本電力變壓器論文簡單介紹了變壓器油在運行中劣化的各種因素和對其性能的影響。《東北電力大學學報》(簡稱《學報》)創刊于1977年，是經吉林省教育委員會及吉林省出版局批準創刊的，當時刊名為《東北電力學院院報》，屬內部發行刊物。1992年，經國家出版總署批準，成為具有正式刊號的、在國內外公開發行的學術期刊，同時更名為《東北電力學院學報》。2005年，隨著東北電力學院升格為東北電力大學，《東北電力學院學報》也更名為《東北電力大學學報》。

　　關鍵詞：運行中;變壓器油;性能;變化

　　一、油質劣化的基本因素

　　油質劣化的影響因素很多，但主要的是氧作用的結果。

　　(一)氧

　　氧主要是來源于變壓器里的空氣。在將新油注入設備時，即使用高真空脫氣法注油，也不能將油中全部的氧清除干凈，盡管變壓器的密封性能再好，也仍然有一定量的氧存在。由于氧在油中的溶解度(16%)高于氮的溶解度(7%)，氧在油中溶解氣體中所占的組分比例比在空氣中高(見下表)。

　　從上表可以看出：變壓器油對氧有較強的親和作用。同時，設備中的絕緣材料之一的紙纖維素在熱的作用下而發生的裂解反應過程中也有氧的供給源，但是任何一個化學反應，如果沒有催化劑作用，此種反應是很緩慢的。遺憾的是在變壓器內部存在著這種對化學反應起促進作用的催化劑和加速劑，因此油的劣化就是一個必然的過程。

　　(二)催化劑

　　所謂催化劑是能加快油劣化的化學反應速度，而其本身在這一過程中不會消耗的主要物質。具體對油劣化起催化劑作用的物質為：水分和銅、鐵材料。

　　(1)水分。水分是油氧化作用的主要催化劑。它可以通過大氣中的濕氣從設備外部侵入油中，同時纖維素所西服的水分而浸入油中，或是纖維素的老化而形成的水分。(2)銅和鐵材料的存在。許多化學反應在銅、鐵的存在下會加速其氧化過程，對于變壓器設備而言，其內部有大量的銅導線和鐵芯及外壁鐵材料，這是無法避免的催化劑之一。

　　(三)加速劑影響

　　有些外界也會增加油氧化速度，這些因素被稱之為“加速因素”。它由下列諸因素構成：(1)熱：絕大多數的化學反應，熱量或者說溫度是一種主要的反應加速劑，而油與氧的化學反應的速度卻絕育變壓器運行時工作溫度(即油溫)。例如：溫度在

　　75℃時，大約需要5天油就能與氧反應，反之在油溫50℃時，此種反應約需幾個月時間。(2)震動與沖擊：變壓器的因磁致伸縮、電動機械等造成的震動或其內部收到突然地沖擊也能加速油與氧的化學反應過程。上訴的每種因素都是油氧化過程的一個構成部分，一旦氧化開始以后，就很難抑制，各種影響因素互相影響、促進氧化反應，直至油質變壞為止。

　　二、油劣化的分解產物

　　油在劣化的早期，一旦生成了系列的過氧化物，這種不穩定的化合物就開始了鏈的反應。一般都認為油的劣化過程經過三個階段(即誘導期階段、反映期階段和遲滯期階段)，其主要的分解產物為：①過氧化物;②水溶性酸;③低分子酸(它能充分地被纖維素吸附);④脂肪酸;⑤水分;⑥醇類;⑦金屬皂類(包括環烷酸銅及環烷酸亞鐵);⑧醛類;⑨酮類;L瀝青稀油泥。

　　油劣化過程的終結階段是生成油泥，油中有可見物就標志著油的氧化過程已進行了很長時間，油泥是一種樹脂狀的部分導電的物質，能適度地溶于油中。

　　三、油劣化的危害性

　　油品開始氧化后，油中含有一系列不穩定的過氧化物，變壓器內纖維素(紙)材料很容易與過氧化物反應，生成氧化纖維素。這種化合物機械強度差，造成絕緣材料的脆化，它是經受不住電壓波所產生的沖擊的。

　　隨著油品氧化程度的加深，油中含有各種酸及酸性物質，它們會提高油品的導電性，降低油的絕緣性能。在運行溫度較高(如80℃以上)時，還會促使固體纖維質絕緣材料的老化，尤其油中含有較多量的低分子水溶性酸，油中又有水時，就會降低設備的電絕緣水平，縮短設備的使用壽命。

　　例如：某用戶3200KVA、35kV主變壓器進行周期性色譜檢查分析時發現，氫氣含量較前次增加了十倍，而其余氣體成分無明顯變化。經仔細檢查發現，變壓器防爆管玻璃安裝存在問題，內有大量水銹，并成為變壓器油箱進水渠道，色譜分析數據如下：

　　原因分析與檢查：色譜分析中氫氣含量明顯增大，說明變壓器中有水分在電場作用下點解。

　　水和鐵發生化學反應：3H2O+2Fe=Fe2O3+3H2↑釋放出氫氣。因此判斷，氫氣大量上升的原因來源于水分的存在。

　　經油的耐壓試驗，油耐壓已由上次的48kV下降到27kV;微水測定為75ppm，說明油中有水分存在。所以對主變壓器停運進行油過濾，耐壓回復到45kV。

　　分析認為，由于該主變壓器是一年前剛換人的合格新油(酸值0.008□pH=5.4，耐壓50kV)，經仔細檢查，發現防爆管玻璃安裝不嚴密，里面有大量水銹。主變壓器在運行中，水分逐漸溶解于油中，由于水是強極性物質，在電場的作用下易電離分解，增加了變壓器油的電導電流，導致變壓器油的絕緣性能逐漸下降。

　　綜上所述，運行中變壓器油質量的好壞直接關系到充油電氣設備的安全運行和使用壽命，雖然油質的老化是不可避免的，但是加強對油質的監督和維護，采取合理而有效的防劣措施，是能夠延緩油質的老化進程，延長油的使用壽命和保證設備的健康運行。