石蜡基变压器油析气性改进研究

邓诗铅+王泽爱+黄小珠+黄波

摘要：析气性是特殊变压器油关键性能之一，文章研究了烷基苯、合成酯、A和B四种物质及其用量对石蜡基变压器油析气性改进效果的影响。结果表明：相同加量下B的改进效果最优，其次是A、烷基苯和合成酯。0.3% B和10% 烷基苯复合使用时不仅显著改善石蜡基变压器油的析气性能，且其他性能完全满足GB 2536-2011的指标要求。

关键词：变压器油；石蜡基础油；析气性

中图分类号：TE626.3文献标识码：A

0引言

变压器油的析气性是指在高压电场作用下，变压器油中的烃分子发生物理、化学变化时出现的吸气或放气特性，这与不同类型变压器油的化学组成有密切关系[1-2]。芳香烃和不饱和烃吸收气体，而环烷烃和链烷烃放出气体，但环烷烃放气量相对链烷烃较小。变压器油使用中放出的气体以游离状态的氢气泡存在，即气穴，危及电气设备的安全运行。特别是近年来，随着输变电系统等级向高电压、大容量、低损耗方向发展，500 kV以上的高压转输电缆和高电压大容量变压器相继投入使用，对变压器油的析气性提出了更高要求[3]。中海油能源发展惠州石化分公司以加氢尾油为原料，采用Chevron公司加氢异构脱蜡和加氢精制技术，主要生产Ⅱ类和Ⅱ+加氢基础油，主产品为60N、100N、150N和220N。其中60N具有优良的高低温性、热稳定性和氧化安定性等特性，是配制变压器油的优质基础油。60N的石蜡基特性决定了以其为基础油调配的-30 ℃变压器油析气性值偏大，一定程度上限制了在超高压电气绝缘设备上的使用。

本文研究了烷基苯、合成酯、A和B共四种物质对60N为基础油的-30 ℃变压器油析气性的改进效果，同时考察了其对变压器油其他性能的影响。

1.实验

1.1主要实验原料与试剂

（1）-30 ℃变压器油，中海油能源发展惠州石化分公司生产。

（2）烷基苯、合成酯、A和B四种物质中，B为固态，熔点80～82 ℃。烷基苯、合成酯和A三种物质的一般理化性能见表1。

（3）试剂包括1，1，1—三氯乙烷，邻苯二甲酸二丁酯，正庚烷、丙酮、石油醚等，均为分析级。表1一般理化性质

项目密度（20℃）/g·cm-1黏度（100℃）/mm2·s-1闪点（开口）/℃倾点/℃酸值/mgKOH·g-1烷基苯0.864.3220-530.01合成酯0.922.3180-500.09A0.904.6222-390.05

1.2主要实验仪器

（1）变压器油析气性测定仪，型号TP575，北京时代新维测控设备有限公司生产；

（2）变压器油氧化安定性测试仪，型号TP622，北京时代新维测控设备有限公司生产；

（3）变压器油全自动张力测试仪，型号SCZL203，深圳海盛康科技有限公司生产；

（4）绝缘油介电强度测试仪，型号SCJD901，深圳海盛康科技有限公司生产；

（5）变压器油介损及体积电阻率测试仪，型号SCJS601，深圳海盛康科技有限公司生产；

（6）其他实验仪器包括黏度测定仪、水分测定仪、加热套、脱水过滤设备等。

1.3实验样品的制备

将烷基苯、A和B以不同剂量加入-30 ℃变压器油中，加热至60 ℃左右，搅拌溶解至透明液体，然后过滤即得样品。

1.4析气性指标的确定

项目GB 2536-2011指标-30℃变压器油+复配剂-30℃变压器油实验方法功能特性倾点/℃≤-30-46-44GB/T 3535运动黏度/mm2·s-1[5]GB/T 26540℃≤129.709.68-30℃≤1800658.8457.3 水分含量/mg·kg-1≤3023.619.4GB/T 7600击穿电压（处理前）/kV≥3042.743.4GB/T 507密度（20℃）/kg·m-3≤895827.6827.0SH/T 0604介质损耗因数（90℃）≤0.0050.00150.0012GB/T 5654精制稳定特性外观清澈透明，无沉淀物或悬浮物目测酸值/mgKOH·g-1≤0.01≤0.01≤0.01SH/T 0836水溶性酸碱无无无GB/T 259硫含量（质量分数），%无通用要求<0.001<0.001SH/T 0689界面张力/mN·m-1≥4053.352.7GB/T 6541腐蚀性硫非腐蚀性非腐蚀性非腐蚀性SH/T 0804抗氧化添加剂含量（质量分数），%≤0.080.0290.03[5]SH/T 0802含微量抗氧化添加剂油（T）2-糠醛含量/mg·kg-1≤0.1未检出未检出NB/SH/T 0812运行特性氧化安定性（120℃）试验时间：（T）总酸值/mgKOH·g-1≤1.20.050.029NB/SH/T 0811含微抗氧化添油泥（质量分数），%≤0.80.250.015 加：332h介质损耗因数（90℃）≤0.50000.1290.020GB/T 5654析气性/μL·min-1无通用要求4.4935.11SH/T 0810健康安全环保闪点（闭口）/℃≥135176.0181GB/T 261稠环芳烃（PCA）含量（质量分数），%≤30.12<0.10NB/SH/T 0838多氯联苯（PCB）含量（质量分数），%检测不出检测不出检测不出SH/T 0803

由表5可知，加入复配剂前后-30 ℃变压器油都满足GB 2536-2011指标要求。加入复剂后油品的抗析气性能显著提高，抗氧化性能略有降低，其他性能变化很小。目前，烷基苯约1.4万元/吨， A物质约4万元/吨，B物质约0.6万元/吨，-30 ℃变压器油约0.9万元/吨。如果单独使用烷基苯或A，其加量大于20%才能达到析气性的指标要求，将大幅度提高-30 ℃变压器油的成本；B与烷基苯复配时增加的成本最低，约0.95万元/吨。

3结论

（1）在-30 ℃石蜡基变压器油中加入相同剂量的合成酯、B、A和烷基苯，析气性的改进效果为合成酯<烷基苯

（2）B 0.3%， 烷基苯10%复配加入到-30 ℃石蜡基变压器油中显著提高析气性能，对抗氧化性能有一定程度的负面影响，但实测值仍远优于GB 2536-2011指标要求。且其经济性最佳，增加成本约0.05万元/吨。

参考文献：

[1] 郝有明，温念珠，范玉华，等.电力用油（气）实用技术问答[M].北京：中国水利水电出版社，2002：62-63.

[2] 凌愍.变压器用油的析气性问题[J].电力设备，2005，6（1）：12-15.

[3] 祁炯. 500kV 超高压用油析气性能分析[J].安徽电力，2003（3）：54-55.

收稿日期：2014-04-02。

作者简介：邓诗铅，油品化工（见习）工程师，2009年毕业于后勤工程学院应用化学专业，工学学士，现从事润滑油新产品开发工作。E-mail：dengshq@cnooc.com.cn2014年10月Oct.2014润 滑 油LUBRICATING OIL第 29卷 第5期 Vol.29，No.5