［關(guān)鍵詞］變壓器油；介質(zhì)損耗試驗；微水分析；酸值試驗；油中溶解氣體

［中圖分類號］TM406 ［文獻標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0073–03

電力變壓器作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著極其重要的作用。為保證變壓器安全穩(wěn)定運行，需定期檢查其外觀、絕緣，監(jiān)測其油質(zhì)、油位等。為了保證供電的可靠性，在不停電的條件下可以對變壓器油進行的試驗有變壓器油介質(zhì)損耗試驗、變壓器油微水分析、變壓器油酸值試驗、變壓器油中溶解氣體分析，分別從變壓器油的劣化程度、變壓器油含水量、變壓器油中酸性物質(zhì)的含量及變壓器油中特征氣體的含量這幾方面檢測變壓器的油質(zhì)。另外，通過檢測變壓器油中特征氣體的組分及含量，可有效預(yù)診斷電力設(shè)備的潛伏性故障。因此，進行變壓器油絕緣性試驗可以提前預(yù)知變壓器運行狀態(tài)，對潛伏性的故障提前干預(yù)，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

1變壓器油絕緣性試驗分類

1.1變壓器油介質(zhì)損耗試驗

介質(zhì)損耗是指絕緣油在交流介質(zhì)中因介質(zhì)分子摩擦和高電場強度下的電離作用而發(fā)生的能量損耗。介質(zhì)損耗與電場頻率、電場強度、介質(zhì)溫度和介質(zhì)雜質(zhì)等因素有關(guān)。

采用油介損電阻率測量儀進行變壓器油的介質(zhì)損耗試驗。試驗開始前要對試驗工具進行可用性、干燥性檢查，合格以后才能進行試驗。首先取出試油，用注油器量取10mL樣油，將注油器針頭插入中心孔，注入到電極杯中，有少許油由下電極的溢油孔漏到下面的廢油杯時，停止注入。然后將注油器針頭插入中心孔吸油，并將樣油排入廢油杯，重復(fù)2～3次將油杯抽凈，重新注入10mL樣油即可進行試驗。

1.2變壓器油微水分析

微量水測定儀根據(jù)庫倫滴定原理，采用的是卡爾·費休法，其原理是基于有水時，碘被SO₂還原，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸氫吡啶。反應(yīng)式如下：

測量的依據(jù)是單質(zhì)碘與I-的動態(tài)平衡，通電后陰極、陽極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：

溶液導(dǎo)電能力的強弱可以通過檢測電極兩端電壓引起的電流數(shù)值的變化來反應(yīng)。溶液達到動態(tài)平衡時，電流穩(wěn)定不變。一旦有水分入侵，單質(zhì)碘的濃度就會降低，溶液的導(dǎo)電能力下降，電流數(shù)值發(fā)生改變，這就是測量原理。

采用微量水測定儀進行變壓器油的微水分析。試驗開始前要對試驗工具進行可用性、干燥性及試驗所用溶液是否在保質(zhì)期內(nèi)進行檢查，合格以后才能進行試驗。首先用待測樣品沖洗1000μL微量注射器3次，即準(zhǔn)確量取1000μL待測樣品，并排空注射器內(nèi)樣品空氣，用吸油紙將針頭擦拭干凈。將進樣器針頭放入微水測試儀進樣口，針頭不能接觸液面。然后按“進樣”按鈕，在顯示屏倒計時結(jié)束前完成進樣，倒計時結(jié)束后，進樣針停留幾秒。

1.3變壓器油酸值試驗

絕緣油酸值試驗利用酸堿中和反應(yīng)，指示劑發(fā)生顏色的變化，來檢測油中酸性物質(zhì)的含量，其中用到的方法是測定法。采用沸騰乙醇抽出試油中的酸性組分，用氫氧化鉀乙醇溶液進行滴定，確定中和1g試油酸性組分所需的氫氧化鉀毫克數(shù)。

采用絕緣油酸值自動測定儀進行變壓器油的酸值試驗。試驗開始前要對試驗工具進行可用性、保質(zhì)期檢查，合格以后才能進行試驗。開機點擊系統(tǒng)設(shè)置，首先用中和液對管路進行清洗，清洗完畢后，用量杯量取10mL樣油，選擇變壓器油開始測試，此時，萃取液首先進入樣杯，然后中和液開始滴定，溶液顏色先變?yōu)辄S色，隨著滴定的進行，逐漸變?yōu)樗{綠色。變?yōu)樗{綠色后，觸發(fā)感應(yīng)開關(guān)，中和液自動停止滴定。

