關(guān)于變壓器絕緣電阻逐年降低問(wèn)題的研究

費(fèi)馳

摘要：介紹大型電力變壓器在運(yùn)行數(shù)年后，變壓器的油質(zhì)理化試驗(yàn)、微水、介質(zhì)損耗、色譜分析等項(xiàng)目測(cè)試數(shù)據(jù)都正常，但是其絕緣電阻逐年下降，泄漏電流逐年增長(zhǎng)，對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行原因分析并提出解決辦法。

關(guān)鍵詞：絕緣油;微生物;絕緣電阻;泄漏電流;微水;介質(zhì)損耗;色譜

前言

我公司某220kV變電所，一臺(tái)沈陽(yáng)變壓器廠生產(chǎn)的型式為：SISFPSZ7-90000/220，電壓為：220+8×1.5%/69/11，出廠日期：1992年2月，投運(yùn)日期為：1992年12月25日的大型電力變壓器，投運(yùn)以來(lái)一致運(yùn)行安全穩(wěn)定，可從2007年開(kāi)始，發(fā)現(xiàn)其絕緣電阻逐年下降，泄漏電流逐年增大。相反，其吸收比正常，油的色譜分析、理化微水試驗(yàn)及介質(zhì)損耗值均正常，到2013年9月，絕緣電阻值已經(jīng)低于設(shè)備正常運(yùn)行的允許值，不能保證變壓器的安全運(yùn)行。如果找不到原因和處理辦法，變壓器在運(yùn)行中就有可能發(fā)生重大事故，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。為此，我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了深入細(xì)致的探索和試驗(yàn)研究。

1問(wèn)題的提出

該變壓器投入運(yùn)行以后，從2007年起其絕緣電阻逐年下降，泄漏電流逐年上升。按照《運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T7595-2000），油的色譜分析、理化試驗(yàn)、微水、介損tgδ值各項(xiàng)指標(biāo)均都合格。到2013年4月其絕緣電阻已下降到：高壓繞組為443MΩ、中壓繞組為785MΩ、低壓繞組為343MΩ（溫度t=30℃值），這是一種反常的現(xiàn)象，為了搞清楚原因，我們對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了探索性的試驗(yàn)研究工作。

2原因查找

上述這種反常的現(xiàn)象我們以前沒(méi)有遇到過(guò)，咨詢了許多其它同行單位也都沒(méi)有遇到過(guò)這種情況。為進(jìn)一步查找原因，我們決定將該變壓器的油全部放出，然后進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量。測(cè)得高壓繞組絕緣電阻為11542MΩ、中壓繞組絕緣為7204MΩ、低壓繞組絕緣電阻為7005MΩ（絕緣電阻是折算到溫度t=30℃值）?？梢钥闯觯涸撟儔浩鞑粠в蜁r(shí)繞組的絕緣電阻比帶油時(shí)要高出很多倍，不帶油時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)完全合格。由此可以判定，該變壓器油質(zhì)存在問(wèn)題。

油質(zhì)污染有以下幾中情況：

（1）溶膠雜質(zhì)的影響。變壓器在生產(chǎn)或安裝過(guò)程中油品或固體絕緣材料中存在著膠體等雜質(zhì)。膠體粒子直徑很小，擴(kuò)散慢，在變壓器注油后，膠粒受重力作用會(huì)緩慢沉降，在油中形成膠粒濃度梯度由上到下逐漸增大的特點(diǎn)。膠體是一種表面因吸附了離子而帶電的粒子，在電場(chǎng)作用下膠粒會(huì)產(chǎn)生“電泳”現(xiàn)象而使介損增高。

（2）微生物污染的影響。微生物污染主要是在安裝和大修中細(xì)菌類生物浸入所造成。構(gòu)成微生物生長(zhǎng)、代謝和繁殖的基本條件是油中含有水、空氣、炭化物、有機(jī)物、各種礦物質(zhì)及微量元素等;微生物的繁殖速度在常溫下較慢，油溫在50～70℃時(shí)繁殖速度最快。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)，其本身具有膠體性質(zhì)而帶有電荷，使油介損增大。但根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明，在較潔凈的油中，微生物難以大量生長(zhǎng)繁殖，只有在含有雜質(zhì)、水分較多的油中，且溫度適宜時(shí)才容易生長(zhǎng)繁殖。

