刍议变压器油中颗粒度对变压器绝缘强度的影响

刍议变压器油中颗粒度对变压器绝缘强度的影响

于伟玲刘诗琪隋文秀李天骄李成滨

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（国网辽宁省电力有限公司检修分公司辽宁沈阳110003）

摘要：由于我国变压器颗粒度的水平相比与产于外国发达国家的变压器仍存在些许差距，所以，研究变压器油中颗粒度对变压器绝缘性能的影响是很重要的，其有利于提高绝缘油的颗粒度检测水平，能够确保大容量变压器的正常运行。同时，变压器老化和绝缘故障产生的原因都是多方面的，只有从实际运作的角度出发，分析出成因才能对症下药采取有针对性的对策加以控制和预防。本文就针对变压器油中颗粒度对变压器绝缘强度的影响进行了简要分析，以供参考。

关键词：变压器油；颗粒度；变压器；绝缘强度；影响

随着我国电力工业的发展，供电量逐年上升，电力变压器也逐渐向高电压、大容量方向发展。同时，随着制造技术的提高，变压器产品各部位绝缘距离逐渐减小，油纸组合绝缘的介电强度越来越受到重视，所以近年来对变压器油中颗粒度的研究受到各制造厂和用户的普遍关注。

1变压器油中颗粒度的相关规定

随着我国经济的高速发展，电力需求不断攀升，对电力设备的稳定运行也提出了更高的要求，而在电力系统中，确保大容量变压器正常运行则显得尤为重要。在变压器各种类型的故障中，变压器油中颗粒度增加，导致变压器内部绝缘降低，引发的变压器内部绝缘击穿故障时有发生。按照DL/T1096—2008《变压器油中颗粒度限值》标准，500kV及以上交流变压器油颗粒度宜控制在：投运前（热油循环后）100mL油中大于5μm的颗粒小于或等于2000个，运行时（含大修后）100mL油中大于5μm的颗粒小于或等于3000个；500kV及以上直流换流变压器投运前（热油循环后）颗粒度宜控制在：100mL油中大于5μm的颗粒小于或等于1000个。

对于确保变压器稳定运行而言，控制变压器油中颗粒的数量是极其重要的。而油中颗粒在变压器油务处理和注油过程中，或变压器运行过程中，都会存在和有产生的可能性。所以在油务处理过程中和变压器运行维护过程中，都应及时取油样进行检测，掌握油中颗粒的数量是否达到标准要求。当颗粒度超过限值时应查明原因，必要时应使用滤芯精度达到2～5μm的精密滤油机对变压器油进行过滤处理。

2颗粒污染物的种类及来源

变压器绝缘油中的颗粒污染物主要指不溶于油的颗粒物质，主要包括纤维、金属颗粒等，而这些污染物的来源，一般包括以下几种形式：

2.1固有杂质颗粒

变压器绝缘油在炼制、装灌、运输和施工过程中，即在油未使用前存在的杂质，称为绝缘油的固有杂质颗粒。一般在变压器油炼制过程中，颗粒度都是很小的，但经过一系列过程，可能会混入其他污染物。

2.2介质污染

在制造和装配变压器的过程中混入的杂质称为介质污染，具体可能出现在：变压器制造过程中空气粉尘的污染；绝缘材料加工时带有的废屑；以及进行绝缘漆膜覆盖、焊接过程中的杂质等。

2.3变压器运行过程中的杂质

由于变压器内部的机械部件在工作过程中产生局部老化、腐蚀、磨损、脱落等，产生的杂质融入油流中，某些型号变压器装有净化油中水分、泥、酸等杂质的吸附器，吸附器内装有硅胶，运行过程中破碎的硅胶碎屑也会进入油流中，同时，高温环境下的氧化物、内部放电等也会成为杂质的来源。