1.4變壓器油中溶解氣體分析

氣相色譜法的原理是利用特征氣體在固定相和流動相的溶解度不同進行分配。當(dāng)固定相和流動相做相對運動時，樣品中的特征氣體在兩相之間進行多次分配后，由于特征氣體的分配系數(shù)不同，其運動速度不一，在色譜柱中停留的時間也不一樣。經(jīng)過一定柱長后，樣品中各組分得到分離。

采用氣相色譜儀進行變壓器油的溶解氣體分析。針對SD304-89標(biāo)準(zhǔn)推薦的氣路系統(tǒng)分析慢、流程復(fù)雜的問題，可采用雙流路氣路，流程如圖1所示，各個氣路互不干擾，相互獨立。

首先將油樣注入5mL的N₂，然后將注入完N2的樣油放入恒溫定時振蕩儀的卡槽內(nèi)，注射頭要位于下部。打開振蕩儀開關(guān)，按“啟動”按鈕，振蕩儀自動進入升溫、振蕩（20min）、靜置（10min）模式。振蕩脫氣完成后，取出油樣進行平衡氣的轉(zhuǎn)移工作，然后取出1mL注射器，經(jīng)空氣反復(fù)經(jīng)沖洗后，再用樣氣沖洗1次。利用定量卡子準(zhǔn)確量取0.5mL樣氣，從色譜儀進樣口注入樣氣，點擊進樣口“開始測量”按鈕，色譜儀開始進行樣氣的測量工作。樣氣被載氣帶入色譜柱中進行分離操作，其中H₂、CO、CO₂先被分離出來，TCD（熱導(dǎo)檢測器）檢測出H₂，CO、CO₂經(jīng)過鎳轉(zhuǎn)化爐與H2發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成CH₄被FID2檢測出，烴類特征氣體被色譜柱2分離出來，流經(jīng)FID1，被檢測出。檢測器識別后將特征氣體的濃度經(jīng)氣相色譜儀數(shù)據(jù)處理裝置，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，濃度結(jié)果在計算機顯示。

2實例分析

以某110kV變電站為例，對其3號主變進行取樣，進行變壓器油的絕緣性試驗：變壓器油介質(zhì)損耗試驗、變壓器油微水分析、變壓器油酸值試驗、變壓器油中溶解氣體分析，試驗結(jié)果見表1。

根據(jù)表2絕緣油絕緣性試驗的注意值，由表1可知，變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)、變壓器油微水、變壓器油酸值試驗結(jié)果都在注意值范圍內(nèi)，而變壓器油中溶解氣體分析中H₂的含量超過注意值。

因H2超出注意值，引起了工作人員的注意。為了保證設(shè)備供電系統(tǒng)的安全，縮短取樣周期，密切關(guān)注變壓器油樣的變化，試驗結(jié)果見表3。

由表3可知，變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)、變壓器油微水、變壓器油酸值試驗結(jié)果依然在注意值范圍內(nèi)，而油中溶解氣體試驗的H₂依然高出注意值。雖然微水試驗測試結(jié)果正常，但是鑒于微量水分反應(yīng)的是油中微水，固體絕緣材料容納水的能力遠大于油，目前油中溶解氣體分析中H₂上漲幅度大，速度快，不排除絕緣受潮的可能。

根據(jù)分析結(jié)果，該變電站對受潮變壓器進行停電檢修，發(fā)現(xiàn)變壓器儲油柜上側(cè)襯墊位置下移，存在受潮進水的情況，加裝內(nèi)檔條并更換密封膠墊后，恢復(fù)送電，并進行試驗，結(jié)果見表4。

3結(jié)束語

變壓器油的絕緣性試驗可以反應(yīng)出變壓器的運行狀態(tài)和變壓器內(nèi)部的絕緣性能，通過試驗結(jié)果可預(yù)診斷變壓器潛在故障，同時分析變壓器油中是否存在絕緣老化、高溫放熱或局部放電等問題，采取措施及時解決，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。