（3）水分的影響。變壓器制造過(guò)程中絕緣材料干燥處理不徹底，或在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行過(guò)程中保護(hù)措施不當(dāng)使油或固體絕緣材料受潮，這都將導(dǎo)致油中水分含量超標(biāo)。水是一種極性物質(zhì)，當(dāng)油中含水量較大時(shí)，其對(duì)介損的影響急劇增加。

（4）金屬離子的影響。變壓器內(nèi)部或油冷卻系統(tǒng)中，金屬構(gòu)件的磨損或腐蝕（如裸露的銅引線腐蝕、油泵軸或葉輪磨損）、繞組導(dǎo)線嚴(yán)重過(guò)熱或燒損等都會(huì)使金屬離子溶入到油中，油中金屬離子濃度增高，將導(dǎo)致油介損的升高。

（5）油中老化產(chǎn)物的影響。變壓器在運(yùn)行中，受電場(chǎng)、溫度、氧氣等因素影響，油會(huì)逐漸老化，其老化產(chǎn)物多為極性物質(zhì)，油中老化產(chǎn)物增多會(huì)使油介損上升。

我們針對(duì)絕緣油進(jìn)行了理化和色譜方面的全項(xiàng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，各項(xiàng)數(shù)據(jù)全部在合格范圍內(nèi)，油質(zhì)沒(méi)有任何問(wèn)題。我們高度懷疑油質(zhì)內(nèi)部是否存在我們目前儀器檢測(cè)不出的的某些物質(zhì)。為了搞清楚是什么問(wèn)題，我們?nèi)≡撟儔浩鞯挠蜆?，送到“吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院分子生物學(xué)系”進(jìn)行檢測(cè)分析，經(jīng)過(guò)檢測(cè)確認(rèn)該變壓器油中含有大量的“微生物”。由于該變壓器油中含有大量的“微生物”，也必然含有“微生物”的代謝物，“微生物”及其代謝物，我們認(rèn)為都是變壓器油中的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在必然導(dǎo)致變壓器的絕緣性能降低。

3處理方法

為了找到處理油中微生物的有效方法，我們分別選用硅膠、活性氧化鋁、高效吸附劑，采用“接觸法”對(duì)原油樣進(jìn)行了模擬處理，對(duì)處理后的油樣進(jìn)行介質(zhì)損耗值測(cè)量和菌類、微生物檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表一所示。從表一中數(shù)據(jù)可以看出高效吸附劑濾掉油中微生物的效果最好，細(xì)菌已經(jīng)沒(méi)有了，雖然微生物還有，但其數(shù)量已經(jīng)大幅下降。因此，我們決定用高效吸附劑對(duì)該變壓器油進(jìn)行處理。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)這臺(tái)變壓器絕緣大幅下降原因的查找及處理經(jīng)過(guò)，我們得到如下啟示：

4.1在絕緣技術(shù)監(jiān)督工作中，如果遇到變壓器絕緣電阻，逐年下降，但吸收比變化不明顯，泄漏電流逐年上升，變壓器本體tgδ%值基本穩(wěn)定，而變壓器油的色譜分析、理化試驗(yàn)、微水、tgδ值測(cè)試數(shù)據(jù)均正常，這時(shí)就應(yīng)考慮可能是變壓器油中含有大量的微生物引起的，應(yīng)該對(duì)油質(zhì)進(jìn)行吸附處理，以提高變壓器的絕緣強(qiáng)度，提高設(shè)備安全運(yùn)行可靠性。

4.2通過(guò)檢測(cè)證明：正常的絕緣強(qiáng)度很高的變壓器油中也有微生物，只是數(shù)量相對(duì)較少，這給我們?cè)诮窈筇幚眍愃谱儔浩鲉?wèn)題時(shí)，提供了參考數(shù)據(jù)。

4.3在生產(chǎn)實(shí)踐中，隨著新生事物的出現(xiàn)，在國(guó)標(biāo)《變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，應(yīng)增加“微生物”檢測(cè)項(xiàng)目。

4.4通過(guò)對(duì)變壓器油中微生物的檢測(cè)及處理過(guò)程，我們認(rèn)為：對(duì)裝有“熱虹吸器”的變壓器，應(yīng)該用“高效吸附劑”取代硅膠并定期更換，這樣可保證變壓器的絕緣強(qiáng)度，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行非常有好處。

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