关于变压器绝缘电阻逐年降低问题的研究

费驰

摘要：介绍大型电力变压器在运行数年后，变压器的油质理化试验、微水、介质损耗、色谱分析等项目测试数据都正常，但是其绝缘电阻逐年下降，泄漏电流逐年增长，对此现象进行原因分析并提出解决办法。

关键词：绝缘油;微生物;绝缘电阻;泄漏电流;微水;介质损耗;色谱

前言

我公司某220kV变电所，一台沈阳变压器厂生产的型式为：SISFPSZ7-90000/220，電压为：220+8×1.5%/69/11，出厂日期：1992年2月，投运日期为：1992年12月25日的大型电力变压器，投运以来一致运行安全稳定，可从2007年开始，发现其绝缘电阻逐年下降，泄漏电流逐年增大。相反，其吸收比正常，油的色谱分析、理化微水试验及介质损耗值均正常，到2013年9月，绝缘电阻值已经低于设备正常运行的允许值，不能保证变压器的安全运行。如果找不到原因和处理办法，变压器在运行中就有可能发生重大事故，造成较大经济损失。为此，我们对这个问题进行了深入细致的探索和试验研究。

1问题的提出

该变压器投入运行以后，从2007年起其绝缘电阻逐年下降，泄漏电流逐年上升。按照《运行中变压器油质量标准》（GB/T7595-2000），油的色谱分析、理化试验、微水、介损tgδ值各项指标均都合格。到2013年4月其绝缘电阻已下降到：高压绕组为443MΩ、中压绕组为785MΩ、低压绕组为343MΩ（温度t=30℃值），这是一种反常的现象，为了搞清楚原因，我们对此问题进行了探索性的试验研究工作。

2原因查找

上述这种反常的现象我们以前没有遇到过，咨询了许多其它同行单位也都没有遇到过这种情况。为进一步查找原因，我们决定将该变压器的油全部放出，然后进行绝缘电阻测量。测得高压绕组绝缘电阻为11542MΩ、中压绕组绝缘为7204MΩ、低压绕组绝缘电阻为7005MΩ（绝缘电阻是折算到温度t=30℃值）。可以看出：该变压器不带油时绕组的绝缘电阻比带油时要高出很多倍，不带油时测试数据完全合格。由此可以判定，该变压器油质存在问题。

油质污染有以下几中情况：

（1）溶胶杂质的影响。变压器在生产或安装过程中油品或固体绝缘材料中存在着胶体等杂质。胶体粒子直径很小，扩散慢，在变压器注油后，胶粒受重力作用会缓慢沉降，在油中形成胶粒浓度梯度由上到下逐渐增大的特点。胶体是一种表面因吸附了离子而带电的粒子，在电场作用下胶粒会产生“电泳”现象而使介损增高。

（2）微生物污染的影响。微生物污染主要是在安装和大修中细菌类生物浸入所造成。构成微生物生长、代谢和繁殖的基本条件是油中含有水、空气、炭化物、有机物、各种矿物质及微量元素等;微生物的繁殖速度在常温下较慢，油温在50～70℃时繁殖速度最快。由于微生物都含有丰富的蛋白质，其本身具有胶体性质而带有电荷，使油介损增大。但根据有关实验研究表明，在较洁净的油中，微生物难以大量生长繁殖，只有在含有杂质、水分较多的油中，且温度适宜时才容易生长繁殖。

（3）水分的影响。变压器制造过程中绝缘材料干燥处理不彻底，或在运输、安装、运行过程中保护措施不当使油或固体绝缘材料受潮，这都将导致油中水分含量超标。水是一种极性物质，当油中含水量较大时，其对介损的影响急剧增加。

（4）金属离子的影响。变压器内部或油冷却系统中，金属构件的磨损或腐蚀（如裸露的铜引线腐蚀、油泵轴或叶轮磨损）、绕组导线严重过热或烧损等都会使金属离子溶入到油中，油中金属离子浓度增高，将导致油介损的升高。

（5）油中老化产物的影响。变压器在运行中，受电场、温度、氧气等因素影响，油会逐渐老化，其老化产物多为极性物质，油中老化产物增多会使油介损上升。

我们针对绝缘油进行了理化和色谱方面的全项试验，试验结果表明，各项数据全部在合格范围内，油质没有任何问题。我们高度怀疑油质内部是否存在我们目前仪器检测不出的的某些物质。为了搞清楚是什么问题，我们取该变压器的油样，送到“吉林大学生命科学学院分子生物学系”进行检测分析，经过检测确认该变压器油中含有大量的“微生物”。由于该变压器油中含有大量的“微生物”，也必然含有“微生物”的代谢物，“微生物”及其代谢物，我们认为都是变压器油中的杂质，这些杂质的存在必然导致变压器的绝缘性能降低。

3处理方法

为了找到处理油中微生物的有效方法，我们分别选用硅胶、活性氧化铝、高效吸附剂，采用“接触法”对原油样进行了模拟处理，对处理后的油样进行介质损耗值测量和菌类、微生物检测，检测结果如表一所示。从表一中数据可以看出高效吸附剂滤掉油中微生物的效果最好，细菌已经没有了，虽然微生物还有，但其数量已经大幅下降。因此，我们决定用高效吸附剂对该变压器油进行处理。

4结束语

通过对这台变压器绝缘大幅下降原因的查找及处理经过，我们得到如下启示：

4.1在绝缘技术监督工作中，如果遇到变压器绝缘电阻，逐年下降，但吸收比变化不明显，泄漏电流逐年上升，变压器本体tgδ%值基本稳定，而变压器油的色谱分析、理化试验、微水、tgδ值测试数据均正常，这时就应考虑可能是变压器油中含有大量的微生物引起的，应该对油质进行吸附处理，以提高变压器的绝缘强度，提高设备安全运行可靠性。

4.2通过检测证明：正常的绝缘强度很高的变压器油中也有微生物，只是数量相对较少，这给我们在今后处理类似变压器问题时，提供了参考数据。

4.3在生产实践中，随着新生事物的出现，在国标《变压器油质量标准》中，应增加“微生物”检测项目。

4.4通过对变压器油中微生物的检测及处理过程，我们认为：对装有“热虹吸器”的变压器，应该用“高效吸附剂”取代硅胶并定期更换，这样可保证变压器的绝缘强度，对设备安全运行非常有好处。

参考文献

[1]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术.中国科学技术出版社，2001.

[2]西南电业管理局试验研究所.高压电气设备试验方法.水利电力出版社，1984.

[3]黑龙江省电力有限公司.电力设备交接和预防性试验规程.黑龙江省电力有限公司，2006.

[4]建设部，国家质监总局.电气装置安装工程电气设备交接试验标准.中国计划出版社，2006

[5]中国电力企业家协会供电分会.电气试验与油化验.中国电力出版社，1999.

[6]汤蕴璆，史乃.电机学第2版.机械工业出版社，2005.

国网西安供电公司，陕西西安 710000