摘要:  500kV電氣設(shè)備是電網(wǎng)中的主要設(shè)備，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到主網(wǎng)的安全。隨著煉油工藝的發(fā)展，將基礎(chǔ)油調(diào)制成符合國(guó)家常規(guī)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的成品油已變得更加容易。500kV用油必須具有良好的抗氧化安定性、低溫流動(dòng)性、析氣性，更高的絕緣性能和清潔度。顯然，常規(guī)的檢測(cè)手段已無(wú)法滿(mǎn)足要求，而油質(zhì)監(jiān)督的復(fù)雜性則要求我們必須建全油質(zhì)監(jiān)控手段。

　　關(guān)鍵詞: 充油設(shè)備;析氣性;絕緣油結(jié)構(gòu)族組成;顆粒度;抗氧化安定性

　　隨著我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展行業(yè)結(jié)構(gòu)日趨擴(kuò)大，輸變電線(xiàn)路的高壓化、大容量化，對(duì)電氣設(shè)備的維護(hù)也越來(lái)越重要。500kV電氣設(shè)備是電網(wǎng)中最主要設(shè)備,是電網(wǎng)的心臟，變壓器油則是充油設(shè)備的血液，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到主網(wǎng)的安全，這就對(duì)變壓器油油質(zhì)提出更高的要求。

　　隨著煉油工藝的發(fā)展，將基礎(chǔ)油調(diào)制成符合國(guó)家常規(guī)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的成品油已變得更加容易。而500kV用油必須具有良好的抗氧化安定性、低溫流動(dòng)性、析氣性，更高的絕緣性能和清潔度。顯然，常規(guī)的檢測(cè)手段已無(wú)法滿(mǎn)足要求，而油質(zhì)監(jiān)督的復(fù)雜性則要求我們必須建全油質(zhì)監(jiān)控手段。因此，在驗(yàn)收及日常監(jiān)測(cè)過(guò)程中我們需要增加必要的油質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目。

　　一、油質(zhì)析氣性能試驗(yàn)

　　絕緣油的析氣性又稱(chēng)氣穩(wěn)定性，是指油在高電場(chǎng)作用下，烴分子發(fā)生物理、化學(xué)變化時(shí)，吸收氣體或放出氣體的特性。

　　絕緣油在高壓電場(chǎng)作用下，是吸收氣體還是放出氣體，與它的化學(xué)組成成分有關(guān)。如芳香烴是吸收氣體的，而烷烴和環(huán)烷烴是放出氣體的。尤其是烷烴，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，容易發(fā)生脫氫反應(yīng)，產(chǎn)生高分子聚合物，通稱(chēng)為X-蠟。其反應(yīng)過(guò)程由以上反應(yīng)可知，油品的烴分子在游離產(chǎn)生的高速質(zhì)子作用下，發(fā)生去氧、加氫、分解、聚合等化學(xué)作用，使油吸氣、放氣、增加了油的不飽和度，同時(shí)產(chǎn)生X-蠟。

　　若絕緣油具有放氣性，會(huì)形成氣體穴存在于油中，會(huì)發(fā)生局部放電或過(guò)熱，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致?lián)舸┎⑽＜半姎庠O(shè)備的安全運(yùn)行。

　　一般情況下電極附近的場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)，因此電氣元件附近產(chǎn)生的氣體最多。氣泡附著在電氣元件周?chē)蛴坞x于電氣元件附近，由于氣體導(dǎo)熱性能差而降低了絕緣油的冷卻效果，從而產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。

　　氣泡是造成局部放電的一大原因，而局部放電會(huì)影響絕緣的長(zhǎng)期壽命。

　　另外氣泡減弱了絕緣油的絕緣和消弧作用，當(dāng)氣泡聚集過(guò)多時(shí)可能會(huì)發(fā)生短路擊穿現(xiàn)象。

　　在密閉的絕緣系統(tǒng)中，例如電纜、電容器或大容量全封閉變壓器等，絕緣油中析出和積累的氣體, 會(huì)使封閉體系內(nèi)壓力增高, 嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備爆裂。研究表明，絕緣油的析氣過(guò)程可能是自持性的。

　　油在放出氣體的同時(shí)，也產(chǎn)生X蠟，這些氣體和X蠟對(duì)油極其有害。X蠟不溶于油，會(huì)影響油的導(dǎo)熱和絕緣性能，而析出的氣體又可以電離形成更多的氣體和X蠟，如此惡性循環(huán)下去，最終將導(dǎo)致電氣設(shè)備的局部熱擊穿，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

　　二、絕緣油結(jié)構(gòu)族組成試驗(yàn)

