换油对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响及修正

林元棣 廖瑞金 张镱议,2 柳海滨

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室 南宁 530004）

换油对变压器油中糠醛含量和绝缘纸老化评估的影响及修正

林元棣1廖瑞金1张镱议1,2柳海滨1

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室 南宁 530004）

为研究现场变压器换油后油中糠醛的变化规律及换油对使用油中糠醛评估绝缘纸老化的影响，在实验室对油纸绝缘样品进行130℃加速热老化，在老化的前、中、后期分别换油，对比换油前、后油中糠醛的含量。结果表明，换油后，油中糠醛大量损失；换油前、后油中糠醛含量的差值随老化时间的加长而逐渐减小；不考虑换油，直接使用油中糠醛评估绝缘纸老化会使评估结果偏高，误差在换油后初期尤其显著。定义在相同的老化时间换油后与换油前油中糠醛的比例为修正函数，研究了修正函数的变化规律，并用其对换油后油中糠醛进行修正。结果表明，使用修正函数可以有效改善换油后绝缘纸老化程度的评估效果。研究了修正函数向现场运行温度推广的方法，以利于现场变压器换油后的糠醛修正。

变压器 油纸绝缘 老化评估 糠醛分析 换油

0 引言

变压器是电网安全运行的核心设备，严重的变压器故障会影响电力系统的供电可靠性，而且更换变压器的经济代价高昂[1-3]。因此，现场变压器要求能够安全可靠地运行几十年。变压器内绝缘，即绝缘油和绝缘纸组成的复合绝缘系统问题是引发变压器故障的重要原因。变压器油纸绝缘系统在长期运行过程中受到电、热等多种因素的综合作用而发生不可逆的劣化[4-8]。对变压器内绝缘老化状态的可靠评估，有助于及时发现潜在的绝缘缺陷和故障风险，因此可以有效地保证变压器的可靠运行[9]。

由于变压器绝缘纸难以取样，现有的方法往往通过溶解于绝缘油中的物质间接评估变压器固体绝缘状态。典型的评估方法包括绝缘油中水分、酸值分析及油中溶解气体分析和糠醛分析等[10]。其中，油中糠醛分析被认为可以准确反映绝缘纸的老化程度。糠醛是绝缘纸劣化过程中纤维素分子链断裂产生的一种呋喃类物质[11,12]。产生的糠醛会向绝缘油中扩散，直至在油纸间平衡分布，因此绝缘油中的糠醛含量与绝缘纸的老化程度密切相关。目前各国学者对油中糠醛含量与绝缘纸聚合度（Degree of Polymerization, DP）的关系进行了大量的研究，发现油中糠醛含量的对数值与绝缘纸聚合度具有良好的负线性关系[13-17]。因此，根据油中糠醛的含量，可以推断绝缘纸的聚合度。然而，现有的研究成果是建立在实验室条件下对油纸绝缘样品进行加速热老化得到的，没有考虑现场变压器可能出现的换油情况。

现场变压器在运行过程中，当绝缘油劣化到一定程度，往往采取换油措施，用新油彻底更换老化的绝缘油。在换油过程中，溶解在绝缘油中的糠醛也随之被清除，给使用油中糠醛评估绝缘纸老化带来困难，故现场往往采用统计方法研究现场变压器油中糠醛与变压器老化状态的对应关系[18,19]。为排除现场换油的干扰，更好地将实验室建立的糠醛与聚合度的关系用于现场分析，N. Lelekakis等对一台使用了47年，因故障退出运行的变压器进行研究，分析了该变压器在一次换油前后油中糠醛的差值，并以此差值作为修正值，提供了一种消除换油带来的油中糠醛影响的方法[20]。但是，该研究仅仅局限在一台特定变压器在特定的老化状态进行换油前后油中糠醛含量的变化，缺乏对普遍规律的研究，因而难以推广。

本文在实验室条件下对油纸绝缘样品进行加速热老化试验，并且在老化的不同阶段对样品进行模拟换油，分析对比换油前后在相同的老化时间点油中糠醛的含量，评估换油对油中糠醛含量及绝缘纸聚合度评估的影响。在此基础上，提出油中糠醛换油修正函数，并给出使用修正函数后的绝缘纸聚合度评估效果。最后，提出一种将实验室建立的油中糠醛换油修正函数推广到现场运行温度的方法，为工程应用提供理论参考。

