變壓器油培訓(xùn)講義1

變壓器油的性能、試驗(yàn)和處理TPRI講課人：王允二○○九年七月第一頁，共一百四十五頁。

電力變壓器按繞組的絕緣和冷卻介質(zhì)分類，可以分為液體浸漬變壓器、氣體絕緣變壓器和干式變壓器。目前在液體浸漬變壓器中廣泛使用的絕緣液體是變壓器油，因其除了具有性能優(yōu)良、天然存儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)外，還具有下列特點(diǎn)：第二頁，共一百四十五頁。1、和紙絕緣（纖維材料）結(jié)合使用，具有極高的擊穿電壓，可以減少絕緣距離，降低成本；2、變壓器油的粘度低，傳熱性能良好，使充油設(shè)備有良好的熱循環(huán)回路，以達(dá)到冷卻散熱的目的；3、隔絕設(shè)備（鐵心和繞組）絕緣與空氣的接觸，防止絕緣受潮，減緩設(shè)備的老化，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；4、在油浸開關(guān)設(shè)備中，變壓器油主要起到滅弧作用。第三頁，共一百四十五頁。

變壓器油的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，目前所知道的變壓器油大約有2900種烴類成分。從應(yīng)用的角度，我們不一定要完全搞清楚其烴類成分，但我們必須了解變壓器油的種種特性和功能，以及在運(yùn)行中油的氧化過程極其氧化產(chǎn)物，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器油異常和充油電氣設(shè)備的故障，確保其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。第四頁，共一百四十五頁。主要內(nèi)容§1.

原油的化學(xué)組成和變壓器油的煉制工藝§2.變壓器油的性能及試驗(yàn)§3.變壓器油的老化和污染§4.變壓器油的維護(hù)和處理TPRI第五頁，共一百四十五頁。

§1.

原油的化學(xué)組成和變壓器油的煉制工藝

一、原油的性質(zhì)和化學(xué)組成

二、生產(chǎn)變壓器油的原油

三、變壓器油的煉制工藝TPRI第六頁，共一百四十五頁。一、原油的性質(zhì)和化學(xué)組成1、原油的元素組成原油主要由C、H及S、O、N五種元素組成，還含有微量的金屬元素和非金屬元素。這五種元素在原油中的含量分別為C占83%—87%，H占10%—14%，S占0.02%—2%，O占0.05%—2%TPRI第七頁，共一百四十五頁。2、原油的餾分組成汽油餾分（40—180℃）C6—C10煤油餾分（180—280℃）C10—C16柴油餾分（280—360℃）C17—C20潤(rùn)滑油餾分（360—500℃）C20以上第八頁，共一百四十五頁。潤(rùn)滑油餾分：汽輪機(jī)油變壓器油第九頁，共一百四十五頁。3、原油的化學(xué)組成

烷烴（飽和烴，通式為CnH2n+2)

環(huán)烷烴環(huán)狀化合物，根據(jù)構(gòu)成環(huán)的碳原子數(shù)目，可以是三元環(huán)、四元環(huán)、五元環(huán)和六元環(huán)的結(jié)構(gòu)；而根據(jù)環(huán)的數(shù)目，環(huán)烷烴可以是單環(huán)和雙環(huán)的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征為：鏈烯烴（非飽和化合物）芳香烴非烴組成CH2CH2H2CCH2H2C第十頁，共一百四十五頁。變壓器油是烴類化合物，其結(jié)構(gòu)由烷烴（CnH2n+2）、環(huán)烷烴（CnH2n）、芳烴（CnH2n_2）組成，而烷烴又分直鏈烷烴和異構(gòu)烷烴。直鏈烷烴是直線型的正鏈烷烴（正構(gòu)烷烴），即石蠟結(jié)構(gòu)的組合分子呈直線或分枝狀；直線型的正鏈烷烴稱之為石蠟，若含正鏈烷烴的油冷卻下來，則油的流動(dòng)性就會(huì)受到阻礙。直鏈烷烴通常是生產(chǎn)蠟、化工產(chǎn)品及汽油柴油的原料。直鏈烷烴凝點(diǎn)高，在高電壓下易于產(chǎn)生氫氣。使油粘度隨溫度變化很大，在低溫時(shí)油易凝固。

第十一頁，共一百四十五頁。長(zhǎng)直鏈的脂肪族飽和烴，不僅影響變壓器油的傾點(diǎn)，使傾點(diǎn)升高，而且在高壓電場(chǎng)中，最易析放氫。在高溫下，易氧化生成酸，應(yīng)通過脫蠟或加氫異構(gòu)化把這類飽和烴除去或改質(zhì)。此外，應(yīng)將影響氧化安定性的堿性氮化合物減少。

第十二頁，共一百四十五頁。異構(gòu)烷烴由于具有許多優(yōu)良的性質(zhì)而成為變壓器油的主要組成部分。其特性：①閃點(diǎn)高，其閃點(diǎn)高于170℃，安全性好；②凝點(diǎn)低；③酸值低，其酸值小于0.00lmgKOH/g；④氧化安定性較好，其使用壽命可達(dá)30年；⑤界面張力很高；⑥抗光、電的作用極強(qiáng)，在烈日和高電壓下仍能保持非常好的穩(wěn)定性；⑦析氣性適中。

第十三頁，共一百四十五頁。環(huán)烷烴分子為封閉的環(huán)狀鏈，分子結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，不易破壞。環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)的組合分子是環(huán)烷，其特點(diǎn)是具有極佳的低溫特性，溶解能力較正鏈烷烴高，在環(huán)結(jié)構(gòu)中有5一7個(gè)碳原子，最常見的是6個(gè)碳原子?？梢缘玫搅畠r(jià)的低凝固點(diǎn)油。在煉油加工工藝不太先進(jìn)，人工難以制造低凝點(diǎn)油的時(shí)代，這一點(diǎn)很寶貴。尤其是對(duì)生產(chǎn)45號(hào)變壓器油，石蠟基油經(jīng)幾道工序，用很大成本，也做不到這一點(diǎn)。第十四頁，共一百四十五頁。通常環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴都可達(dá)到變壓器油的電性能，差異在于加工方法和條件。環(huán)烷烴的析氣性適中，缺點(diǎn)是閃點(diǎn)低，抗氧化性能稍差。但環(huán)烷烴具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和介電穩(wěn)定性，凝固點(diǎn)低，使用溫度范圍寬，介質(zhì)損耗因數(shù)小，電氣強(qiáng)度高。

第十五頁，共一百四十五頁。芳烴按結(jié)構(gòu)又可以分為單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴和稠環(huán)芳烴。實(shí)驗(yàn)表明，后兩種芳烴氧化安定性差，是生產(chǎn)中應(yīng)該清除的。單環(huán)芳烴因?yàn)樗哂辛己玫奈鰵庑?，可用于超高壓變壓器油。芳烴最大的缺點(diǎn)是對(duì)健康有影響。芳族結(jié)構(gòu)的變壓器油都含有芳族分子，芳族分子至少包含一個(gè)6碳原子的環(huán)，含一個(gè)碳原子環(huán)稱單芳族，含有多個(gè)碳原子環(huán)稱聚芳族；其特性與石蠟分子、環(huán)烷分子完全不同。變壓器油中單芳族必定是烷基化，一般具有良好的電氣性能和吸氣特性，且單芳族在氧化過程中是比較穩(wěn)定的。第十六頁，共一百四十五頁。聚芳族PAC是在加氫過程中形成的。此外，在自然環(huán)境下PAC也會(huì)在油中產(chǎn)生，隨著沸騰范圍的增加，通常PAC含量也會(huì)增加。PAC具有良好的抑制氧化作用，吸氣能力比單芳族好，PAC對(duì)電氣性能會(huì)有不良的作用。芳烴在天然石油中含量較少，但在環(huán)烷基石油中含量較高，其化學(xué)穩(wěn)定性和介電穩(wěn)定性較好。在電場(chǎng)作用下，不但不析氣反而吸氣，具有一定的抗析氣性，對(duì)延長(zhǎng)電力設(shè)備使用壽命有意義。但芳烴在電弧作用下生成碳粒較多，會(huì)降低電氣性能。芳烴易燃，隨含量增多而使油的密度和粘度增大，其介質(zhì)損耗因數(shù)比烷烴稍大，因此變壓器油中只宜保留一定的數(shù)量。第十七頁，共一百四十五頁。

