漫灣電廠500kV電抗器絕緣油介損超標(biāo)的分析及處理

李 航 李雄波

（華能瀾滄江水電有限公司 漫灣水電廠，云南 云縣675805）

0 引言

絕緣油擁有的良好的絕緣性能、熱傳導(dǎo)性和滅弧性，使其長(zhǎng)期以來作為電力系統(tǒng)各主要電氣設(shè)備的絕緣介質(zhì)來使用，用油浸漬的纖維性固體絕緣， 能有效的防止潮氣直接進(jìn)入并填充了固體絕緣中的空隙，顯著地加強(qiáng)了纖維性材料的絕緣。油紙絕緣體系中，絕緣油不僅是重要的組成部分，也是了解油紙絕緣體系內(nèi)部運(yùn)行情況的信息載體。

絕緣油的介質(zhì)損耗因數(shù)值是反映油質(zhì)受到污染或者老化的重要電氣指標(biāo)。 它對(duì)油中可溶性的極性物質(zhì)、老化產(chǎn)物或中性膠質(zhì)以及油中微量的金屬化合物極為靈敏，甚至用一般的化學(xué)方法不能檢出的微量污染也可以用它來監(jiān)督其變化。 因?yàn)殡娊閾p在交變電場(chǎng)作用下，因電導(dǎo)、松弛極化和電離都要產(chǎn)生能量損耗，當(dāng)絕緣油中含有的雜質(zhì)較多時(shí)，這些雜質(zhì)的離子都是有的電導(dǎo)和松弛極化的主要載流子，必然會(huì)使該油的介質(zhì)損耗因數(shù)值增大。 絕緣油老化后，生成的極性基和極化物質(zhì)，同樣也使油的電導(dǎo)和松弛極化加劇。因此，測(cè)定絕緣油的介質(zhì)損耗因數(shù)值，無論是檢測(cè)新油中的輕微污染還是用于檢測(cè)運(yùn)行油老化和污染都是十分有意義的。

漫灣電廠新電抗器采用西安西電變壓器有限責(zé)任公司出產(chǎn)的BKD-50000/500 并聯(lián)電抗器，中性點(diǎn)電抗器為XKD-539/110，內(nèi)部使用25# 絕緣油。

1 油介質(zhì)損耗因數(shù)增大的原因分析及處理方法

1.1 油介損超標(biāo)起因

2010 年1 月25 日，水利水電十四局完成了新電抗器散熱片的安裝，打開蝶閥對(duì)散熱片補(bǔ)油，對(duì)整體進(jìn)行熱油循環(huán)。 當(dāng)天取油樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電抗器油明顯超出了投運(yùn)前新油的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)天對(duì)試驗(yàn)儀器進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，排除了試驗(yàn)儀器問題，并將油樣送往中試所進(jìn)行分析，確定電抗器絕緣油存在介損超標(biāo)問題。

表1 1 月9 日與25 日介損對(duì)比

根據(jù)GB/T7595-2008 的規(guī)定， 充油設(shè)備投運(yùn)前新油的介質(zhì)損耗因數(shù)需小于等于0.005。

1.2 油介損超標(biāo)原因分析

通常情況下絕緣油介損增大主要有五大成因：

（1）氧化作用絕緣油自身是天然的抗氧化劑，但當(dāng)高溫和催化劑作用下會(huì)被氧化，并產(chǎn)生有機(jī)酸，與金屬等極性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，從而使介損增大。

（2）水分影響絕緣油具有一定的吸水性，與空氣接觸時(shí)會(huì)直接從中吸收水分，水分極性強(qiáng)（水的介電常數(shù)ε=80，油的ε=2.3），易發(fā)生極化，使介損增大。

（3）機(jī)械雜質(zhì)的污染運(yùn)輸途中顛簸、碰撞產(chǎn)生金屬雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)存在的溶膠粒子，在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的電泳現(xiàn)象引起的導(dǎo)電系數(shù)上升，可能超過介質(zhì)正常電導(dǎo)的幾倍或幾十倍。

（4）微生物細(xì)菌污染由于油品在精制、運(yùn)輸、保管及使用中受到微生物的污染所致，使在油中含有水、空氣、碳化物、有機(jī)物各種礦物質(zhì)及微細(xì)量元素時(shí)，構(gòu)成了菌類生長(zhǎng)、代謝、繁殖的基礎(chǔ)條件，由于微生物都會(huì)含有豐富蛋白質(zhì)，其本身就具有膠體性質(zhì)，因此微生物對(duì)油的污染，會(huì)影響油的電導(dǎo)增大，所以電導(dǎo)損耗也增大，使油品介損增大。

