变压器油介损值超标的原因分析及对策探讨

胡湘娥

摘 要：文章首先分析了可能导致变压器油介损超标的各类原因，接着提出防范措施，并就应对介损超标的处理办法进行概述，最后以某台110kV变压器为实例，详细阐述其油处理的过程和工艺。文章的目的是希望为提升变压器运维水平而抛砖引玉。

关键词：变压器油；介损超标；对策

0 引言

变压器的主要绝缘介质是变压器油。变压器油的优劣是通过介损因数来反映的。运行中，我们应定期抽取油样进行介损测试或通过在线检测设备进行观察，当发现介损超标时，应及时进行综合分析，并采取合理、有效的方法来改善油质。

1 变压器油介损超标原因分析

介损指的是交变电场引起的泄漏电流的功率损耗。造成介损超标的因素是多个层面的，既有外部因素，也有内部因素，下面分别予以阐述。

1.1 杂质层面

变压器内部除了变压器油之外，还有固体形式的绝缘材料（如绝缘纸）。这些绝缘材料中含有胶体粒子状（直径在10-9m～10-7m之间）的杂质，随着运行时间的增加，胶体粒子会逐渐析出并发生聚结，进而在重力作用下形成沉淀。虽然这个过程比较慢，但终究是一种非平衡、非稳定态。据相关数据分析，当沉淀物的比例达到0.02%，介质电导会升高几十倍，从而使绝缘油的介损超标。另外，变压器油在运输、加注过程中，难免会混入尘埃颗粒，这也是杂质的来源之一。

1.2 变压器结构层面

变压器器身是全密闭结构，为了减少潜在渗漏点，一些设备厂家取消了净油器（能产生虹吸）配置，这在一定程度上不利于变压器油的稳定。原因是：变压器的绝缘部分或多或少会有水分存在，如配置有净油器，将能在运行中“吸走”这部分水分，从而保证变压器内部绝缘的良好；反之则绝缘能力会下降。

1.3 金属离子层面

变压器本体有不少铜质构件，在运行过程中不可避免地会发生磨损（如油泵轴或叶轮磨损），有的还会产生腐蚀（如裸露铜引线），这样就会有一定数量的铜离子进入到变压器油中。另外，当变压器严重过载，其内部铜质绕组会异常发热，使铜离子熔融到绝缘油中。以上两类情况均会引起变压器油介损升高。

1.4 微生物层面

在变压器安装和大修过程中，如有厌氧、厌光类微生物浸入，则当变压器全部密封后，这些微生物会在变压器油中生长、代谢和繁殖，进而形成微生物胶体。由于这类胶体呈现电的非中性（或正或负），因此会增大油的电导值和电导损耗，也就是增大了介质损耗。根据相关研究，微生物污染程度与油温（负载）有关，一般50℃～70℃范围为微生物的活跃区间。所以，有些介损超标的变压器到了冬季又恢复正常了。

1.5 含水量层面

根据研究，当纯净绝缘油的含水量在40mg/L以下时，油的介损影响不大；当油的含水量超过60mg/L时，介质因数会迅速上升。变压器绝缘油的水分来源：①绝缘材料深层所残留的水分（因经历干燥处理，所以量较少）；②运输、安装过程中保护措施不到位，使绝缘材料再度受潮；③运行中硅胶更换不及时，致使潮气通过呼吸器渗入油面；④如油中存在溶解氧，则当绝缘油温度上升时（伴随负荷上升），会发生化学反应，使油热裂解为有机酸和水。综上，有多种潜在可能会使变压器油的水分超标。

2 防范对策和处理措施概述

2.1 防范对策

管理层面：①加强变压器投运前的全过程（包括制造、试验、运输、安装等环节）油务监督，切实保证新油质量；②投运后严格按照运行规程更换硅胶，操作瓦斯继电器等。技术层面：①大力推行油色谱在线监测，积极推动状态检修；②适时补加T501等抗氧化剂，以延缓油品老化。

2.2 应对介损增大的处理办法

（1）换油。步骤依次为：1）放掉旧油；2）用合格油冲洗变压器内部；3）真空注油。该方法节省停电时间，适用于已运行较长时间、油质已严重劣化的变压器。该方法耗费相对较大，且对环保有消极影响，因此不推荐经常使用。

（2）真空滤油。即利用真空滤油机对油进行加热循环。该方法仅能去除油中的机械杂质、水分以及溶解气体，对有机杂质无能为力。

（3）再生处理。分吸附剂法和硫酸/白土法两类。其中，吸附剂法又细分为接触法和渗滤法。接触法指在油中添加吸附剂，然后搅拌再生；渗透法指利用净化器（装有吸附剂）去渗滤油。吸附剂法一般处理介损超标不严重的油。硫酸/白土法是先用硫酸去除多种老化产物，再用白土去除残留，适用于介损超标严重的油。

3 基于110kV变压器的案例

某省1台110kV主变于2006年7月投产，2012年5月对变压器进行周期试验，情况为：击穿电压61.5kV，微水含量5.0mg/L，油色谱H2含量，介损8.233%。可见，主要呈现的问题是介损明显超标（正常要求≤2%）。

原因排查过程：①在变压器套管、储油柜等处未发现进水迹象，说明变压器密封良好，可排除受潮可能。②由油色谱分析可知，油的理化性能良好，说明油未老化。③先后采用真空滤油机和压力式滤油机进行处理，油的介质变化不大，说明引起介损超标的不是机械杂质。④对变压器吊罩，未发现内部脏污及异物。

由上，我们推断影响该台主变介损数值的主要是溶胶类杂质。因此，选择“真空滤油”+“再生处理”相串联的方法来应对。具体来说，就是选用白色粗孔硅胶作为再生剂，让变压器油先经硅胶渗滤，然后进入真空滤油环节。相关参数设置：油温控制在62℃～67℃，真空度设定-0.08～-0.095MPa，再生-净化时间控制为70h。

治理结果：介损由8.233%下降为1.112%，水分由5.0mg/L下降为4.1mg/L，击穿电压由61.5kV上升到64.2kV，其他如界面张力、闪点、酸值、PH值等均有所改善。变压器的绝缘由此得到全面恢复。

4 结语

针对变压器油介损超标，应首先分析具体原因，然后再采取针对性措施。这样才能兼顾停电时间与处理质量，保证设备的长久安全运行。

参考文献：

[1]程汪刘.110kV主变压器绝缘油介损超标的分析及处理[J].安徽电力，2012（2）：38-39.

[2]杨春.变压器油介损超标原因分析及处理[J].水电与新能源，2013（3）：48-50.

[3]张启华.变压器油介损值增大的原因分析及油的净化处理[J].变压器，2013（9）：173-174 .