变压器油——用途、应用、特性

变压器油是精制油馏分，即矿物油。它是通过蒸馏油获得的，该馏分在 300 — 400 °C 沸腾。根据原材料等级的不同，变压器油的特性也不同。该油具有复杂的碳氢化合物成分，平均分子量在 220 至 340 amu 之间。下表列出了变压器油的主要成分及其在成分中所占的百分比。

变压器油作为电绝缘体的性能主要由其值决定 介电损耗角正切…因此，完全排除了油中水和纤维的存在，因为任何机械杂质都会使该指标恶化。

变压器油的流出温度为-45°C及更低，这对于确保其在低温运行条件下的流动性很重要。油的最低粘度有助于有效散热，即使在 90 至 150°C 的温度下也能以防爆发。对于不同牌子的油，这个温度可以是150℃、135℃、125℃、90℃，不能更低。

变压器油的一个极其重要的特性是它们在氧化条件下的稳定性；变压器油必须保持长期运行所需的参数。

特别是关于 RF，工业设备中使用的所有品牌的变压器油都必然受到抗氧化添加剂 ionol（2,6-二叔丁基对甲酚，也称为 agidol-1）的抑制。添加剂与烃氧化反应链中出现的活性过氧化物自由基相互作用。因此，受抑制的变压器油在氧化过程中具有明显的诱导期。

对添加剂敏感的油首先会缓慢氧化，因为由此产生的氧化链会被抑制剂打断。当添加剂用完时，油会以没有添加剂时的正常速度氧化。油氧化的诱导期越长，添加剂的有效性越高。

添加剂的大部分有效性与油的碳氢化合物组成和促进氧化的非碳氢化合物杂质的存在有关，这些杂质可以是氮碱、石油酸和油氧化的含氧产物。

石油馏分精制后，降低了芳烃含量，去除了非烃类夹杂物，最终提高了离子醇抑制变压器油的稳定性。同时，还有一个国际标准《变压器和断路器用新鲜石油绝缘油规范》。

变压器油易燃、可生物降解、几乎无毒且不会消耗臭氧层。变压器油的密度从每立方米 840 到 890 千克不等。最重要的特性之一是粘度。粘度越高，介电强度越高。但是，对于正常运行 电力变压器 在断路器中，油不能太粘稠，否则变压器的冷却效果不佳，断路器将无法快速断开电弧。

这里需要在粘度方面进行权衡。典型的运动粘度在 20 °C 时，大多数变压器油在 28 至 30 mm2/s 的范围内。

在用油填充设备之前，油通过深度热真空处理进行净化。根据该指南文件“电气设备测试范围和标准”(RD 34.45-51.300-97)，注入氮气或薄膜屏蔽变压器、密封测量变压器和密封套管中的变压器油中的空气浓度不得超过高于0.5（气相色谱法测定），最大含水量为0.001%（重量）。

对于无薄膜保护的电力变压器和导磁套管，允许含水量按质量计不超过 0.0025%。决定油品纯度等级的机械杂质含量，220kV及以下设备不低于11级，220kV以上设备不低于9级.击穿电压取决于工作电压，如表所示。

注油时击穿电压比注油前低5kV。允许将纯度等级降低 1 级并增加空气百分比 0.5%。

氧化条件（确定稳定性的方法——根据 GOST 981-75）

油的泄漏点是通过将装有密封油的管道倾斜45°并使油保持在同一水平面一分钟的试验来确定的。对于新鲜油，此温度不应低于-45 °C。

这个参数是关键 油开关……然而，不同的气候带有不同的倾点要求。例如，南方地区允许使用浇注温度为-35℃的变压器油。

根据设备的运行条件，标准可能会有所不同，可能会有一些偏差。例如，北极品种的变压器油在-60°C以上温度不应凝固，闪点降至-100°C（闪点是加热油产生蒸汽与空气混合时易燃的温度） .

原则上，着火温度不应低于135°C。着火温度（油着火并燃烧5秒或更长时间）和自燃温度（在350-400°C的温度下）等特性C，即使在有空气存在的封闭坩埚中，油也会点燃）。

变压器油的导热系数为 0.09 至 0.14 W / (mx K)，并随温度升高而降低。热容量随温度升高而增加，可以从 1.5 kJ / (kg x K) 到 2.5 kJ / (kg x K)。

热膨胀系数与膨胀水箱尺寸标准有关，该系数在0.00065 1 / K左右。变压器油在90℃和电场应力为0.5的条件下的电阻MV / m 在任何情况下都不应高于 50 Ghm * m。

除粘度外，耐油性随温度升高而降低。介电常数——在 2.1 到 2.4 的范围内。介电损耗角的正切，如上所述，与杂质的存在有关，因此对于纯油在90℃场频50Hz条件下不超过0.02，在氧化油中可超过0.2 .