1 试验步骤

现场变压器在运行温度下老化十分缓慢，绝缘纸降解产生糠醛含量有限，并且一般情况下不允许吊芯取绝缘纸样品进行聚合度测试。因此建立油中糠醛与聚合度的关系通常在实验室模拟进行。本试验在实验室中使用老化箱进行130℃加速热老化试验。为更好地进行说明，现将现场变压器与试验中油纸绝缘样品的老化、检测和换油进行对比，如图1所示。

图1 现场变压器和实验室样品运行检测示意图Fig.1 Schematic diagrams of operation and test for field transformers and experimental samples

现场变压器通常经过若干年的运行，在检修时进行各项理化、电气特性检测，如果绝缘油性能劣化到一定程度，会进行换油。整个过程在运行温度下进行，为简化问题，图1中以60℃为例，认为现场变压器的运行、检测和换油温度保持60℃稳定。

实验室中为缩短试验周期，以130℃的加速热老化过程代替现场变压器60℃的运行过程，这样就可以用几十天的时间实现现场变压器几十年的老化。但是，不同温度下糠醛在绝缘油和绝缘纸之间的分布比例是不同的，因此为准确获得适于现场变压器油中糠醛与聚合度的关系，取样检测必须在运行温度即60℃下进行。另外，由于从130℃的热老化温度到60℃取样检测温度，油纸间糠醛会重新扩散达到新的平衡状态。因此在老化和取样间加入一段时间的60℃恒温静置过程，保证糠醛扩散充分。

1.1 样品预处理与加速热老化

试验材料为克拉玛依25号矿物油和普通纤维素绝缘纸，油纸质量比例为10∶1。样品预处理的步骤为：①将油和纸分别在真空箱中90℃下干燥48h；②将真空箱温度调至60℃，将绝缘纸在绝缘油中真空浸渍24h；③将油纸绝缘样品放入若干500mL的磨口玻璃瓶中，每个玻璃瓶含500mL绝缘油和43g绝缘纸，为使老化试验尽量接近实际情况，在每个玻璃瓶中放入适量铜片；④将所有装有油纸绝缘样品的玻璃瓶放入真空箱中抽真空，然后注入高纯氮气，最后在氮气环境中加盖密封。

样品预处理完成后，将所有含油纸绝缘样品的密封玻璃瓶放入130℃老化箱中进行加速热老化试验。每隔5天，取出一部分玻璃瓶取样检测糠醛或进行换油操作。

1.2 恒温静置与取样检测

老化过程中每隔5天，取出一部分玻璃瓶，转移到60℃的恒温箱中，静置5天，保证糠醛在油纸间重新分布充分。恒温静置后，将玻璃瓶解除密封，使用5mL注射器取绝缘油样30mL装入棕色瓶中，以防止油中糠醛见光分解。使用高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）检测绝缘油中的糠醛含量。同时根据老化的不同阶段，取一定质量的绝缘纸，使用铜乙二胺溶液溶解，采用黏度法检测其聚合度。建立油中糠醛与绝缘纸聚合度的关系。

1.3 换油

试验中选取三个不同的换油时间点，分别在老化第5、15和25天进行换油。换油前将玻璃瓶放入60℃的恒温箱中静置5天。在换油前准备新油在90℃下真空干燥2天。恒温静置结束后，使用干燥的新油代替玻璃瓶中的老化油。然后将玻璃瓶放入真空箱抽真空并充入氮气后密封。将换油后的油纸绝缘样品放入130℃老化箱继续老化，每隔5天取样检测油中糠醛含量，观察换油对油中糠醛含量的影响。

2 试验结果与数据分析

2.1 换油后糠醛在新油中的扩散

绝缘纸的老化产生糠醛，并向绝缘油中扩散。对长期运行的变压器，糠醛在绝缘油和绝缘纸间的扩散达到平衡状态。换油过程中，油中糠醛被清除，更换的新绝缘油中不含糠醛，因此绝缘纸中的糠醛会向油中扩散，直到形成新的平衡状态。使用糠醛评估绝缘纸的老化应当在糠醛扩散完成、油中糠醛含量稳定后进行。本试验将换油后的新油纸系统置于60℃恒温箱中，每隔一段时间取油样测油中糠醛含量，分析糠醛在新油中的扩散情况。测试结果如图2所示。

图2 换油后油中糠醛扩散过程Fig.2 Furfural diffusion process after oil replacement

糠醛在新油中的扩散呈现先快后慢的趋势，对图2中的数据进行拟合，得式中，C2FAL(t)为换油后经过扩散时间t后油中糠醛的含量；a、b和τ 均为与扩散过程有关的常数，拟合结果见表1。分析拟合结果，可以得到各参数的物理意义。