變壓器油分子中碳原子個(gè)數(shù)為16一23，其分子量在250-310范圍內(nèi)。第十八頁，共一百四十五頁。用通常手段加工的環(huán)烷基變壓器油中芳烴含量一般為8%-9％。據(jù)介紹，出于環(huán)保原因，美國(guó)1991年規(guī)定，8.16MPa加氫壓力，427℃下生產(chǎn)出來的環(huán)烷基油才可以在美國(guó)隨便銷售，否則要加注“含有致癌物質(zhì)”。尼納斯公司及英國(guó)變壓器油標(biāo)準(zhǔn)中在健康環(huán)保項(xiàng)目下規(guī)定多環(huán)芳烴含量小于3%，反映了歐美對(duì)此問題的重視，也說明變壓器油中確實(shí)存在多環(huán)芳烴。我國(guó)變壓器油二環(huán)以上芳烴（包括稠環(huán)膠質(zhì)）石蠟基約為5.5%，環(huán)烷基約為3.1%，以異構(gòu)烷烴為主調(diào)和的變壓器油為0%~1.5％。

第十九頁，共一百四十五頁。任何種油品要達(dá)到完全由理想組分來組成是不現(xiàn)實(shí)的，因在各種原油中，以上各種烴類都有存在。在石蠟基原油中直鏈烷烴多一些，環(huán)烷基原油中環(huán)烷烴多一些，合成異構(gòu)烷烴中異構(gòu)烷烴為72%，環(huán)烷烴約28%，基本沒有芳烴。變壓器油較好的生產(chǎn)方案是，以環(huán)烷烴或異構(gòu)合成烴為主，后者需添加深精制環(huán)烷基原料，適量合成單環(huán)芳烴為輔，并根據(jù)用戶的需要加人復(fù)合添加劑。這樣組合的變壓器油安全性、電性能、安定性均處于最好水平，且毒性小。第二十頁，共一百四十五頁。法國(guó)等歐洲一些國(guó)家規(guī)定變壓器油用石蠟基原油生產(chǎn)，但通過深加工令這種油中的直鏈烷烴、芳烴含量很低，主要含異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴。第二十一頁，共一百四十五頁。變壓器油組分性能比較

變壓器油的理想組分為異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和少量的單環(huán)芳烴。

安定性：合成異構(gòu)烷烴＞環(huán)烷烴＞單環(huán)芳烴。

電性能：均可以。

析氣性：?jiǎn)苇h(huán)芳烴優(yōu)于異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴。

安全性（閃點(diǎn)）：合成異構(gòu)烷烴＞單環(huán)芳烴＞環(huán)烷烴。對(duì)人危害性：芳烴＞異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴。

凝固點(diǎn)：合成單環(huán)芳烴最低，合成異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴相當(dāng)。第二十二頁，共一百四十五頁。為保障變壓器油在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下，保持其優(yōu)良的絕緣和散熱作用，要求作為介質(zhì)的烴類分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。它能夠在高電壓電磁場(chǎng)中不產(chǎn)生分解，甚微地析放氫或生成甲烷、乙烷氣體。能承受熱負(fù)荷的作用，在運(yùn)行10一15年的長(zhǎng)時(shí)間中，只允許甚微的化學(xué)變化（如油泥產(chǎn)生、酸值增加）。對(duì)變壓器油的這些功能要求體現(xiàn)在對(duì)變壓器油的各種試驗(yàn)，以及限定的規(guī)格指標(biāo)范圈中，其實(shí)就是對(duì)產(chǎn)品烴組成的限制。第二十三頁，共一百四十五頁。一般來說，構(gòu)成變壓器油的各種烴類（石蠟烴、環(huán)烷烴和芳烴）的比例要適當(dāng)。石蠟烴、環(huán)烷烴的氧化產(chǎn)物具有促進(jìn)氧化的作用，而芳烴的氧化產(chǎn)物具有減緩和阻止氧化的作用，但芳烴含量高，會(huì)使基礎(chǔ)油對(duì)抗氧抑制劑的感受性變差，從而影響變壓器油的氧化安全性。變壓器油需要有適宜數(shù)量結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的芳烴，以保證變壓器油的抗析氣性能和溶解變壓器油運(yùn)行過程中產(chǎn)生油泥的性能。而對(duì)于多支鏈、短側(cè)鏈、多環(huán)結(jié)構(gòu)的芳烴，多環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴，重質(zhì)的環(huán)烷烴都應(yīng)在加工中除去。很多廠家用常規(guī)手段生產(chǎn)的油品中含有微量的不飽和烴（烯烴、炔烴等）和含有氮、硫、磷元素等有害的有機(jī)化合物，影響變壓器油的安定性。一些無機(jī)鹽，如硫酸鹽、鹽酸鹽都應(yīng)除凈。第二十四頁，共一百四十五頁。環(huán)烷基油和石蠟基油性能的對(duì)比

日常使用的大量的變壓器油主要分石蠟基油和環(huán)烷基油兩大類，前者又稱烷烴基油，后者又稱環(huán)烷烴基油。天然原油的化學(xué)組成較復(fù)雜，不同產(chǎn)地或同一產(chǎn)地不同油井甚至同一油井不同油層開采出來的石油的化學(xué)組成也不是完全相同的。為了判斷原油的特點(diǎn)，采用API度關(guān)鍵餾分分類法，測(cè)定兩個(gè)關(guān)鍵餾分的密度而計(jì)算出API度，將原油分為石蠟基，石蠟一中間基，中間一石蠟基，中間基，中間一環(huán)烷基，環(huán)烷一中間基，環(huán)烷基共7類。但一般將變壓器油源粗分為石蠟基油源、中間基油源和環(huán)烷基油源三類。硫含量＜0.5％為低硫，>2％為高硫，中間值為中硫。第二十五頁，共一百四十五頁。我國(guó)的環(huán)烷基原油主要分布在新疆九區(qū)（克拉瑪依）、大港羊三木、勝利單家寺、遼寧歡喜嶺等油區(qū)，而大慶等地的原油都是石蠟基原油。國(guó)際上環(huán)烷基原油只占總原油2%，較少。石蠟基油和環(huán)烷基油的芳烴含量較相近，主要差別是石蠟基油的鏈烷烴含量較高，而環(huán)烷基油的環(huán)烷烴含量較高，特別是三環(huán)和四環(huán)的環(huán)烷烴較高。第二十六頁，共一百四十五頁。二、環(huán)烷烴原油選用環(huán)烷烴原油煉制變壓器油的主要原因：1、環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；2、環(huán)烷烴原油中的成分構(gòu)成比例合理；3、環(huán)烷烴原油中的單環(huán)、雙環(huán)芳烴提高了變壓器油的抗氧化性和抗析氣性。第二十七頁，共一百四十五頁。烴類組成表示法1、單體烴2、族組成3、結(jié)構(gòu)族組成：環(huán)烷基、中間基、石蠟基第二十八頁，共一百四十五頁。三、變壓器油的煉制過程原油的預(yù)處理油的分餾油的精制油的調(diào)和TPRI第二十九頁，共一百四十五頁。純凈的變壓器油是由許多不同分子量的烴類化合物分子組成的混合物，分子中含有CH3*、CH2*、CH*化學(xué)基團(tuán)，并由C一C鍵合在一起。它是非極性和弱極性分子結(jié)構(gòu)，具有良好的電氣性能。目前國(guó)內(nèi)各大煉油廠對(duì)變壓器油的精制提煉工藝原理基本相同。