在使用 25.4 毫米电极直径的 2.5 毫米击穿测试期间测量油的介电强度。结果不应低于 70 kV，然后介电强度至少为 280 kV / cm。

尽管采取了这些措施，变压器油仍可以吸收气体并溶解大量气体。在正常条件下，一立方厘米的油中容易溶解 0.16 毫升氧气、0.086 毫升氮气和 1.2 毫升二氧化碳。显然氧气会开始氧化一点。相反，如果释放出气体，则表明线圈有缺陷。因此，由于变压器油中溶解的气体的存在，色谱分析可以揭示变压器的缺陷。

变压器的使用寿命和油没有直接关系，如果变压器能可靠工作15年，建议每年清洗一次油，5年后进行再生。为了防止石油资源的迅速枯竭，提出了一些措施，采取这些措施将大大延长变压器油的使用寿命：

• 安装带过滤器的膨胀机，用于吸收水和氧气，以及从油中分离出的气体；

• 避免工作油过热；

• 定期清洁；

• 连续滤油；

• 抗氧化剂的介绍。

高温、油与电线和电介质的反应都会促进氧化，开头提到的抗氧化剂补充剂旨在防止氧化。但是定期清洁还是需要的。高质量的油清洁使其恢复到可用状态。

变压器油退役的原因可能是什么？这些可能是油被永久性物质污染，这些物质的存在不会导致油发生深度变化，然后进行机械清洁就足够了。一般来说，有几种清洗方法：机械、热物理（蒸馏）和物理化学（吸附、混凝）。

如果发生事故，击穿电压急剧下降，出现积碳，或 色谱分析 揭示了一个问题，变压器油直接在变压器或开关中清洗，只需将设备与网络断开即可。

使用抗氧化添加剂、热虹吸过滤器等可以延长变压器油的使用寿命。然而，所有这一切并不排除再生用过的油的需要。

因此，废油再生的任务是获得满足所有新油标准的纯化良好的再生物。通过添加新油或抗氧化添加剂来稳定不稳定的再生物质，可以使用最简单和最经济的方法再生用过的变压器油。

再生变压器油时，重要的是获得纯化良好的再生剂，无论再生方法和油的老化程度如何，如果油的稳定性低，则必须人工进行稳定 - 通过添加新鲜油或添加具有高稳定效果，对再生油有效。

再生用过的变压器油时，最多可获得 3 个馏分的基础油，用于配制其他商用油，如电机油、液压油、传动油、切削液和润滑脂。

平均而言，再生后可获得 70-85% 的油，具体取决于应用的技术方法。化学再生更昂贵。再生变压器油时，可以获得高达 90% 的基础油，与新鲜的质量相同。

此外

一个问题

是否可以在干燥天气下通过掀起变压器的盖子来干燥工作变压器中的油？水会从油中蒸发，还是相反，油会变湿？

回答

击穿电压为 40-50 kV 的干油含有千分之一的水分。为了润湿油，其特征是油的击穿强度降低到 15 - 20 kV，需要百分之一的水分。

在通过膨胀器（或在盖子下）与大气自由连通的变压器中，水分与空气不断交换。如果油的温度降低，其中的水分含量小于空气中的水分，则油根据水蒸气分压定律从空气中吸收水分。这样，油的击穿电压就降低了。

油和置于油中的变压器绝缘材料（棉、电木）之间也会发生水分交换。水分在绝缘体中从热部件移动到冷部件。如果变压器升温，则水分从绝缘体转移到油中，如果变冷，则反之亦然。

由于夏季空气湿度高，与冬季相比，油的击穿电压随着水分的自由交换而降低。

冬季，空气湿度最低，空气与油的温差最大，油有些干涸。夏季，雷电浪涌更容易影响变压器绝缘，变压器油的击穿强度本应最高，却最低。

为了消除空气和油之间的自由水分交换，使用带有油封的空气干燥器。

因此，当变压器盖打开时，可能发生油变干或变湿。

当空气中含有最少的水分并且油与空气之间的温差最大时，油会在寒冷的天气中干燥得更好。但这样的干燥效率低下，效果不佳，因此在实践中没有采用。