变压器绝缘油介质损耗升高的原因分析

变压器绝缘油介质损耗升高的原因分析

杨立刚

特变电工新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘 要：变压器属于电力系统中最为关键的一种设备，而绝缘油又是变压器绝缘的必备成分，在变压器运行过程中主要发挥着散热的作用，所以绝缘油品质的好坏对变压器运行过程的安全性具有决定性作用，这就要求我们对变压器绝缘油质量引起高度重视。实际运行中，由于变压器绝缘油介质损耗会受到诸多方面因素的影响，加之现场条件有限，想要做出准确判断存在较大的难度，进一步影响问题的有效处理。鉴于此，本文就变压器绝缘油介质损耗影响因素、损耗升高的原因和处理对策进行简要分析。

关键词：变压器；绝缘油；介质损耗；升高；原因

1 影响绝缘油介质损耗的因素

日常生产过程中，经常会遇到这种情况：变压器绝缘油含水量和理化性能都合格，但是油介质损耗偏高，所以绝缘油定为不合格产品。这主要是因为绝缘油当中含有一定的胶体杂质，其实就是一些悬浮在绝缘油中的细小颗粒杂质，而且呈不均匀分布状态。研究发现，这些胶体杂质会对绝缘油介质损耗造成很大的影响，必须要采用分子净油机对绝缘油进行净化处理，或者采用中间夹有吸附剂的滤油纸，利用压力式滤油机实施循环式过滤，以达到去除杂质的作用。

一旦变压器绝缘油介质损耗增大，就会导致变压器内部热量增加，进一步造成油纸绝缘击穿，严重威胁着变压器的安全稳定运行，下面就变压器绝缘油介质损耗常见影响因素进行详细说明：

1.1 极性物质

变压器绝缘油当中的极性物质主要是指金属颗粒、胶体物质和微生物。由于变压器安装或者检修操作时入侵了一些微生物细菌，随着变压器的运行，内部温度升高，此时微生物就作为充电胶体迅速繁殖，这就增加了绝缘油介质损耗。除此之外，受高压和高温的影响，变压器中的油漆和其他部分有机杂质溶解形成固体颗粒混于绝缘油当中，同样也会增加介质损耗。另外，若变压器组装过程中没有清洗干净金属颗粒，这些残留颗粒就会污染绝缘油，导致介质损耗增大。总之，绝缘油中杂质越多，介质损耗就会越大[1]。

1.2 水分

由于水分体现出较强的极性，所以在电场作用下很容易发生极化，增大绝缘油导电电流。一般质量好的绝缘油不会掺杂水分，可以在变压器日常运转过程中，可能会因为和没有烘干的箱体或者空气接触而混入水分。在高温环境下水分便会雾化进入绝缘油，造成绝缘油介质损耗增大。绝缘油当中的水分主要呈悬浮和颗粒两种状态，其中颗粒状水分分布于变压器内部各零部件上，所以不会影响绝缘油介质损耗，但悬浮状水分会对绝缘油加之损耗造成较大的影响，尤其是乳化之后甚至会造成绝缘油性能的丧失。除此之外，介质损耗还和环境湿度存在一定的关联，湿度越大，油样溶解水分就会越大，tanδ值也会随之增加。因此，绝缘油介质损耗因数的测定应在规定的相对湿度下进行。

1.3 氧化产物

我国大多数油浸式变压器都是采用矿物油，为了保证油质的稳定性，通常会向其中加入一些抗氧化剂。当变压器运行温度升高时，绝缘油抗氧化能力降低，油中的有机酸增加，进一步增大电导电流，增加介质损耗。

1.4 取油方式

在检测变压器绝缘油的时候，需要取静置的油样，即：待变压器送检到样后，因为运输途中存在较大的晃动，所以待静置24小时之后方可取油；同时取出的油样也要静置到恒温状态才能检测，以防油样温度和气泡影响检测结果。还需要注意，受电场和温度的影响可能会出现绝缘油内部杂质分布不均匀现象，通常情况下从底部取得的绝缘油介质损耗因数偏大，压力释放阀处取得的绝缘油介质损耗因数偏小，所以最好从下部阀门处进行取样检测。

