提高變壓器油絕緣強度研究

摘要：現(xiàn)階段，變壓器油在生產(chǎn)工藝上還存在著不足，在長時間的放置下大大的降低了絕緣的強度。文章首先闡述了變壓器油的作用，其次通過對變壓器油的處理工藝進行了詳細的講解，最后提出了增強變壓器油絕緣的措施。

關鍵詞：變壓器油;絕緣強度;處理工藝

1.變壓器油的作用

變壓器油的絕緣強度要比空氣高出很多。當絕緣材料浸沒在油中時，大大的提高了絕緣的強度，又抑制了因受潮造成的腐蝕。變壓器油具有強的比熱性，經(jīng)常作為冷卻劑使用。變壓器在運行的過程中所產(chǎn)生的熱量加快了依附在鐵芯和繞組上油的膨脹速度。在油進行上下對流時產(chǎn)生的熱量會經(jīng)過散熱器散發(fā)出來，因此來保障變壓器的正常運行。滅弧功能，在油斷路器和變壓器上有負載調(diào)壓開關，當觸點被開關時，就會產(chǎn)生電弧。變壓器油具有較強的導熱性，通過電弧的高溫處理下能分解大量氣體，從而能產(chǎn)生較大的壓力，從而提高介電恢復強度，使電弧迅速熄滅[1]。

2.變壓器油的處理工藝

2.1吸附干燥過程

2.1.1吸附劑的選擇

去除水分和雜質的方式有很多種：例如過濾、蒸發(fā)、吸附、干燥等。但是在上面的這些方法中，吸附具有簡單的操作流程、投資成本小、效果顯著等特點。并且還能有效的去除如水分、油泥、有機化合物、游離碳等急極性物質，因此，在選擇方式首先選取吸附法[2]。

選擇吸附劑時要遵循這幾個原則：

（1）價格不高;

（2）原材料不缺乏，隨處可得;

（3）吸附劑要具備很高的性能;

（4）吸附劑具有良好的選擇性;

2.1.2吸附筒直徑和高度

通過計算所得，要求吸附筒的直徑保持在0.9m，筒的高度保持在1.2m。

2.1.3實際操作

在日常的使用過程中，在油罐的吸附作用和檢尺等因素的影響下，產(chǎn)品在長時間存放或在潮濕的環(huán)境中存放時，絕緣強度會根據(jù)環(huán)境的變化逐漸降低。這是由于化學結合水沒有被去除干凈，而油中的極性物質吸收了水分導致的。

2.2真空閃蒸處理工藝

變壓器油中的水分絕大多數(shù)都來源于空氣當中以及油質發(fā)生的質變。當受到氧化作用下的水分處于混合狀態(tài)時，油中的水分會與空氣中的水分保持平衡。通過一般的吸附作用根本不能全部去除油中的水分，只能通過與外界隔離來進行控制。因此，真空閃蒸方式是最好的選擇。

真空閃蒸法具有很多的優(yōu)勢：

（1）跟常壓蒸發(fā)進行比較，處于同等壓力狀態(tài)下，當蒸發(fā)的驅動力增加時，所需的換熱面積變小。

（2）當變壓器油溫高出100攝氏度時，抗氧化劑就會分解，水的沸點會因減壓而降低，再也不需要給予加熱了。

（3）低壓蒸汽能夠用來加熱介質。

（4）處于低溫運行狀態(tài)下，可以減少對原材料的腐蝕度，降低外界的熱量。

2.3閃蒸一吸附處理工藝

雖然以上的兩種工藝能夠對擊穿電壓下降的問題有所改善，很大程度上提高了油品的質量，但并不代表能夠全部解決變壓器油擊穿電壓下降之類的所有問題，大多數(shù)都有所改善。從相關數(shù)據(jù)分析來看，造成這一問題的原因是由于油中所含有的水分不足，很多時候都沒有超過500ug/g，甚至更少，其中雜質的含量占據(jù)一多半。因此，吸附法得到了很大的改進，但是由于仍與空氣接觸，縮減了儲存的時間。真空閃蒸在去除雜質方面沒有很好的效果，不具備應用的優(yōu)勢，但由于不與空氣接觸，沒有發(fā)生降低現(xiàn)象。為了提高變壓器的絕緣強度，將這兩種工藝有效的結合起來，形成完整的變壓器油閃吸附后處理工藝[3]。

3.變壓器油的絕緣措施

3.1絕緣紙

由于纖維素的分子含量比較大，采用牛皮紙制造出來你的絕緣產(chǎn)品能夠滿足機械的需求，由于絕緣紙的間隙較大，具有良好的透氣性和吸油效果。絕緣紙在經(jīng)過變壓器油浸泡以后，其介電常數(shù)逐漸加大。在電力變壓器的材料選擇上有嚴格的要求;電纜紙的厚度要控制在0.08-0.12mm之間，主要用于導線絕緣、連接層的絕緣和引線絕緣等，非常薄的電話紙和綿軟的皺紋紙用來包裹出線頭，促進良好的絕緣效果。

3.2油紙絕緣

變壓器油與絕緣紙的完美結合，可以補充兩者之間的空缺，大大提升了復合材料的絕緣性能。由于紙纖維間隙較大，具有良好的透氣性和吸水效果。在經(jīng)過晾干和變壓器油浸泡之后，具有明顯的吸附效果但是速度十分的緩慢。當油浸入紙板的含油量到達最大值時，擊穿電壓的能力急速下跌。所以，在投放使用之前，要將變壓器油內(nèi)的含水量降到最低限度。并且需要在縣場完成提芯裝置時，必須選擇陽關充裕、保持干燥的環(huán)境下進行作業(yè)，避免長時間暴露在外。對于長時間不用的變壓器在投放使用之前，要嚴格檢查變壓器內(nèi)部的含水量能否滿足使用需求，如果條件不允許，要先經(jīng)過預熱干燥以后方可投入運行[4]。

3.3 油一屏障絕緣

覆蓋層：將絕緣材料覆蓋在曲率半徑較小的電極上面，薄薄一層絕緣層能夠有效的抑制電流的泄露，制止了雜質在電場中形成小橋的幾率，有效的提升了穿擊電壓的性能，降低了分散的情況。在輕微或高度不勻稱的電場中，擊穿電壓可分別提高70%和15%，因此充油設備裸露導體較少。

結束語

綜上所述，為了保障變壓器在長時間的運行過程中時刻保持良好的安全性和可靠性。在絕緣材料的選擇上要嚴格的把關，著重選取絕緣性能強的絕緣材料，并且使用專業(yè)的絕緣技術，保證絕緣效果長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)。然而在實際的操作當中，介電理論還存在著嚴重的不足，無法準確的分析和計算絕緣材料和結構的電氣性能，因此，要求電力部門在絕緣強度的掌控上不能掉以輕心。

參考文獻

[1]伍衡，梁晨，李原龍，古洪瑞，黃磊峰.水分對換流變壓器油紙絕緣電氣強度與機械強度的影響[J].絕緣材料，2017，50（12）：22-27.

[2]廖瑞金，邵山峰，成立，楊麗君，趙學童.換流變壓器油紙選型研究[J].智慧電力，2017，45（07）：9-17+36.

[3]趙濤. 氣泡和纖維素顆粒對變壓器油沖擊擊穿特性影響研究[D].華北電力大學（北京），2017.

[4]覃敏.油中顆粒對變壓器絕緣強度的危害分析與控制措施[J].機電信息，2017（15）：114-115.

作者簡介：司全龍（1987-02-18），男，漢族，山東菏澤人，本科學歷，湖南高速鐵路職業(yè)技術學院，講師，研究方向，電氣工程