（5）絕緣漆污染絕緣漆化學(xué)成分比較復(fù)雜，在高溫下，給絕緣漆提供了有利條件，形成新的物質(zhì)，使得油的介損增高。

從表1 可以看出，電抗器運(yùn)達(dá)電廠時(shí)介損是合格的，而在安裝過程中油質(zhì)受到污染；而本體內(nèi)注入的絕緣油是合格的，但是散熱片內(nèi)的殘油各項(xiàng)指標(biāo)都是不合格的，所以排除了本體受污染的情況，而是散熱片充油運(yùn)輸途中受到污染。 為驗(yàn)證污染源是散熱片的這種想法，于1 月26 日對(duì)電抗器B 相的本體、左岸側(cè)散熱片、右岸側(cè)散熱片進(jìn)行了介損分析：

表2 1 月26 日B 相分析

從表2 數(shù)據(jù)可以看到，熱循環(huán)后B 相兩側(cè)的散熱片介損還明顯高于本體介損。分析超標(biāo)原因：西變?yōu)榉奖氵\(yùn)輸，將電抗器與散熱片拆分運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)組裝，而散熱片用硬性塑料經(jīng)螺桿固定的方式來密封的，這種方法不能達(dá)到有效密封的狀態(tài)， 使得在散熱片內(nèi)部的存油受潮、氧化，散熱片內(nèi)部油與運(yùn)輸途中顛簸、碰撞產(chǎn)生金屬雜質(zhì)產(chǎn)生了氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致散熱片內(nèi)的殘油是褐色的，而這種一般為中性膠質(zhì)類污染。 從試驗(yàn)結(jié)果來看，殘油微水、耐壓、介損都不合格。

銅、鋁和鐵等金屬元素含量較高是油介質(zhì)損耗因數(shù)增大的主要原因。 這是因?yàn)檫@些金屬元素對(duì)變壓器油的氧化起催化作用，使油產(chǎn)生酸性氧化物和油泥。酸性氧化物腐蝕金屬，又使油中的金屬含量增加，加速油的氧化，導(dǎo)致其介質(zhì)損耗因數(shù)增大。

1.3 油介損超標(biāo)處理方法

為對(duì)電抗器絕緣油處理更有針對(duì)性，將電抗器散熱片進(jìn)行了油隔離，使用板式濾油機(jī)配合含藥的濾紙對(duì)電抗器B 相本體進(jìn)行處理，處理12 小時(shí)的結(jié)果如下表：

表3 1 月25 日與27 日介損、體積電阻率對(duì)比

從表3 可以看出，對(duì)B 相處理后，介損因數(shù)下降很快，使用板式濾油機(jī)配合含藥的濾紙對(duì)絕緣油進(jìn)行處理為可行方法。

具體操作方法為：

（1）對(duì)三相電抗器的散熱片進(jìn)行隔離，并排出、回收散熱片內(nèi)受到污染的絕緣油，防止再次污染電抗器本體；排盡后再注入新油，并解除隔離。

（2）對(duì)電抗器本體使用板式濾油機(jī)配合含吸附劑的濾紙對(duì)絕緣油進(jìn)行不間斷處理，每?jī)尚r(shí)跟換一次濾紙，使用大功率真空濾油機(jī)對(duì)本體油進(jìn)行加熱，每8 小時(shí)進(jìn)行一次取樣分析。

（3）由于使用板式濾油機(jī)會(huì)使大量氣體進(jìn)入絕緣油內(nèi)，在濾油過程中仔細(xì)查看電抗器油枕是否有異常上升現(xiàn)象。如異常上升需打開油枕下面的排氣閥進(jìn)行排氣,并且需要對(duì)散熱片頂部排氣閥進(jìn)行放氣。

（4）對(duì)油處理介損合格后需要對(duì)電抗器進(jìn)行脫氣、脫水處理。

（5）對(duì)排除的受污染的絕緣油進(jìn)行再生油處理。

從1 月30 日開始，電抗器三相的油介損都合格了，為避免介損反彈以及油中的含氣高等不利因素，濾油機(jī)在進(jìn)行了四天的處理，直到2 月3 日結(jié)束對(duì)電抗器的處理。 各項(xiàng)指標(biāo)正常；經(jīng)過兩個(gè)月對(duì)電抗器的跟蹤分析，電抗器絕緣油各項(xiàng)指標(biāo)正常。

2 結(jié)語

這次絕緣油污染事故源自廠家對(duì)散熱片污染程度的錯(cuò)誤估計(jì)，絕緣油在運(yùn)輸過程中難免和空氣接觸，吸收、溶解氧氣并與之反應(yīng)，生成酸性物質(zhì)，提高了油品的導(dǎo)電性，降低油的絕緣性能。單純對(duì)被氧化的變壓器油進(jìn)行過濾處理甚至換油，也不能根本解決問題。 高壓設(shè)備絕緣油介損嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，不能通過簡(jiǎn)單的排油、新油沖洗解決油介損超標(biāo)問題，在提高本體溫度的時(shí)，通過板式濾油機(jī)添加高效吸附劑的過濾板可以有效的處理絕緣油中膠質(zhì)等雜質(zhì)。