水力发电厂油质试验方法

水力发电厂油质试验方法

徐静王苗李小艳

安康水力发电厂陕西安康725000

摘要：介绍了电力绝缘油的使用情况，分析了其主要优点、影响劣化的因素及主要性能指标，重点分析了油的性能、试验方法和应用价值的重要性。油的性质不仅是对新油质量的评价，而且是通过对操作油的测试和分析，及早发现设备中潜在的故障，从而确定加油设备检修的内容，指导检修计划的完成。

关键词：绝缘油；变压器油；冷却液体；介电液体；油质分析

1前言

广泛用于发输配电力设备绝缘和冷却的绝缘油，用于绝缘作用时要求有高的介电强度，用于冷却作用时要求有低的粘度，其它要求则表现在无杂质和化学与物理性质的稳定性与长寿命。在考虑油与变压器等电力设备构造中所使用的其它材料的兼容性时，与各类杂质相关的性质也是很重要的。氧化、污染和高热是用油设备的主要天敌，判断充油设备结构设计合理与否的重要标准之一就是能否使这些天敌的影响减至最小，并且须通过试验来说明这些设计的成功与否。因此电力绝缘油的性质对充油设备的安全运行极其重要。由于发输配电气设备中所用绝缘油量最大、最典型的就是变压器油，本文将主要以变压器油为代表来分析绝缘油性质的重要性。

2矿物基绝缘油的主要优点

从电气设备制造厂的角度看，绝缘油应是从石油分馏制得的精炼矿物油的不含水分、有机酸、碱、硫、沥青、焦油、植物油或动物油的优质油。它应具有下列主要优点

①高的介电强度；②高的闪点；③低的粘度；④不含有机酸、碱和腐蚀性硫；⑤良好的抗乳化性质；⑥在正常工作情况下不析出废渣；⑦电弧产物能迅速沉淀；⑧低的倾点。

3影响油质劣化的几个主要因素

引起变压器油劣化的原因较多，但最主要的有4个因素，它们是变压器油的几个主要天敌。变压器生产厂商与油品用户共同都在努力减少这些因素的影响。①氧化。氧化是油品变质的最常见原因。变压器制造厂家千方百计保证油罐或油箱的密封，以使其与大气很好地隔离。在油罐充入干燥空气或氮以使对氧的暴露减至最小之后，在密封油罐之前进行充分的干燥和抽真空处理，以除去空气和水分。②污染。在油的诸多潜在污染物中水分是最首要的。它的存在能在高热时成为与油反应的老化产物源，会降低绝缘油的介电性质。采取使油免受氧化的密封措施，能较好保护油不受水分污染或不吸潮，当然也可避免其它污染物的浸入。③过热。过热是油的天敌，它将引起油本身的分解，加速油的氧化速率。防止过热的最好方法是避免变压器的过载和设计良好的冷却装置。④电晕放电。电火花和局部高热也能击穿油分子产生气体和水，这将额外导致油中酸和渣的形成。

4油质的性能指标

对新油而言，我国无论是电气设备的制造厂家、绝缘油的生产厂以及设备及油品的用户，都是执行的国标GB/T2536-90，其技术条件与国际电工委员会标准IEC296-82IIA相当。然而在工程实际中，更多遇到的是充入变压器等电力设备中的绝缘油性质如何的问题。因油品充入后受到环境、工作条件、额外因素等的影响，运行油指标将发生一些变化，而这些变化将会影响充油设备安全、高效的运行。我国现行运行中变压器油的质量标准是GB/T-7595-2000。

5油品性质的重要性及试验方法

了解油品的性能指标很重要，但更重要的是如何通过试验定量取得这些性能指标，以指导我们的设计或准确判断充油设备的工作状态，使我们知道该做什么。由于篇幅的原因，这里仅谈最主要的几个性能指标及试验要点。

