从而延长变压器绝缘寿命，因此在大容量、高电压的变压器中，一般仍以变压器

油作为主要的绝缘介质。最初以石蜡基油作为变压器油，这种变压器油凝点高、高温粘度大，易造成变压器出现联管冻结、散热能力差等问题。此外，石蜡基油由于直链烷烃对氧化产物溶解度低而容易产生沉淀，因此在对使用石蜡基油的变压器进行检修时，排油、注油过程需要特别注意，以免沉淀物等杂质污染变压器器身。

1 变压器油介损概述

在交变电场作用下，变压器油会产生一定的极化损失和电导损失，统称为油的介质损耗，简称为油介损。油介损可以通过测量介质损耗因数，即介质损失角的正切值来表示，可准确灵活地反映出变压器绝缘性的好坏，以及在电场、氧化和高温等的作用下变压器油的老化程度，反映出油中极性杂质以及带电胶体的污染程度。变压器油在变压器长期运行下，受到复杂运行环境因素以及氧化、温度等因素的影响，会出现不同程度的污染，这时可通过油介质损耗因素进行试验分析，准确反映变压器油的运行情况。

2 造成变压器检修后油介损异常的原因分析

2.1 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，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，从而导致油介损值增大。

2.2 取样位置的影响

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。

2.3 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、碳化物、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。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。

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。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。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。

2.4 金属离子的影响

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。

2.5 含水量的影响

对于纯净的油来说，当油中含水量较低（如30～40 mg/L）时，对油介损值的影响不大，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。

2.6 变压器结构的影响

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。

2.7 试验仪器的影响

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。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，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。

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。

3 针对油介损异常的处理方法

油介损异常主要表现为油介损增加超标，当发现此类异常情况时可采用以下两种处理方法加以解决。

3.1 及时更换

如果变压器中的油因为杂质、微生物等污染、以及氧化作用等发生了污染或变质，这些不各个的油将会影响变压器系统的运行，同时会增加系统停电的时间。所以需及时更换变压器油，必须放净内部旧油、冲洗干净以后才能装入新的符合质量要求的油。不过该方法只能用在机组不能长时间停电的情况下，因为更换变压器油一方面在冲洗时并不彻底，另一方面换油产生的成本较高，不满足节能环保的要求，所以当变压器油介损增加超标时要根据实际情况考虑是否要采用该方法，一般情况下如果还有别的方案可选择不宜采用本解决方案。

3.2 再生处理

再生处理是解决变压器油介损异常的主要方法，是利用物理化学方法将旧油中的杂质、有害物质等去除，通过改善油的质量，使变压器油满足系统运行要求。常见的处理方法有吸附剂法和硫酸-白土法。其中吸附剂法用于处理劣化程度较低的油中，而硫酸-白土法则用在处理劣化程度较严重的油中。具体处理应用时，按照一定比例浸泡吸附剂，然后用真空滤油机将变压器油加热并送到含有吸附剂的油罐中浸泡，为避免吸附剂进入到变压器油中，最后要用压板式滤油机将浸泡以后的变压器油进行过滤后再注入到变压器中。硫酸-白土法在应用时，硫酸可有效去除油中的老化产物，而白土处理则是为了消除在经过硫酸处理后的油中的不良残留物。

4 结论

变压器检修后当发现变压器油介损异常时，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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（作者单位：昆明供电局变电修试所）