第三十頁，共一百四十五頁。變壓器油是從石油中提煉而成的產(chǎn)品。由我國(guó)煉制生產(chǎn)的變壓器油的石油原料為石蠟基原油、環(huán)烷基原油和混合（中間基）原油三種。國(guó)產(chǎn)大多屬石蠟基變壓器油（如由大慶油田原油制成），少量的為環(huán)烷基變壓器油（如由克拉瑪依油田、新疆獨(dú)山子油田原油制成）。而國(guó)際上一般都采用環(huán)烷基原油制成變壓器油，因從這種原油中容易提取到凝固點(diǎn)很低的變壓器油。如采用石蠟基原油，為獲得低凝固點(diǎn)，必須要解決脫蠟問題，就要加入抗凝劑。

第三十一頁，共一百四十五頁。根據(jù)原油性質(zhì)和變壓器油要求可選不同形式和不同深度的脫蠟和精制工藝，有酮苯脫蠟、糠醛精制、酚精制、加氫精制、白土精制等。經(jīng)常壓蒸餾、溶劑脫蠟、溶劑精制、白土精制后得到的基礎(chǔ)油，再加上適量的抗氧化劑調(diào)制而成。

第三十二頁，共一百四十五頁。一般變壓器油的煉制工藝是采用在常壓或減壓狀態(tài)下進(jìn)行蒸餾，然后截取餾分，在溫度260一400℃，使其組成為烷烴、環(huán)烷烴、芳烴以及少量有機(jī)酸類、硫化物、氮化物、膠質(zhì)瀝青等高分子化合物、有機(jī)化合物等膠質(zhì)物的混合物，經(jīng)酸、溶劑進(jìn)行精制和白土處理后得到的基礎(chǔ)油，再加上適量0.5%）的抗氧化劑而制成10號(hào)、25號(hào)、45號(hào)變壓器油。第三十三頁，共一百四十五頁。按礦物油本身成分來區(qū)分，變壓器油分為石蠟基原油制成的油和環(huán)烷基原油制成的油。第三十四頁，共一百四十五頁。也就是說，變壓器油是石油的餾分油。所謂餾分油就是石油通過常壓加熱，使液體在上述溫度下變成氣態(tài)后再降溫凝結(jié)成液體，即為變壓器油，正如普通水加熱到100℃燒開后變成蒸再降溫凝結(jié)便成蒸餾水一樣。從原油到變壓器油必須經(jīng)過許多程序，以上煉油過程也不是絕對(duì)必須遵循的程序?？赡軙?huì)跳過某些步驟，或增加某些步驟。各煉油廠稍有不但步驟過于簡(jiǎn)化會(huì)影響油的質(zhì)量，譬如運(yùn)行中油介質(zhì)損耗因數(shù)容易增高。。第三十五頁，共一百四十五頁。第三十六頁，共一百四十五頁。下面將幾個(gè)步驟分別敘述如下1、蒸餾在精煉過程中，第一步驟通常是蒸餾，在這個(gè)過程中，將原油分成不同沸點(diǎn)的蒸餾液；不同原油在規(guī)定的沸點(diǎn)范圍內(nèi)是有嚴(yán)格規(guī)定的，這與變壓器油的品質(zhì)有很大關(guān)系，由于變壓器油是高利潤(rùn)產(chǎn)品，有些制造廠把沸點(diǎn)范圍放寬，變壓器油的產(chǎn)量雖高，但油的品質(zhì)較差，甚至造成變壓器油的不穩(wěn)定，如石蠟基原油，蒸餾的沸點(diǎn)在320一400℃范圍。第三十七頁，共一百四十五頁。2．脫蠟環(huán)烷基原油幾乎不含正鏈烷就不需經(jīng)過脫蠟；但對(duì)石蠟基原油，為了達(dá)到合理的低溫特性，就需脫蠟過程：脫蠟的基本原理是將油和溶劑混合起來，然后進(jìn)行冷卻，石蠟結(jié)晶分離。不同的廠家采用的溶劑和比例也不同。

第三十八頁，共一百四十五頁。3．萃取

萃取步驟是從蒸餾中除去不穩(wěn)定分子皂（芳族）的最古老的方法，而且一直沿用至今。變壓器油中的聚芳族（含有多個(gè)碳原子環(huán)的芳族分子）含量多少與萃取的工藝和所使用的溶劑有關(guān)。

第三十九頁，共一百四十五頁。4．加氫

加氫工藝是較先進(jìn)的煉油工藝，是把蒸餾液的不需要的分子通過加氫的化學(xué)方法變成有用的分子即變壓器油的分子。這個(gè)過程必須借助催化劑、氫和高溫或高壓來完成，既提高了煉油效率，又減少了污染。但目前國(guó)內(nèi)很少采用，一般都是通過白土等活性試劑，采用物理的方法，對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行吸附，從而達(dá)到精煉的目的。

第四十頁，共一百四十五頁。在加氫過程中，極性化合物、芳族化合物以及雜質(zhì)原子被吸附在催化劑表面，這些化合物，通過加氫和催化劑的作用，把含有雜質(zhì)原子的化合物反應(yīng)成有用分子，如圖所示。第四十一頁，共一百四十五頁。第四十二頁，共一百四十五頁。左邊為雜質(zhì)原子X吸附在催化劑表面，加氫反應(yīng)后表現(xiàn)為圖的右邊結(jié)構(gòu)，雜質(zhì)原子X已反應(yīng)成有用的分子，催化劑己分離。

第四十三頁，共一百四十五頁。餾分油是沸點(diǎn)相近的烴類的混合物，但其分子結(jié)構(gòu)千差萬別。非烴化合物都是極性物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、電性能都較差，這是變壓器油組分中所不允許的。從餾分油制備變壓器油的過程看，其關(guān)鍵就在于消除這些非烴化合物以及油中的不飽和烴等不理想成分。

第四十四頁，共一百四十五頁。變壓器油過去是酸堿精制，優(yōu)點(diǎn)是精制深度大，缺點(diǎn)是工序繁雜、時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)油率低、酸渣對(duì)環(huán)境有污染。目前大多數(shù)煉油廠都是以糠醛精制，油與糠醛混合后，油中不理想成分被糠醛溶解，滯留于下層，上層為被精制的油，糠醛萃取液經(jīng)分離凈化處理后可循環(huán)使用?？啡┚频挠?，尚須以白土進(jìn)行補(bǔ)充精制，白土精制時(shí)接觸溫度較高，白土投人量為油重的5%,油與白土混合后，白土吸附了油中的不理想成分，再以大型板框?yàn)V油機(jī)將白土殘?jiān)鼜挠椭蟹蛛x出來。精制油加人添加劑后，即為成品油。