2.4检修过程中产生的二次污染

在对变压器进行检修时，未采取良好的保护措施、暴露时间过长等都会使外部的杂质进入，进而造成对变压器绝缘油的二次污染。

3颗粒对变压器绝缘强度影响分析

3.1颗粒度对绝缘结构的影响

在高电压下的变电器产品中，高压引线与高压套管屏蔽处容易产生受损，受损后其在油隙中的绝缘覆盖相应降低，油中颗粒便会较大影响变电器的绝缘能力。同时，油中颗粒度对变压器的高压绕组与低压绕组同样会产生影响，但由于其有绝缘层覆盖，与裸电极状态相比颗粒影响相对较小，击穿过程也存在差异。另外，颗粒沉积在绝缘层表面同样会不同程度地影响绝缘效果。

3.2颗粒种类对绝缘强度的影响

对于颗粒度对绝缘强度的影响，金属颗粒的影响远大于非金属颗粒，但实际运行过程中，金属颗粒却往往未引起大的故障发生，主要由两方面的原因：一方面，大的金属颗粒会沉积在箱底与绝缘层表面，而绝缘结构与电场梯度垂直，不易造成介电强度较大变化，且在检查中也易于发现并进行排除；另一方面，我国变压器现多在调制过程中使用抗氧剂，抗氧剂可显著减少变压器油中金属粒子所产生的活性电子，严重绝缘故障一般不会产生，同时，油中若存在过量的铜、铁等金属粒子会造成介质损耗的明显变化，易于监测，通常不会酿成重大事故。变压器油的污染因素中，非金属颗粒占有很大的比重。非金属颗粒主要包括纸、纤维等杂质，杂质的颗粒大小在一定大小范围内并不会对绝缘程度产生很大影响。但在油中含水量较大的情况下，结果将会发生改变。在受热和电场等影响下，油和纤维等会分解出微量水，水分会加速金属腐蚀和老化，同时，铜和铁会催化油的氧化，加深油的污染程度，形成恶性循环。因此，在对油中颗粒度检测时，尤其在有非金属颗粒的情况下，应同时对含水量进行检测。

3.3不同电压下颗粒度对绝缘强度的影响

在直流电压下，杂质颗粒易产生定向运动形成桥络电压，这种桥络电压低于交流电压，同理，直流击穿电压也会低于交流下的击穿电压，即相对于交流电压，变压器油颗粒度对绝缘强度的影响在直流电压下更明显。

4减少油中颗粒杂质的控制措施

4.1做好清洁控制

要想有效降低变压器油中颗粒度，在各个过程中做好清洁控制是十分必要的。对于变压器绝缘件制造、线圈绕制、装配等过程需保证车间场地的清洁，同时减少浮尘对器械的污染。对于油箱、联管等部件，搬运时应做好密封，防止内部受到污染，在安装前应做好内部清洁，并进行油循环冲洗。对于变压器相关部件的检修工作，应尽量选择在天气条件良好的时间，并同时做好防潮等工作。

4.2滤油净化，避免超负荷

进行滤油净化、避免超负荷运行也是降低油中颗粒度的有效措施。在新油注入设备前，需经过滤油装置净化处理，且在一定范围内，颗粒减少率与过滤时间成正比。同时，运行过程中应避免超负荷，防止因油温过高加速氧化过程，引起油质劣化。装有吸附器的变压器很难避免硅胶碎屑进入油中，某些电站采用的方法是进行技改，取消吸附器，在变压器停运后对变压器进行全面去污、滤油处理。

4.3加强监测

一方面，应对变压器相关部件定期进行检测，保证变压器相关重要部件的材料、胶、漆等结构稳定，且不易产生脱落等情况，避免在油中分解等影响油质。另一方面，应通过色谱、介质损耗等参数实现对油质的监控，尤其是介质损耗，往往直接反映了油的污浊程度，若某段时间内介质损耗参数大幅上升，应该重视起来并采取措施找到原因。

结语

变压器油中颗粒在不同的条件下，对于变压器绝缘强度的危害程度和方式都是不一样的，所以加强变压器油中颗粒度的检测，建立数据分析资料，以便及时发现并判断事故发生的原因，能为保障变压器正常运行提供安全稳定的策略。

参考文献：

[1]赵世兄.浅谈超高压、大容量变压器绝缘油中颗粒度指标保证[J].城市建设理论研究：电子版，2014（35）.

[2]董仲明.解析变压器绝缘油颗粒度指标控制及影响[J].低碳世界，2016（31）：57-58.