表1 糠醛扩散过程拟合结果Tab.1 Fitting results of furfural diffusion process

令扩散时间t=0，则

因此，a+b表示换油刚刚完成，绝缘纸中的糠醛尚未向新油中扩散时油中糠醛的含量。理论上，刚换的新油中不含糠醛，即a+b=0，而本试验中为0.097。新油中的糠醛主要来源于两方面，首先是吸附在绝缘纸表面的绝缘油很难通过换油除去，这部分老化油含有糠醛；另外，试验容器内壁残存的少量绝缘油中也含有糠醛。这两部分残油中的糠醛在换油后迅速溶入新油，造成新油的初始糠醛浓度不为0。

再令扩散时间t = ∞，则

因此，a表示换油后经过充分长的时间，新油中糠醛含量达到稳定后油中糠醛的含量，本试验中a=0.172 8，定义换油后糠醛的残留率R为

式中，C0为换油前油中糠醛含量，本试验中为1.03mg/L，则可以算出换油后糠醛的残留率为16.78%。此结果与N. Lelekakis等学者对一台现场变压器换油前后油中糠醛含量变化情况的研究结果大致相符[20]。

使用糠醛评估绝缘纸的老化应当在油中糠醛含量稳定后进行。令式（1）中的C2FAL(t)为理论上糠醛稳定值C2FAL(∞)的98 %，计算得到相应的扩散时间约为96h。即换油后经过四天的扩散，新油中的糠醛可以达到理论稳态值的98%，可以认为扩散基本完成。因此，在试验中选择120h作为糠醛扩散时间，可以充分保证试验结果的可靠性。

2.2 油中糠醛与绝缘纸聚合度的关系

老化试验共进行35天，取样间隔为5天，老化过程中绝缘油的颜色变化如图3所示。可以发现，随着老化的进行，绝缘油的颜色由无色逐渐变为浅黄、橙红，直至棕褐色，表明绝缘油的老化程度不断加深。

图3 老化过程绝缘油颜色变化Fig.3 Change of oil color during thermal aging

老化过程中每隔5天测绝缘油中糠醛含量和绝缘纸的聚合度，得到油中糠醛与绝缘纸聚合度的关系，如图4所示。显然绝缘纸的聚合度与油中糠醛含量的对数值呈良好的线性关系，通过拟合可得到两者的关系如式（5）所示，拟合优度为0.841 5。

式中，DP为绝缘纸聚合度。

式（5）可以用来评估变压器绝缘纸的老化，但前提是变压器没有经过换油。经过换油处理的变压器，在使用油中糠醛评估绝缘纸聚合度时，应对式（5）进行修正，消除换油造成油中糠醛损失带来的误差。

图4 绝缘纸聚合度与绝缘油中糠醛的关系Fig.4 The relationship between DP of insulation paper and furfural of insulating oil

2.3 换油对油中糠醛含量和老化评估的影响

加速热老化试验共进行35天，老化过程在3个不同换油时间点进行一次换油，分别为老化第5天（DP=642.48）、老化第15天（DP=434.90）和老化第25天（DP=362.89），相应地代表在老化的前期、中期和后期换油。换油后继续老化，测量换油前后相同的老化时间点油中糠醛的含量，分析换油对油中糠醛含量的影响，结果如图5所示。

图5 换油对油中糠醛含量的影响Fig.5 Effects of oil replacement upon furfural content in oil

根据图5可知，换油会造成油中糠醛含量的减少，在不同的老化阶段，换油对油中糠醛含量的影响不同。换油的时间点越早，则对油中糠醛含量的影响越小，比如在老化前期（第5天）换油，则在之后的整个老化过程中，换油样品与不换油样品的糠醛含量差距不大。这是因为在老化前期，绝缘纸降解程度轻微，产生并溶于油中的糠醛较少，因而此时换油，对糠醛含量的损失也较小，从老化的全程来看影响不大。而在老化后期（第25天）换油，在之后的老化过程中，换油样品与不换油样品油中糠醛有明显差异。这是因为老化后期，绝缘纸劣化产生并溶于油中的糠醛浓度已经很大，因而此时换油会造成糠醛含量较大的损失，并且难以恢复。