第四十五頁，共一百四十五頁。油的精制深度對(duì)油品質(zhì)量很有影響，如精制不足，油中芳烴、樹脂質(zhì)的含量必定較高，它將影響油的電導(dǎo)和油的低頻損耗。若精制過度，油中芳烴、樹脂質(zhì)已除盡，將影響油的抗氧化性能和油的高頻損耗。因此，油的精制要適度。第四十六頁，共一百四十五頁。精制油所用的白土，除有精制作用外，還有污染作用。這主要是其固體細(xì)微顆粒對(duì)油的污染，并導(dǎo)致微量金屬對(duì)油的污染。

油中微量金屬，主要來自補(bǔ)充精制的吸附劑―活性白土中。白土又稱漂土，主要成分是蒙脫石族礦物，其通式是AI(OH)3·mSiO2·nH2O，其中Si02約含60%,A12O3約含25%，其余成分為CuO、PbO2、ZnO、Fe2O3、CaO、水分等。有的白土中Cu含量高達(dá)l%,Fe含量高達(dá)5%（以上均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。第四十七頁，共一百四十五頁。在油精制時(shí)，白土的投人量為油重的5％。白土為200目的細(xì)微粉末，當(dāng)然從吸附劑的比表面積考慮，其粒度以小為佳。在精制油品時(shí)將白土投人油中之后，確實(shí)可吸附油中的不理想成分，使油質(zhì)更加純潔。然而白土從油中的分離是通過高壓油泵打人大型板框?yàn)V油機(jī)里來實(shí)現(xiàn)的，是用濾紙阻擋白土的顆粒，讓油通過。第四十八頁，共一百四十五頁。這里有一些值得探討的問題：①精制油用的白土的顆粒度是不均勻的，有一部分白土的粒度是相當(dāng)微小的，甚至要小于5一10μm，②所用濾紙為棉漿工業(yè)濾紙，其孔隙度（濾度）也是不均勻的，有的濾紙公稱濾度為10μm，實(shí)際20-30μm的顆粒都可通過；③高壓油泵的強(qiáng)大壓力會(huì)使一部分細(xì)微白土粉末通過濾紙而留在油中，這就造成了新油中具有一定的金屬含量。

第四十九頁，共一百四十五頁。油中加氫精制機(jī)理

雖然目前油品的加H2（氫氣）精制工藝尚在發(fā)展中，但實(shí)踐表明，可取代目前現(xiàn)行的油品精制工藝。油品加H2精制的基本原理是在催化劑載體的協(xié)同下，用H2除去油中的有害組分和改變油中不理想成分的分子結(jié)構(gòu)，來達(dá)到改善油品質(zhì)的目的。油品加H2的精制效果良好，油品產(chǎn)收率高，工藝適用范圍廣泛。其缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，技術(shù)難度高，應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際困難較多。

第五十頁，共一百四十五頁。油品加H2精制的反應(yīng)機(jī)理是：

對(duì)油品脫硫（S):第五十一頁，共一百四十五頁。由于對(duì)油品加H2，可使油品中烯烴組分飽和，使多環(huán)芳烴得到所加的H2，從而使油品的組分飽和，加強(qiáng)了油品的穩(wěn)定性。這樣就完全消除了白土精制中的粉塵污染問題和油中金屬的潛伏污染問題。可見加H2精制油品是比較理想的精制工藝，尤其對(duì)變壓器油如能采用溶劑精制和加H2精制相結(jié)合的凈化工藝，可使油品性能提高檔次，更適于超高壓電器設(shè)備的使用。第五十二頁，共一百四十五頁。油中添加劑

為使變壓器油的性能更加完備，延長(zhǎng)油的運(yùn)行壽命，人為地向油中加人了各種添加劑，如降凝劑、阻化劑、抗吸水劑、抗析氣劑、油流帶電消除劑、抗氧化劑等。目前應(yīng)用的各種變壓器油均易滋生微生物，因此油中還應(yīng)添加抗菌劑。諸多的添加劑暫且不談，這里著重講一下油中的抗氧化劑，簡(jiǎn)稱抗氧劑。第五十三頁，共一百四十五頁。1．天然抗氧劑

目前廣泛應(yīng)用的變壓器油，均以白土做最后的補(bǔ)充精制，但不宜精制過度。其原因是有意保留油中的酚類和樹脂成分，因?yàn)楫?dāng)其含量甚微時(shí)，對(duì)油的電氣性能無大影響，而對(duì)油品又可起到自然抗氧化的作用。

第五十四頁，共一百四十五頁。變壓器油是從石油中分餾出的。在同一餾程內(nèi)，沸點(diǎn)相同的各種成分均可汽化成為餾分油。因此，餾分油的成分十分復(fù)雜，需精制后方可成為純凈的變壓器油。精制的工藝方法很多，但目的是一個(gè)，即清除掉餾分油中的不良成分，使油成為純正的、非極性分子的烴類結(jié)構(gòu)。第五十五頁，共一百四十五頁。應(yīng)注意的是，無論采用何種工藝方法進(jìn)行精制都要適度。若精制不足，油中的不良成分含量過高，會(huì)影響油的低頻性能；若精制過度，油中的芳烴、酚類、樹脂質(zhì)等成分將被除盡，則會(huì)影響油的高頻性能。因此，在保證油的絕緣性能的前提下，應(yīng)微量地保留油中的酚類和樹脂質(zhì)成分，借以消除油被氧化時(shí)產(chǎn)生的游離基（R）。這些被有意識(shí)地保留下來的微量成分被稱之為油本身自存的天然抗氧劑。第五十六頁，共一百四十五頁。油中的天然抗氧劑數(shù)量有限。為了進(jìn)一步保護(hù)油的特性，延緩油的氧化、劣化進(jìn)程，可在新變壓器油中加人人工抗氧劑。當(dāng)油中的天然抗氧劑耗盡后，人工抗氧劑將繼續(xù)對(duì)油起抗氧化保護(hù)作用。人工抗氧劑品種繁多，主要可分為如下三類：第五十七頁，共一百四十五頁。第一類，如對(duì)經(jīng)基二苯胺、苯基尹一蔡胺等，主要功能是消滅油氧化時(shí)產(chǎn)生的n基，而對(duì)烴類氧化時(shí)產(chǎn)生的烷基過氧化氫(ROOH）的分解則無控制作用；

第五十八頁，共一百四十五頁。第二類，如二乙基對(duì)位苯二胺、4.4一二胺基二硫化物等，主要功能是既能消滅油氧化時(shí)產(chǎn)生的R’基，又能控制油中ROOH的分解，其作用比較全面。