2 变压器绝缘油介质损耗（tgδ%）值升高案例分析与处理

该变压器为SFPSZ9-150000/220，其中的绝缘油总重达到了41吨，设备出厂时的绝缘油介质损耗值为0.58%，经过四年的运行再次进行绝缘油色谱分析时发现，其他试验项目都合格，唯独主变本体绝缘油的tgδ%值增长过快[2]，领导阶层立即决定自此之后每隔三个月对绝缘油介质损耗值进行一次测定，

从介质损耗值变化趋势来看，其增长速率已经超过了20%，所以主管部门决定再次采用活性吸附剂对绝缘油进行再生处理。

3.1 吸附剂的选用

3.1.1活性氧化铝吸附剂。这种吸附剂为具有许多毛细孔通道的白色球粒，可以快速吸附绝缘油当中的极性物质，特别是对醋酸、水和胶体杂质的吸附能力比较强，而且热稳定性非常好。

3.1.2硅胶吸附剂。硅胶是一种无色透明状物质，吸附颜色之后会变成有色硅胶，对绝缘油中的杂质和水分吸附能力也非常强，尤其对水分吸附能力特别明显。我们常见的油质吸附剂和电器干燥剂都为硅胶类吸附剂。

3.1.3802高效吸附剂。这是一种含有稀有金属元素的硫酸铝盐，和活性氧化铝吸附剂一样，外形是多毛细孔的白色球粒，对绝缘油具有除酸、脱色、脱水和除杂质的功效。

这几种吸附剂在实际应用中都体现出很好的抗压机械性能，磨损低，而且遇水不会出现膨胀和软化现象，所以不会对油质造成二次污染，且操作简便，处理成本低。

3.2 操作步骤

①利用板框式滤油机从主变下部将劣化油吸取，并将其装入装有802吸附剂的油罐。②采用真空滤油机将油加热至50±5℃左右。③油罐中的802吸附剂量应该为劣化油的1.0%，吸附剂分两次加入。④连续循环48小时停止，然后将再生油吸入油罐中沉淀一个星期，对上部清液进行真空过滤，并对油质进行试验分析，最终发现绝缘油的介质损耗下降到了0.42%[3]，详细数据详见下表2。⑤清洗干净油罐，将吸附剂装在白布袋中放在油罐中，整齐平行摆放。

表2 真空过滤后绝缘油试验结果

4 解决变压器油介质损耗超标常用方法

4.1 真空滤油处理

单纯采用真空滤油处理技术只能去除绝缘油当中的溶解气体、水分和机械杂质，无法去除有机杂质。通常情况下，在变压器绝缘油介质损耗因数不合格检测出来的次天就应该对劣化油实施真空过滤处理，在循环过滤10小时之后，油介质损耗稍有降低，但并达不到理想的效果，所以还需要采取进一步处理措施。

4.2 更换不合格油品

对不合格油品进行更换之前必须将变压器内部的旧油全部排空，并用合格油品对其进行冲洗，之后再实施真空注油。这种处理方式不仅需要耗费较大的资金，而且人力耗费也比较大，环保性严重不足，所以针对介质损耗较高的变压器绝缘油尽量不选用此类处理方式[4]。

4.3 再生处理

再生处理即通过一系列化学和物理反应，将劣化油中的有害物质去除，有效改善油品质量，我国目前常见的再生处理方式主要是吸附剂法和硫酸—白土法。处理过程所选用的吸附法多为渗滤法和接触法，渗滤法即采取一定的方式迫使油通过装有颗粒状吸附剂的净化器，以实现对油的净化处理。接触法即向油中加入一定量的粉状吸附剂，在搅拌接触方式下促使油再生。这种方法比较适用于那些劣化较为严重的变压器绝缘油。

结束语

总而言之，当变压器绝缘油介质损耗升高时，说明其中的杂质含量过多，需要对绝缘油采取一定的净化处理。若简单换油，变压器内部附着的一些劣化油不易被冲洗干净，后期还会污染新油，而通过相应吸附剂的加入不仅可以取得非常不错的净化效果，而且还低碳环保，节省了人力资源，降低处理成本。

参考文献

[1]李猛.基于太赫兹技术的变压器绝缘油的检测与分析[D].中国矿业大学，2019.