换油后油中糠醛含量减少，因而会影响绝缘纸聚合度的评估结果。图6中的曲线显示了不考虑换油，直接使用油中糠醛含量代入式（5）得到的绝缘纸聚合度与实测聚合度的差异，可以直观显示换油对绝缘纸老化评估的影响。

图6 换油对使用油中糠醛评估绝缘纸老化的影响Fig.6 Effects of oil replacement upon estimation of paper degradation based on furfural in oil

由图6可知，当老化全程不换油时，采用式（5）能够较准确地评估绝缘纸聚合度，而换油之后，直接用油中糠醛代入式（5）会使评估结果偏高。在不同老化阶段换油，评估结果偏差的程度也不同。在老化前期换油，偏差最小，且偏差主要出现在刚刚换油后的时间段，随着老化时间的加长，偏差逐渐减小。在老化后期换油，造成的评估偏差最大，虽然偏差随着老化的进行略有减小，但仍然会使DP评估结果明显高于实际值。

2.4 油中糠醛换油修正函数

图5和图6表明，油纸绝缘系统在换油后，不能再使用现有的糠醛-聚合度关系评估绝缘纸老化，否则会使DP评估结果高于实际值，不能充分显示绝缘老化的严重程度。因此，需要将换油因素考虑到式（5）中，得到

式中，y(δ )为修正函数，δ 为换油后经过的时间，其计算式为

即在换油前，修正函数的值为1，式（6）转化为式（5）；在换油之后，修正函数表示换油前后相同的时间点油中糠醛含量的比值。现场变压器换油后，由于新油电导和损耗较低，绝缘温升降低，能够在一定程度上减缓绝缘纸老化的速度。但由于换油不能除去纸中吸附的加速老化的小分子酸，因此换油对绝缘纸老化抑制效果不明显[21]。式（7）采用未换油时测量出的糠醛含量作为基准值，进行换油后油中糠醛含量的修正，可以满足精度要求。

根据图5的测试结果，在三个不同的老化时间点进行换油后，y(δ )具有随时间增大而逐渐减小的趋势，因此拟合函数为

式中，r、k和τ 为常数。

将三个不同的换油时间点换油后的y(δ)进行比较，如图7所示。y(δ )中的参数拟合结果见表2。

图7 油中糠醛修正函数的取值Fig.7 Values of furfural content modification function

表2 换油后油中糠醛含量修正函数拟合结果Tab.2 Fitting results of furfural content modification function after oil replacement

根据图7的结果，可以看出修正函数具有以下几点规律。

（1）在刚刚换油后（δ = 0），三个修正函数的取值几乎一样。即式（8）中的r+k取值是一个与换油时间点无关的常数。这是因为δ =0时，y(δ )实际上表示换油结束后油中糠醛的残余率，如式（4）所示。糠醛残余率只与绝缘纸表面和容器内壁残余的老化油量有关，因此不受到换油时间选择的影响。

（2）换油后，油中糠醛修正函数的取值均随时间逐渐增大。这表明，换油对油中糠醛损失的影响随时间的推移而逐渐减弱，即换油前后油中糠醛的差异并不会始终维持不变，而会逐渐减小。另外，y(δ )的增长速度与换油时间的选择有关，换油时间点越早，则y(δ )的增长越快，这可以通过式（8）和表2中τ 的数值体现。这说明，换油越早，则换油对油中糠醛含量的影响越快消除；换油越晚，这种影响越不容易消除。

（3）换油后经过足够长的时间，修正函数的值趋于一个小于1的常数，即式（8）中r的取值。这表明，尽管换油对油中糠醛的影响会逐渐减弱，但不会消失，换油后油中糠醛始终小于相同时间点不换油样品的糠醛含量。另外，修正函数最终的稳定值与换油时间点有关，换油越早，稳定值越高；反之则越低。这也是因为换油越早，则油中糠醛的损失程度越小，因此恢复程度越高。

2.5 使用油中糠醛换油修正函数评估绝缘纸老化

根据在油纸绝缘系统老化过程中是否进行换油，采用相应的方法评估绝缘纸老化。如果老化全程没有换油，则可直接使用式（5）估算聚合度；如果老化过程中进行了换油，则应根据具体换油时间使用式（6）估算聚合度。图8显示了使用油中糠醛换油修正函数评估绝缘纸聚合度的结果。

图8 使用油中糠醛换油修正函数评估绝缘纸聚合度的结果Fig.8 DP estimation of insulation paper based on furfural modification function

