影响变压器绝缘油老化的主要原因有哪些?

5 水分

变压器油作为一种重要的绝缘介质,一般希望它具备良好的绝缘性能而不应含有水分,但事实并非如此。无论是从炼油厂运来的新油,还是经过净化的油,都含有一定的水分。变压器油中的水分是由以下原因造成的:其一,由于受生产设备和工艺的限制,炼油厂生产的变压器油都含有一定的水分。一般含水量为(35 ~ 50)×10 -6 。其二,油品在运输、输送、储存、使用过程中,外界的水分进入油中。其三,在变压器的油-纸组合的绝缘结构中,一般未经干燥处理的电工用纸质绝缘材料,含水量为 8%~ 10%;未经净化的变压器油含水量为(35 ~ 50)×10 -6 。两者竟有万倍之差。即使经过真空干燥处理的纸质绝缘材料(一般含水量为 0.5%~ 2.0%)其含水量也仍然高于经过净化的变压器油一般含水量为 15 ×10 -6 。在变压器的绝缘结构内,水分要自行由纸质材料向油中扩散,最后达到动态平衡。另外,纸质绝缘材料在高场强长期作用下,要逐渐老化,释放出水分进入油中。由上述原因可知,无论是从炼油厂运来的新油,还是经过净化处理的合格油和注入产品的油均含有一定的水分。

绝缘油中的水分,特别是乳化水与有机酸结合,会增强有机酸对变压器内部金属的腐蚀作用,生成盐类物质,会导致变压器绝缘油的迅速老化,而产生的金属皂化物则属于一类高效催化剂,也会导致油的迅速老化。

变压器油中的水分呈悬浮水、溶解水、沉积水 3 种状态。悬浮水对油的介电性能影响很大,它能降低油的击穿电压,增加油的介质损耗。溶解水虽然对介电强度无显著影响,但它能提高油的酸值,降低油的氧化安定性,加速油质老化。在变压器的运行中,随着油温的不断提高,溶解水会在油中产生水蒸气泡。因此,会降低油的击穿电压和局部放电场强,引发绝缘击穿和局部放电,严重影响变压器的正常运行。另外,随着油温的变化,水存在于油中的 3 种状态也可互相转化。击穿电压同油中含水量的关系见表 2.2。综上所述,油中水分的存在将降低击穿电压,增加介质损耗和酸值,使油质劣化,还带来了引发严重故障而影响变压器正常运行的隐患。因此,必须予以高度重视。

表 2.2 击穿电压与油中含水量的关系表

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