第五十九頁，共一百四十五頁。第三類，如2.6二叔丁基對(duì)甲酚，又稱T501，其作用介于前二者之間，即對(duì)油中的R基有一定的消滅功能，但對(duì)油中ROOH分解的控制作用不大。T501抗氧劑呈白色粉狀晶體，熔點(diǎn)68一70℃，抗氧化作用是中斷油液的連鎖反應(yīng)，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)油的適應(yīng)性良好。目前，在石蠟基變壓器油中，多數(shù)是加入T501抗氧劑。第六十頁，共一百四十五頁。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，油中加人的T501，在油品凈化中易被吸附和分解。故在油務(wù)管理中應(yīng)及時(shí)檢測(cè)油中T501的含量，以便調(diào)整。另外，在油品管理中，油若被金屬成分所污染，油中的銅、鐵等成分含量增高，油將在組合金屬催化作用下急劇地劣化。在這種情況下，油中的T501抗氧劑是無效的，因?yàn)門501不能有效地阻止ROOH的分解。此類被污染油，應(yīng)在凈化后加人第二類抗氧劑較為合適。第六十一頁，共一百四十五頁。目前變壓器油中加人的T501，即2.6二叔位丁基對(duì)甲酚，是屬第3類抗氧劑，其加入量為油重的0.3％一0.5％。正常油中的抗氧劑對(duì)油品有一定的保護(hù)作用，可使油在相當(dāng)長(zhǎng)（幾年）的時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)異常問題。油品中加入人工抗氧劑的缺點(diǎn)是，當(dāng)油品中抗氧劑耗盡后，油的氧化速度將加快，使油品在短期內(nèi)迅速劣化。但油經(jīng)凈化處理后，可再補(bǔ)充抗氧劑，再度使油投入運(yùn)行。第六十二頁，共一百四十五頁。T501抗氧化劑的主要優(yōu)點(diǎn)

l）具有高度的抗氧化性能，能有效地改善油的抗氧化安定性，阻止氧化酸性產(chǎn)物、沉淀物的形成。2）適用范圍廣，對(duì)絕緣油、透平油、新油、再生油、劣化不嚴(yán)重的運(yùn)行油均有效。

3）易溶于油，不產(chǎn)生沉淀，也不影響油的介電性能。4）不溶于水，不吸潮，無腐蝕，沸點(diǎn)高（265℃），不易揮發(fā)，無毒。

第六十三頁，共一百四十五頁。T501添加量的確定

油液的抗氧化安定性和油中T501含量多少密切相關(guān)，當(dāng)含量在1％以內(nèi)時(shí)，油的抗氧化安全性將隨T501含量的增加而增加。

國(guó)產(chǎn)新油中的T501抗氧化劑一般在0.3％一0.5%，含量太高對(duì)抗氧化效果已不明顯。因此，新油和再生凈化后的油中T501的含量應(yīng)不低于0.3%，而運(yùn)行油中T501的含量應(yīng)不低于0．15％。油液經(jīng)過再生凈化后，若其中T501含量不明，其添加量可按0.15％一0.3%，最佳量可通過小型試驗(yàn)確定。第六十四頁，共一百四十五頁。T501的添加條件

T501屬于第三類抗氧化劑，應(yīng)該在誘導(dǎo)期添加才有效，即T501只對(duì)新油和輕度劣化油有效。當(dāng)油的水溶性酸pH<5.0時(shí)，添加效果將不明顯，若此時(shí)測(cè)油中T501的含量，往往在0.1％以下，此時(shí)補(bǔ)加已經(jīng)晚了。遇此情況應(yīng)先進(jìn)行再生凈化，使其達(dá)到如下要求后再添加。

第六十五頁，共一百四十五頁。添加條件如下：

l）油色呈淺黃且透明，小型試驗(yàn)應(yīng)無油泥沉淀和其他不良反應(yīng)。

2）油的水溶性酸pH>5.0。

3）油中無水分、雜質(zhì)、油泥，耐壓在40kV以上（透平油不測(cè)耐壓）。

4）若油液劣化后不滿足前三項(xiàng)條件，絕緣油可采用BZ一4型變壓器油運(yùn)行再生裝置凈化處理。第六十六頁，共一百四十五頁。T501的添加方法當(dāng)油液經(jīng)過再生凈化處理達(dá)到合格要求后，即可按下面方法進(jìn)行添加，為保證藥劑的充分溶解，以免在設(shè)備內(nèi)部（如變壓器線圈、汽輪機(jī)油箱底部等）造成沉積，須采用熱溶解法或再生循環(huán)法。

1）熱溶解法：

①母液配制：利用新油或經(jīng)再生合格的油進(jìn)行配制。先按前述方法確定T501的多少，再取9倍于T501抗氧化劑的油，把油加熱到65—70℃，緩慢加入T501，邊加邊攪拌，使之全部溶解，配成10％的濃溶液―即母液。當(dāng)設(shè)備裝油量較大時(shí)，因需母液量也大，母液配制可分多次進(jìn)行。

②注人母液：待母液適當(dāng)降溫后，再用任一種具有精過濾能力的濾油機(jī)（如ZL型、JL型、BZ一型、TY一11型以及壓力式濾油機(jī)），緩慢將母液注人設(shè)備油箱，使其與設(shè)備中油液混合均勻。

第六十七頁，共一百四十五頁。2）再生循環(huán)法：該方法是直接將T501抗氧化劑加人BZ—4型變壓器油運(yùn)行再生裝置中，和吸附劑混合在一起，隨著油液的再生循環(huán)過程，T501將逐漸溶解，并被帶入設(shè)備油箱，使之均勻混合。

需說明的是，Bz一4型再生凈化設(shè)備內(nèi)的吸附劑雖然會(huì)吸附一部分T501藥劑，但大部分藥劑會(huì)在再生凈化的后期被逐漸解析出來，因此，對(duì)抗氧化效果并無大的影響。第六十八頁，共一百四十五頁?！?.變壓器油的性能及試驗(yàn)一、物理性能二、化學(xué)性能三、電氣性能第六十九頁，共一百四十五頁。一、變壓器油的物理性能

1、顏色、透明度及氣味2、密度3、粘度：運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度、恩氏粘度4、凝點(diǎn)、傾點(diǎn)5、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)及自燃點(diǎn)6、灰分及機(jī)械雜質(zhì)7、界面張力8、苯胺點(diǎn)第七十頁，共一百四十五頁。

1、顏色、透明度

油品的顏色主要是由肉眼觀察判斷的，通?？梢杂^察油的外觀判斷出油質(zhì)的優(yōu)劣。隨著油的逐漸老化，透明度逐漸降低，當(dāng)油中含有水分較多時(shí)，油會(huì)變得很渾濁，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行老化的油，其氣味變得酸辣，變壓器發(fā)生故障后油會(huì)有一種焦臭味。第七十一頁，共一百四十五頁。

2、密度用單位體積內(nèi)油品的質(zhì)量來表示，單位為kg/m3。GB2536—1990《變壓器油》規(guī)定：變壓器油在20℃的密度不大于895kg/m3。第七十二頁，共一百四十五頁。密度是單位體積油品的質(zhì)量。密度影響變壓器油熱傳導(dǎo)率，而且還能確定油品在某些特殊場(chǎng)合是否適用。在嚴(yán)寒條件下，必須確保注油設(shè)備中的水結(jié)成的冰不會(huì)漂浮在油面上引起油面上方的放電，所以一般要求密度不大于895kg／m3。其單位為g/cm3或kg／m3，以p表示。由于油的密度受溫度影響較大，提到密度必須指明溫度。溫度為，℃的密度，以pt表示。我國(guó)統(tǒng)一規(guī)定，石油及其產(chǎn)品20℃的密度為標(biāo)準(zhǔn)密度，以p20表示。第七十三頁，共一百四十五頁。測(cè)定變壓器油的密度在生產(chǎn)實(shí)際中有重要意義。變壓器油的密度與其化學(xué)組成密切相關(guān)。不同產(chǎn)地和廠家的油，密度有明顯的差別；即使同一煉油廠生產(chǎn)的變壓器油，每批的密度也不會(huì)完全相同。例如錦西煉油廠生產(chǎn)的25號(hào)石蠟基變壓器油的p20介于0.840一0.8609g/cm3之間，而克拉瑪依和大港煉油廠的環(huán)烷基變壓器油的p20介于0.860一0.880g/cm3之間。第七十四頁，共一百四十五頁。若變壓器油密度過高，比如高于標(biāo)準(zhǔn)要求的0．895g/cm3，那么當(dāng)油溫低達(dá)0℃及以下時(shí)，它就會(huì)高于冰的密度0.9g/cm3，在極低溫度下運(yùn)行或停放的充油設(shè)備中就有可能出現(xiàn)浮冰。因此，對(duì)于變壓器油來說，只要不影響油的其他性質(zhì)（如閃點(diǎn)）,密度低一些為好，所以油的密度越小越好。第七十五頁，共一百四十五頁。