对比图8和图6的评估结果可以发现，使用油中糠醛换油修正函数对油中糠醛含量进行修正后，可以显著提高绝缘纸聚合度评估的准确性，尤其改善了换油结束初期评估结果误差较大的问题。避免了不考虑换油因素导致的绝缘纸聚合度评估结果偏高，因而可及时发现绝缘纸的劣化问题。

3 糠醛换油修正函数的现场应用

3.1 修正函数在变压器运行温度下的推广

本试验中获得的油中糠醛换油修正函数可以有效地消除换油造成的油中糠醛损失，进而提高使用油中糠醛评估绝缘纸聚合度的准确性。但是，现场变压器的运行条件比实验室条件复杂很多，尤其是运行温度要远低于实验室130℃的加速热老化温度。而本试验中建立的换油修正函数，即换油后与换油前糠醛含量的比值随老化时间的关系，是在130℃下建立的。因此，要推广到现场变压器，需要将修正函数推广到运行温度。

绝缘纸在恒定温度下的老化，符合阿伦尼乌斯方程[22]，即

式中，A为环境因素决定的常数；E为化学反应活化能（J/mol）；R为理想气体常数，R=8.314J·mol-1·K-1；T(τ )为温度（℃）；t为老化时间；DPt和DP0分别为老化t时间后的绝缘纸聚合度和初始聚合度。

由于糠醛的产生对应于绝缘纸的降解，即聚合度的下降，因此，只需得到相同聚合度下降程度时，与实验室温度下的老化时间相对应的现场运行时间，就可以将油中糠醛换油修正函数推广到现场运行温度。假设换油后现场运行时间为θ，运行温度T(τ )随负荷变化而变化，则根据式（9），现场运行时间与实验室130℃老化t时间的绝缘老化效果相同时，可以表示为

由于现场变压器温度的监测并非是连续的，而是给出一个时间段的温度。例如，现场变压器温度记录为每日温度，则可以将式（10）中的积分简化为求和形式，得到现场运行时间为θ 天对应的130℃等效老化时间为

式中，T(i)为第i天的变压器温度。根据A. M. Emsley等的研究[23]，E=(111 000±6 000)J/mol。

使用式（11）的结果可得到在现场变压器运行温度下，换油后经过θ 天运行，油中糠醛含量的修正函数为

根据式（12）可对经过换油并运行一段时间后的现场变压器的油中糠醛含量进行修正。进而实现对现场变压器固体绝缘老化程度的准确评估。

3.2 修正函数的验证

使用现场数据验证本文建立的糠醛换油修正模型，需要记录变压器的以下数据：换油前的油中糠醛含量、换油后的运行时间、换油后某个时间点的油中糠醛含量及绝缘纸聚合度以及换油后变压器的运行温度。

N. Lelekakis给出了一台现场变压器满足以上条件[20]，现针对该变压器进行分析。该变压器在2004年进行换油，换油前检测油中糠醛含量约为0.95mg/L，换油后继续运行6年至2010年，在2010年检测油中糠醛含量约为1.05mg/L，运行时的平均温度约为60℃。2010年检测到该变压器绝缘纸平均聚合度约350。验证步骤如下。

（1）换油前检测油中糠醛含量为0.95mg/L，代入式（5），计算得到换油时变压器绝缘纸的聚合度为483.70。

（2）根据换油时的聚合度483.7，结合试验中实测聚合度与老化时间的关系，如图8所示，可见对应的130℃老化时间应为15天左右。

（3）本文建立的换油糠醛修正模型分为老化第5、15、25天换油，根据以上分析，应当选择老化15天换油的糠醛修正模型，模型参数见表2。

（4）该变压器换油后的平均运行温度为60℃，换油后运行6年，代入式（12），求得换油6年后油中糠醛含量的修正值为0.324 3。

（5）换油后运行6年，油中糠醛含量为1.05mg/L，先将油中糠醛进行修正，再评估绝缘纸聚合度，如式（6），评估出的绝缘纸聚合度为318.12。

该变压器的实际聚合度平均值约为350，可见采用本文建立的油中糠醛修正模型，能够较为准确地评估该变压器的老化情况。

值得说明的是，现场变压器的差异众多，包括容量、运行环境及使用的绝缘材料等。这些差异会对油中糠醛含量与聚合度的关系造成影响。本文建立的修正方法是基于矿物油、纤维素绝缘纸组成的油纸绝缘样品试验结果提出的，油纸比例为10∶1。针对现场变压器的多样性，可以针对目标变压器，制备相应的油纸绝缘样品，建立适于目标变压器的糠醛换油修正方法。