　　結(jié)構(gòu)族組成試驗(yàn)是確定復(fù)雜分子混合物中結(jié)構(gòu)單元含量的一種手段。
　　不論絕緣油烴類(lèi)的結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，它們都是由烷基、環(huán)烷基和芳香基這三種結(jié)構(gòu)單元組成。結(jié)構(gòu)族組成可以確定復(fù)雜分子混合物中這些結(jié)構(gòu)單元的含量。三種結(jié)構(gòu)單元在分子中所占的分率可以用芳香環(huán)上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（CA%）、環(huán)烷環(huán)上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（CN%）、烷基鏈上的碳原子占分子總碳原子的百分?jǐn)?shù)（CP%）來(lái)表示。此外，還可以用分子中的總環(huán)數(shù)RT、分子中的芳香環(huán)數(shù)RA和分子中的環(huán)烷環(huán)數(shù)RN來(lái)描述。

　　絕緣油結(jié)構(gòu)族組成中各烴類(lèi)的含量不同對(duì)于絕緣油使用性能有著極大的影響。在受到外界作用后，其結(jié)構(gòu)族組分也必然會(huì)發(fā)生變化。

　　濃縮芳烴加入普通變壓器油后，可降低析氣系數(shù)，但在電氣強(qiáng)度方面，降低了脈沖擊穿強(qiáng)度。油的吸潮能力也會(huì)隨之增加。

　　石蠟基油煉制后芳烴含量較大致使其析氣系數(shù)并不高于環(huán)烷基油，有的甚至更低，但是從長(zhǎng)期運(yùn)行的性能要求來(lái)看，石蠟基油顯然不如環(huán)烷基油，只是在析氣試驗(yàn)時(shí)更多地顯示出芳碳吸收氫離子的效果。

　　有研究人員研究析氣性試驗(yàn)前后結(jié)構(gòu)族組分的變化，并用紅外分光光度計(jì)測(cè)試了5種油樣結(jié)構(gòu)族的含量。

　　析氣試驗(yàn)后，油中芳烴吸收氫而轉(zhuǎn)化成環(huán)烷烴；部分鏈烴分子裂解成低分子烴類(lèi)氣體致使烷鏈烴的減少，并有一部分聚合成X-蠟。

　　烷烴有較穩(wěn)定的化學(xué)安定性、高閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)高；環(huán)烷烴有高抗爆性、低凝點(diǎn)及好的潤(rùn)滑性；芳香烴有吸潮性但有較好析氣性。為了對(duì)新油進(jìn)行很好的監(jiān)督，對(duì)運(yùn)行油的結(jié)構(gòu)變化很好掌握，絕緣油結(jié)構(gòu)族組分測(cè)試是另一項(xiàng)油質(zhì)監(jiān)控的有力法寶。

　　三、機(jī)械雜質(zhì)(顆粒度)試驗(yàn)

　　機(jī)械雜質(zhì)是指油品中侵入的不溶于油的顆粒狀物質(zhì)。測(cè)定油的顆粒度含量可以很好掌握油系統(tǒng)的潔凈程度。

　　大型變壓器容量不斷增加，而設(shè)備各部位絕緣距離則逐漸減小，油中顆粒對(duì)變壓器絕緣會(huì)產(chǎn)生重要影響。許多實(shí)例證明有一定數(shù)量變壓器的故障是因油品顆粒度含量較大引起的。測(cè)定顆粒度對(duì)保證大型變壓器的安全運(yùn)行有著重要意義。

　　四、氧化安定性的測(cè)定

　　變壓器油的氧化安定性是將一定量的試油置于恒定溫度的油浴中，在有銅催化劑存在下，通入氧氣、連續(xù)氧化164h后，測(cè)定其生成的酸值和沉淀物。用氧化安定性指標(biāo)來(lái)估計(jì)油品使用壽命。 由于變壓器油在變壓器運(yùn)行中油溫為60~80℃，當(dāng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，油溫更高。油品在長(zhǎng)期使用過(guò)程中不可避免與氧氣接觸，從而油品會(huì)老化而生成酸性物質(zhì)或油泥，然而酸性物質(zhì)會(huì)對(duì)設(shè)備中所用 銅、鐵等金屬材料腐蝕而生成金屬鹽，更加速油品老化，生成的油泥粘附在線(xiàn)圈和絕緣部件上，造成堵塞通道，加速固體絕緣材料老化，嚴(yán)重影響散熱，導(dǎo)致變壓器中線(xiàn)圈局部過(guò)熱，從而發(fā)生事故。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們利用氧化安定性指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)油品的作用壽命，特別對(duì)變壓器油這樣一種需要長(zhǎng)期使用的油品來(lái)說(shuō)，尤為重要。因?yàn)橐粋€(gè)大的變壓器往往需注入幾十噸油。當(dāng)設(shè)備投入運(yùn)行后，能安全、正常以及長(zhǎng)時(shí)間的工作對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)和生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著直接影響，若油品氧化安定性較好，在使用中變化較小，使用壽命長(zhǎng)、不僅節(jié)省油料，減少檢修設(shè)備所消耗的人力和物力而且還要以保證各部門(mén)正常工作，為此人們對(duì)變壓器油的安定性指標(biāo)給予極大的關(guān)注。

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