3、粘度粘度的分類油品的粘溫性粘度、粘溫性與油品化學(xué)組成的關(guān)系第七十六頁，共一百四十五頁。液體受外力作用移動(dòng)時(shí)，分子間會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩擦，表現(xiàn)出具有粘度。從化學(xué)上講，這種內(nèi)摩擦力就是分子間的相互作用力。變壓器油是一種液體，因而也具有粘度這一性質(zhì)。第七十七頁，共一百四十五頁。變壓器油的主要功能之一是通過自身或強(qiáng)制循環(huán)（自然的和強(qiáng)迫的）進(jìn)行傳導(dǎo)散熱，所以變壓器油的粘度不能太高，以免影響變壓器油的有效流動(dòng)和傳熱。粘度是說明變壓器油流動(dòng)性能的指標(biāo)。粘度越低，流動(dòng)性越好，變壓器冷卻效果也越好。油老化時(shí)，粘度會(huì)增高。第七十八頁，共一百四十五頁。變壓器油必須具有合適的高低溫粘度。由于變壓器油的主要作用之一是散熱冷卻，而不是潤(rùn)滑作用，因此變壓器油對(duì)粘度的要求與其他潤(rùn)滑油有所不同，要求其高溫粘度，特別是在變壓器運(yùn)行溫度下的粘度越小越好（變壓器的運(yùn)行溫度一般在60一80℃之間）。這是因?yàn)樽儔浩饔偷恼扯扰c其冷卻作用有一定關(guān)系。粘度越小，其流動(dòng)性越好，越有利于熱量傳遞（傳熱還和密度、比熱容等眾多因素有關(guān)）。變壓器油還應(yīng)具有較低的低溫粘度，以保證變壓器油在寒冷的冬季停用后能正常地啟動(dòng)。第七十九頁，共一百四十五頁。變壓器油粘度的表示方法有多種，現(xiàn)國(guó)標(biāo)規(guī)定的是運(yùn)動(dòng)粘度。國(guó)外尚有采用賽氏、雷氏和巴氏等粘度的，這些粘度也都是條件粘度，可按公式換算為運(yùn)動(dòng)粘度。

運(yùn)動(dòng)粘度又稱動(dòng)粘度或內(nèi)摩擦系數(shù)，是液體的動(dòng)力粘度與同溫度下液體密度的比值。由于粘度受溫度影響明顯．所以捍到粘度時(shí)須指明溫度，并一般均指運(yùn)動(dòng)粘度。其單位為二次方毫米每秒，即mm2/S,lmm2/S=1cSt（厘斯）。第八十頁，共一百四十五頁。

4、凝點(diǎn)、傾點(diǎn)凝點(diǎn)的定義傾點(diǎn)的定義油品的低溫流動(dòng)性與其化學(xué)組成有密切關(guān)系第八十一頁，共一百四十五頁。油品剛好能夠流動(dòng)的最低溫度稱為油品的傾點(diǎn)，而油品不能流動(dòng)的最高溫度稱之為凝固點(diǎn)（簡(jiǎn)稱凝點(diǎn)）。兩者均是衡量油品低溫流動(dòng)性能的指標(biāo)，前者為西方國(guó)家廣泛采用，而后者主要為我國(guó)和俄羅斯及前蘇聯(lián)國(guó)家使用。油品的凝點(diǎn)是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，將試油逐漸冷卻，并將液面傾斜45"，凝固lmin后，油面不再移動(dòng)的最高溫度。油品的傾點(diǎn)是指油品在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，凝為固體后，在室溫下放置55，又熔為液體，發(fā)生流動(dòng)的最低溫度。傾點(diǎn)又稱流動(dòng)點(diǎn)，一般比凝點(diǎn)高2一6℃。第八十二頁，共一百四十五頁。處于凝點(diǎn)的油品其化學(xué)組分不可能都凝固了，而只能是部分凝固。一般說來，變壓器油的凝固只是油品中溶解的百分之幾的石蠟的凝固，大部分其他組分仍是液體或凝膠體。因而，凝點(diǎn)下外觀為固體的油品，實(shí)際上并非真正的固體，可稱之為“視固體”。如油品中很少或幾乎不含石蠟，油品的凝點(diǎn)將是很低的，石蠟基變壓器油的凝點(diǎn)之所以遠(yuǎn)高于環(huán)烷基油的凝點(diǎn)，其道理也正在于此。第八十三頁，共一百四十五頁。

5、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)閃點(diǎn)：相當(dāng)于加熱油品使油蒸汽濃度達(dá)到爆炸下限時(shí)的溫度。燃點(diǎn)：油品在規(guī)定的條件下加熱到能被外部火源引燃并連續(xù)燃燒不少于5秒時(shí)的最低溫度。自燃點(diǎn)：能發(fā)生自燃的最低油溫。第八十四頁，共一百四十五頁。變壓器油的閃點(diǎn)也是一項(xiàng)與安全有關(guān)的指標(biāo)。根據(jù)所使用的儀器和方法分為閉口閃點(diǎn)和開口閃點(diǎn)。同一油品所測(cè)的開口閃點(diǎn)一般較閉口閃點(diǎn)高3一9℃。為保證變壓器的運(yùn)行安全，IEC60296標(biāo)準(zhǔn)要求閃點(diǎn)不低于130℃（閉口），變壓器油閃點(diǎn)高于此值就足以保證安全，因?yàn)樽儔浩饔瓦\(yùn)行溫度一般不會(huì)超過100℃，過分追求高閃點(diǎn)對(duì)實(shí)際使用并無意義。變壓器油閃點(diǎn)還作為檢驗(yàn)油品在貯存和使用過程中有無污染、是否混油的參考依據(jù)。第八十五頁，共一百四十五頁。閃點(diǎn)降低，一般是由于設(shè)備局部過熱造成油熱裂解油中揮發(fā)可燃物質(zhì)所致。閃點(diǎn)測(cè)定可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備嚴(yán)重過熱故障。對(duì)于新設(shè)備及檢修處理后的油，可防止或發(fā)現(xiàn)是否混人了輕質(zhì)餾分的油。

在運(yùn)行過程中，閃點(diǎn)一般變化不大或長(zhǎng)期運(yùn)行后反而會(huì)略有升高。

第八十六頁，共一百四十五頁。

6、灰分及機(jī)械雜質(zhì)灰分是變壓器油中有機(jī)酸金屬鹽含量多少的標(biāo)志。

7、界面張力體現(xiàn)了油中極性物質(zhì)的多少，反映油劣化、污染程度。8、苯胺點(diǎn)