4 结论

现场变压器经过换油后，油中糠醛含量减少，进而会影响以油中糠醛为基础的固体绝缘老化状态的评估。本文在实验室进行加速热老化试验，在老化不同阶段进行换油，对比换油前后油中糠醛含量，建立油中糠醛换油修正公式，以改进绝缘纸聚合度评估的准确性，并给出了推广到现场变压器的方法，得到的结论主要有以下几点：

1）换油后，绝缘纸中的糠醛会向新绝缘油中扩散直到平衡。换油后检测油中糠醛含量应当在糠醛扩散平衡后进行。

2）忽略换油的影响，直接使用糠醛与聚合度的关系评估绝缘纸的老化状态会使评估结果偏高。换油前后油中糠醛的差值并不是恒定的，而是随着时间的增加逐渐减小，因此不考虑换油因素，直接使用油中糠醛评估老化带来的误差在换油结束初期最大。换油时间的选择对误差影响较大，换油越早，换油造成的评估误差越小；换油越晚，则误差越大。

3）使用油中糠醛换油修正函数可以有效地消除换油对绝缘纸老化评估的影响。修正函数的初始值与换油时间无关，与换油后油纸绝缘系统的残油率有关；修正函数的取值随时间增加，并最终稳定在一个小于1的常数。换油时间越早，则修正函数的取值越快稳定，稳定值越高，说明换油造成的影响越小。

4）根据阿仑尼乌斯方程得到了变压器在运行温度和130℃具有相同老化效果时的等效时间，实现了油中糠醛修正方程在变压器运行温度下的推广形式。

本文提出油中糠醛换油修正方法是基于实验室加速热老化数据得到的，仍然具有一定的局限性，后续工作可从以下几方面开展：

1）绝缘纸为A级耐热，温度高于105℃时的老化速度比温度低于105℃时更快。因此采用更低的老化温度（如90℃）进行人工加速老化试验，得到的结果更符合变压器实际工作条件下绝缘纸的老化。90℃热老化需要的试验周期很长，在老化过程中需要特别注意保持样品的密封性。防止氧气进入样品造成糠醛氧化分解。

2）本文建立的油中糠醛换油修正方法是通过实验室的一次加速热老化试验得到的，并未进行多次重复试验。后续工作可以补充进行多次试验验证结果的重复性，以提高模型的可靠性。

3）本文只提供了一台现场变压器数据验证油中糠醛换油修正方法，后续工作需要更多地收集满足条件的现场变压器数据，在更大范围验证本文建立的糠醛修正模型的实用性。

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（编辑 张洪霞）

Effects and Corrections of Oil Replacement upon Furfural Content in Insulating Oil and Aging Assessment of Insulation Paper of Power Transformers

Lin Yuandi1Liao Ruijin1Zhang Yiyi1,2Liu Haibin1
（1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. Guangxi Key Laboratory of Power System Optimization and Energy Technology Guangxi University Nanning 530004 China）

In order to investigate the changing of furfural content in insulating oil after oil replacement and its effects on insulation paper aging assessment, accelerated thermal aging test of oil-paper insulation samples was conducted at 130℃ in the laboratory. The aged insulating oil was replaced at the early, middle and late aging stages respectively, and the furfural content in oil was compared. The results showed that the furfural content greatly declined after oil replacement. The difference of furfural content in oil before and after oil replacement decreased with aging. If oil replacement was neglected, the aging assessment of paper will cause over-estimation, especially at the early stage after oil replacement. Furfural modification function was defined as the ratio of furfural in oil at the same time point before and after oil replacement. The changing rules of furfural modification function were studied and used to correct the furfural content. It was shown that the modificationfunction could effectively improve the aging assessment results. The furfural modification function was generalized to operation temperature, which can correct the furfural content of in-service transformers.

Transformer, oil-paper insulation, aging assessment, furfural analysis, oil replacement

TM855

林元棣 男，1988年生，博士，研究方向为变压器状态评估与寿命预测。

E-mail： linyuandiintor@163.com（通信作者）

廖瑞金 男，1963年生，教授，博士生导师，研究方向为电气设备绝缘在线监测与故障诊断研究和高电压测试技术。

E-mail： rjliao@cqu.edu.cn

10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.151796

国家创新研究群体基金（51321063）和国家自然科学基金（51277187）资助项目。

2015-10-30 改稿日期2016-04-08