5.1击穿电压

击穿电压是绝缘油的一项很重要的试验项目，它直接反映油质的绝缘能力。这是一个重要的设计参数，它可以用来计算电气设备内部的最小间隙。因此，制造厂家必须注意使放入装置中的油的值保持在所希望的水平。这个试验方法是通过浸入绝缘油中具有规定条件的两个电极间所能承受的最小击穿电压来度量。国外较普遍采用国际电工委员会IEC156标准，它的电极结构，为球形电极和球帽形电极两种形式，其间距均规定为2.Smm，国内较普遍采用原国家电力部DL-429.9-91标准，它的电极结构，均为平板电极，间距分别为2.Smm和1.2mm。若忽略油本身的分散性和测试误差，两种不同间距的测试结果是一致的，试验方法为GB/T507或DL-429.9-910

5.2水分含量

油品中游离水的存在一般采用外观目测检查，它为独立水滴或沉降于油箱底部的形式。当水分以细微的颗粒形式溶于油中时称溶解水。潮湿的空气、高热产生的水蒸汽、运行油与氧作用，都会产生溶解水；当油品与超细微的雾化水滴混合后，还会形成乳化水。油中的溶解水通常由化学方法测定，以百万分之几量度(mg/L)。油品含水量与温度的变化关系非常明显，即温度升高时油中含水量增大，温度降低时，溶于油中的水分会因为过饱和而分离出来，沉至容器底部。水的影响是重大的，因为水分含量过高会大大降低油的介电强度，使绝缘性能大大减弱，水分含量对变压器等电气设备生产厂家致关重要，因为它将直接影响变压器的主要性能。当运行中的变压器油中含水量过高时，说明干燥呼吸器或者纤维绝缘的严重失效。试验方祛为GB/T7600或GB/T76010

5.3酸值

它是在规定条件下中和1克油品中的酸组分所消耗的氢氧化钾的毫克数(mgI}OH/g)。这项指标对揭示运行电气设备中油的化学变化或变质时是最主要的一项试验指标。当酸值过高时，表明油品已严重老化变质，必须换新油或进行化学再生处理。否则，酸值升高不仅腐蚀设备，还会降低油的绝缘性能，在高温下还会促使其它绝缘材料老化变质。酸值的试验方法采用GB/T7599或GB/T264。

5.4闪点

它是在规定条件下，被加热油品所逸出的油蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度，单位为℃。绝缘油在使用时，因密闭的电气设备中高热和电场作用，使油品热裂解，产生易挥发的可燃性低分子碳氢化合物，并部份溶于油中，从而使油的闪点大大降低，容易引起设备火灾或爆炸事故。通过对运行油闪点的测定，可及时发现设备内部是否有过热故障。由于运行油在密闭油箱中高热而形成的轻质分解物，这些轻质成分只有在封闭容器内蒸发并与空气混合时，才易发现着火或爆炸的现象。若用开口法则不易发现这些易挥发的轻质成分，故凡绝缘油闪点的测试必须采用闭口法，实验方法按GB/T261。

5.5界面张力

绝缘油的界面张力是指测定油与不相溶的水之界面间产生的张力，单位为N/m。通常油品的界面有:油-气、油-液、油-固等，绝缘油的界面张力是属于油-液的范筹。目前国际上某些国家将界面张力列为鉴定绝缘油质量的指标之一。我国超高压变压器油技术要求中，界面张力规定为≥40mN/m。运行中的绝缘油受温度、空气、光线、水分、电场等因素的影响，油质将逐渐老化、变坏油质老化后生成各种有机酸(-COOH基)及醇(-OH基)等极性物质，因而影响到油质的界面张力也将逐渐下降，故测定运行中绝缘油的界面张力，就可判断油质的老化深度。油老化后产生的酸值、油泥等都会大大降低油品的界面张力。界面张力的试验方法通常采用园环法(GB/T6541或YS-S-1)。

6结束语

最后，值得一提的是，引入一些先进的油品检测手段可以更方便地发现设备的潜在故障，如应用自动粒子计数器和原子吸收光谱仪。颗粒计数器可以准确地给出运行油中颗粒的大小和数量，原子吸收试验可以准确地知道运行油中有哪些金属及其浓度。可见，导电微粒对油的介电强度危害极大，而金属微粒的出现与磨损程度、损伤程度有关。泵轴承经常发生磨损，磨损是由电弧引起的，电弧对故障诊断有一定的价值。

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