是指試樣油品與等體積的苯胺在相互溶解成為單一液相所需的最低溶解溫度。第八十七頁，共一百四十五頁。變壓器油所含極性物質(zhì)（親水性物質(zhì)）越少，油分子的極性越小，處于界面上的油分子和水分子之間的作用力越小，界面張力就越高。若變壓器油受到了極性物質(zhì)的污染，界面張力就會(huì)有顯著的下降。運(yùn)行中的變壓器油隨著老化產(chǎn)物（有極性的親水物質(zhì)）的不斷增加，界面張力會(huì)越來越低。為了防止運(yùn)行油過度老化引起故障，國(guó)標(biāo)規(guī)定運(yùn)行中變壓器油的界面張力不得低于19mN/m?？梢娊缑鎻埩臉O性物質(zhì)含量多少的角度反映了油品的優(yōu)劣和老化的程度，比酸值從酸性物質(zhì)（也是極性物質(zhì)）含量更能反映老化程度。第八十八頁，共一百四十五頁。第八十九頁，共一百四十五頁。二、化學(xué)性能1.酸值及PH值2.含水量3.氧化安定性

4.腐蝕性硫5、溶解氣體（含氣量）6、糠醛含量7、多環(huán)芳烴含量8、顆粒度第九十頁，共一百四十五頁。1.酸值及PH值中和1g變壓器油的全部游離酸所需的氫氧化鉀毫克數(shù)即為酸值。變壓器油的酸性物質(zhì)包括：油溶性酸和水溶性酸。變壓器油中水溶性酸允許指標(biāo)PH值不低于4.2.第九十一頁，共一百四十五頁。酸值是判斷變壓器油及運(yùn)行中變壓器油含酸性物質(zhì)多少的一個(gè)重要的化學(xué)指標(biāo)。無論是新油固有的酸性物質(zhì)還是被氧化后產(chǎn)生的有機(jī)酸，都會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞設(shè)備，危及固體絕緣，縮短電氣壽命。酸值為油中無機(jī)酸和有機(jī)酸的總和。水溶性酸或堿是指油中能溶于水的酸或堿，包括無機(jī)酸或堿及低分子有機(jī)酸它的危害比不溶于水的酸堿大。第九十二頁，共一百四十五頁。2.含水量水在變壓器油中的存在狀態(tài)：溶解水、懸浮水、游離水變壓器油中含水量的影響因素水分的來源：內(nèi)部、外部水分的危害第九十三頁，共一百四十五頁。變壓器油應(yīng)當(dāng)盡量不含水分，有關(guān)文獻(xiàn)指出，紙絕緣含水量為2％的老化速度是含水量為0.3％的6一16倍，若含水量為4%，則高達(dá)12—45倍。當(dāng)含水量為0.3％的纖維素絕緣材料若在100℃溫度的情況下，不與空氣接觸，其壽命可達(dá)100年，但含水量為1％時(shí)壽命只有30年。第九十四頁，共一百四十五頁。剛生產(chǎn)的變壓器油一般是不含水分的，變壓器油的水分含量受油中烴類組成成分的影響。芳烴對(duì)水的溶解度最大，且隨溫度的升高而增加，因此環(huán)烷基變壓器油（特別是超高壓變壓器油）由于其芳烴含量高，自然其平衡水含量也高。在注人變壓器時(shí)，由于變壓器油中的水分與周圍空氣的水分是處于動(dòng)平衡狀態(tài)，所以通過普通的干燥系統(tǒng)不能完全清除油中的水分，只有利用真空系統(tǒng)配合吸附劑才能較理想地清除油中的水分。變壓器的微水即含水量要求很嚴(yán)，與油耐壓強(qiáng)度和油老化速度直接相關(guān)，特別是高電壓等級(jí)。測(cè)試時(shí)用電解水消耗的電量來反求所含的水量。第九十五頁，共一百四十五頁。水分來源，一是外部侵人；二是內(nèi)部生成。

充油電氣設(shè)備在運(yùn)輸、安裝過程中如保護(hù)措施不當(dāng)也會(huì)使絕緣受潮。運(yùn)行中如果呼吸系統(tǒng)漏進(jìn)潮氣，水蒸氣也會(huì)通過油面滲人油內(nèi)即油的吸濕性。不同的化學(xué)組成的油質(zhì)，吸收水分的特性可能有數(shù)十個(gè)10一6之差。油內(nèi)芳烴成分愈多，油的吸濕性愈大。油內(nèi)存在某些極性物質(zhì)的分子（如醇、酸、金屬皂化物等）也會(huì)顯著增加油的吸濕性。因此在油老化后吸濕能力會(huì)迅速增大。

第九十六頁，共一百四十五頁。設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生水分。是指固體絕緣材料和變壓器油在運(yùn)行過程中由于氧化或熱裂解作用而生成的水分。

第九十七頁，共一百四十五頁。溶解水是呈分子狀態(tài)的水，借分子間存在的誘導(dǎo)力與分散力溶解于油中。油與潮濕空氣接觸吸收的水分首先形成溶解水。乳化水是指呈微球的乳濁水滴，它們高度分散于油中而不易分離。

游離水是與油有明顯分界面，大都受重力作用沉積在容器的底部或附著在器壁上。

乳化水和游離水的量隨客觀情況而異，在正常運(yùn)行的設(shè)備內(nèi)，一般不存在乳化水和游離水。

上述三種形態(tài)的水分在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。第九十八頁，共一百四十五頁。近年來在發(fā)生的變壓器事故中，匝間短路事故突出，而且多數(shù)是由于進(jìn)水引起。第九十九頁，共一百四十五頁。第一百頁，共一百四十五頁。第一百零一頁，共一百四十五頁。第一百零二頁，共一百四十五頁。3.氧化安定性變壓器油在一定的條件下，抵抗氧化作用的能力稱為抗氧化安定性。變壓器油的氧化過程

誘導(dǎo)期發(fā)展期遲滯期第一百零三頁，共一百四十五頁。4.腐蝕性硫不安定硫化物和游離狀態(tài)的形式存在于油中，通稱為腐蝕性硫。第一百零四頁，共一百四十五頁。5.溶解氣體是指變壓器內(nèi)部以分子狀態(tài)溶解在油中的氣體，油中含氣量（總含氣量），為油中所有溶解氣體含量的總和，用體積百分率表示。油中溶解氣體組分影響油中氣體溶解度的主要因素壓力溫度第一百零五頁，共一百四十五頁。6.糠醛含量是固體絕緣紙板降解（老化）的特征性產(chǎn)物，并且在油中有很好的穩(wěn)定性和很好的積累效果。BS148-1998《變壓器和開關(guān)設(shè)備用未用過的和回收的礦物絕緣油規(guī)范》中要求糠醛含量要小于1.0μg/g.第一百零六頁，共一百四十五頁。7.顆粒度指存在于油品單位體積內(nèi)不同粒徑的固體微粒的數(shù)目濃度。雜質(zhì)顆粒的來源對(duì)變壓器油電氣性能的影響防治污染的措施第一百零七頁，共一百四十五頁。三、變壓器油的電氣性能

1、擊穿電壓2、介質(zhì)損耗因數(shù)3、體積電阻率4、析氣性第一百零八頁，共一百四十五頁。1.擊穿電壓影響變壓器油擊穿電壓的因素水分微量氣泡溫度第一百零九頁，共一百四十五頁。對(duì)變壓器均勻施加電壓，當(dāng)電壓達(dá)到某一值時(shí)，變壓器油將被放電而失去電阻而發(fā)生導(dǎo)電，這一電壓叫做變壓器油的擊穿電壓。常以kV表示。擊穿電壓是衡量電器內(nèi)部耐受電壓而不被破壞的尺度，也是檢驗(yàn)變壓器油性能好壞的主要手段之一。干燥清潔的油品具有相當(dāng)高的擊穿電壓值。第一百一十頁，共一百四十五頁。影響變壓器油擊穿電壓的主要因素有水分、雜質(zhì)等。變壓器油的擊穿電壓是靠有烴類分子的非離子性來維持的，但當(dāng)油中含有游離水、溶解水或固體污染物時(shí)，由于這些雜質(zhì)都具有比油本身大的電導(dǎo)率和介電常數(shù)，它們?cè)陔妶?chǎng)作用下會(huì)形成導(dǎo)電橋路，從而降低油的擊穿電壓。應(yīng)該說此試驗(yàn)可以判斷油中是否存在有水分、雜質(zhì)和導(dǎo)電微粒，但它不能判斷油品是否存在酸性物質(zhì)或油泥。一般要求新變壓器油電氣強(qiáng)度不小于35kv/2.5mm，經(jīng)過真空過濾脫氣加入變壓器前，其電氣強(qiáng)度能達(dá)到70kV/2.5mm第一百一十一頁，共一百四十五頁。2.介質(zhì)損耗因數(shù)反映油中泄露電流引起的功率損耗，用來判斷變壓器油的劣化與污染程度。影響變壓器油tgδ因素

電壓和頻率溫度水分油的凈化程度和老化深度第一百一十二頁，共一百四十五頁。在高場(chǎng)強(qiáng)下，變壓器油不僅通過電容電流，還通過電導(dǎo)電流和極化電流，消耗有功功率，這種現(xiàn)象被稱為變壓器油的介質(zhì)損耗。衡量變壓器油介質(zhì)損耗的大小常用介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ。第一百一十三頁，共一百四十五頁。電容電流的相位比電壓超前900，而由電容電流、電導(dǎo)電流和極化電流三者構(gòu)成的總電流不是超前900

，只是超前900

一δ，即滯后于電容電流δ度角。δ被稱為介質(zhì)損失角，其正切tanδ為有功電流與無功電流的比值，稱為介質(zhì)損耗因數(shù)。由于tanδ的值通常很小，習(xí)慣上以百分?jǐn)?shù)表示，常簡(jiǎn)稱為“介損”。

第一百一十四頁，共一百四十五頁。介質(zhì)損耗因數(shù)主要是反映油中泄漏電流引起的功率損耗。根據(jù)介質(zhì)損耗因數(shù)的大小來判斷變壓器油的劣化與污染程度。對(duì)于新油而言，介質(zhì)損耗因數(shù)只能反映出油中是否含有污染物質(zhì)和極性雜質(zhì)，而不能確定存在于油中極性雜質(zhì)的類型。一般來講，新油的極性雜質(zhì)含量甚少，所以其介質(zhì)損耗因數(shù)也很小。但當(dāng)油氧化或過熱而引起劣化時(shí)，或混人其他雜質(zhì)時(shí)，隨著油中極性雜質(zhì)或充電的膠體物質(zhì)含量增加，介質(zhì)損耗因數(shù)也會(huì)隨之增加。第一百一十五頁，共一百四十五頁。一般變壓器油經(jīng)過真空過濾脫氣加人變壓器前，其介質(zhì)損耗因數(shù)都能達(dá)到0.001以下。

介質(zhì)損耗因數(shù)的大小對(duì)判斷變壓器油的劣化與污染程度是很敏感的。在油的老化產(chǎn)物甚微時(shí)，介質(zhì)損耗因數(shù)就增大。油的介質(zhì)損耗因數(shù)除與電壓、頻率及所用測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)特性等有關(guān)以外，還隨著溫度而變化，因介質(zhì)的電導(dǎo)率隨溫度升高而增大，泄漏電流和介質(zhì)損耗因數(shù)也會(huì)增加。

第一百一十六頁，共一百四十五頁。3.體積電阻率是試樣內(nèi)的直流電場(chǎng)強(qiáng)度除以穩(wěn)態(tài)電流密度所得的值，實(shí)際上可看成是一個(gè)單位立方體的體積電阻。在直流電壓作用下，變壓器油內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)電流密度之比。體積電阻率的單位為Ω·m或Ω·cm。

第一百一十七頁，共一百四十五頁。介質(zhì)損耗因數(shù)反映的是交變電場(chǎng)下電導(dǎo)電流、極化電流二者相對(duì)電容電流的比例關(guān)系。而體積電阻率反映的是直流電場(chǎng)下電導(dǎo)電流的大小。在施加直流電場(chǎng)的短時(shí)間內(nèi)（約lmin),極化電流在電導(dǎo)電流的基礎(chǔ)上先上升而后下降，最后消失（即電極板上極化電荷量不再變化），僅剩下電導(dǎo)電流。由這一機(jī)理可以看出，電阻率極大（電導(dǎo)電流極?。┑淖儔浩饔停部赡軙?huì)有較大的損耗（當(dāng)然更多的情況下是電阻率大、介損?。?。第一百一十八頁，共一百四十五頁。油的體積電阻率與介損關(guān)系為tanδ是介質(zhì)損耗因數(shù)；p是體積電阻率，

ε是油介電常數(shù)，取2一2.5。

第一百一十九頁，共一百四十五頁。影響變壓器油體積電阻率的因素雜質(zhì)溫度第一百二十頁，共一百四十五頁。變壓器油精制深度越深，絕緣性越好，體積電阻率就越高。影響體積電阻率的因素很多，當(dāng)有雜質(zhì)離子混人及受潮時(shí)，將使體積電阻率大大降低；溫度對(duì)體積電阻率影響也很大，這是因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，形成介質(zhì)漏導(dǎo)的離子數(shù)及離子移動(dòng)的速度增大，體積電阻率隨之下降。第一百二十一頁，共一百四十五頁。4.析氣性

變壓器油在受到強(qiáng)度足以引起油、氣交界中的氣體相放電的電場(chǎng)作用時(shí)，變壓器油本身表現(xiàn)出吸收或放出氣體的現(xiàn)象，稱作變壓器油的析氣性，又稱氣體穩(wěn)定性。變壓器油的放氣和吸氣過程影響變壓器油析氣性的因素析氣性對(duì)變壓器油的影響研究變壓器油析氣性的意義第一百二十二頁，共一百四十五頁?！?.變壓器油的老化和污染一.老化機(jī)理

二.污染三.變壓器油老化對(duì)其相關(guān)性能的影響四.油品老化對(duì)變壓器運(yùn)行的影響五.變壓器油的防劣措施和維護(hù)

TPRI第一百二十三頁，共一百四十五頁。一、老化機(jī)理1、變壓器油的熱氧老化2、變壓器油的電氣老化3、氧化產(chǎn)物4、影響因素第一百二十四頁，共一百四十五頁。1、熱氧老化1）過氧化理論

R+O2——RO2（過氧化物）

RO2+R`——RO+R`O2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論鏈的引發(fā)階段

RH——R`+H`第一百二十五頁，共一百四十五頁。即油在外界條件作用下會(huì)劣化產(chǎn)生游離基，但油中的抗氧劑能消滅游離基。因此，油質(zhì)不會(huì)迅速劣化，油的性能在此階段也比較穩(wěn)定，這是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)（若干年）的時(shí)期。

鏈的發(fā)展階段鏈的終止階段第一百二十六頁，共一百四十五頁。2、電氣老化

是指變壓器油在運(yùn)行過程中由于電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電弧或者電暈等游離放電的電離作用，導(dǎo)致液體電介質(zhì)電性能或物理、化學(xué)性能逐漸變壞的過程。主要是由于電介質(zhì)內(nèi)部微觀游離放電、熱效應(yīng)等對(duì)變壓器油的作用和影響造成的；第一百二十七頁，共一百四十五頁。3、氧化產(chǎn)物酸性產(chǎn)物中性產(chǎn)物