含水量对变压器油介电性能影响的研究张伊旎

含水量对变压器油介电性能影响的研究张伊旎

张伊旎

宜宾特高压管理处644000

摘要：在电力系统中，变压器是不可或缺的设备之一，其与电力系统的安全性、稳定性有直接关系。在油浸式变压器中，变压器油是不可或缺的绝缘介质，其不仅具有绝缘的作用，还具有冷却、消弧的作用。油中含水量会直接影响其绝缘性能，本文对其具体影响情况进行了相关的阐述和分析。

关键词：含水量；变压器油；性能

通常，变压器油中并不会出现过多的水分。这主要是由于水分子属于极性分子，所以油的憎水性较强，导致油中难以出现大量水分。然而，这并不能保证油内绝地不含有任何水分，大部分情况下，不论是新油，还是净化油，其都含有微量水分，约10-6级。在油浸式变压器使用的过程中，内部纤维等高分子材料降解会增加变压器油中的水份含量。不仅如此，外部潮气也时常会进入变压器内部，导致油中含水量增加，进而影响其绝缘性能。

含水量对变压器油介电性能影响的研究理论

从上表中可知，随着温度和含水量的升高，电阻率会不断的变小。造成在这种情况的原因有两种：一种是高温加速离子运动，进而增强导电性能，降低电阻率；另一种是水分将低分子有机酸溶解，进而强化水分子导电能力，最终造成电阻率的减小。

含水量对频域介电性能的影响

对频域介电性的影响包括对介电常数的影响、对介损因素的影响两个部分。在介电常数方面：对不同含水量的油样进行介电常数频谱特性的测量，测量温度各不相同，频率范围在0.01-500Hz之间。根据测量数据绘制相应的介电常数频谱图，分析图中内容可知，每个图的趋势基本相同，只有介电数值存在一定的差异。也就是说，在电阻率频率较低的情况下，含水量与介电常数之间呈正比关系，前者增加后者会随之增大。这主要是因为水比变压器油的介电常数大，而油样并没有出现介电常数的变化。根据频谱图可知，油样介电常数会按照一定规律进行变化，其与频率的变化息息相关。也就是说，低频的情况下，温度加大，介电常数也会加大，随着频率的加大，指数会逐渐减小。如果在高频的范围之中，不论是温度还是频率，其都不会对介电常数产生过多的影响，介电常数比较稳定，不会出现明显变化。产生这种情况，主要是因为油样中含有的杂质会触发空间电荷极化。频率增加后，空间电荷无法随着电场方向变化而移动，极化并不完全，进而导致低频范围下介电常数减小。反之，电荷极化难以建立，以电子位移极化为主，其实所需时间较短，可以在范围内完成，所以高频下，介电常数不变。

在对介损因素的影响方面，同样采用绘图分析的方式，通过频谱图可以看出，介损因素与想对介电常数的频谱相似，所以其特性也基本相似。可见，水分对介电常数和介质损耗因数会造成一定的影响，但主要停留在低频段。

结语：

综上所述，通过实验测试可知，变压器油的电阻率会受到温度影响，其与温度和含水量呈反比，前者增加，后者下降。水分对介电常数和介质损耗因数在低频段有影响。所以，可以对该频段的常数与因数变化进行含水量诊断。

参考文献：

[1]赵勇进,刘丽岚,张良县.含水量对变压器油介电性能影响的研究[J].高压电器,2017(11).

[2]刘丽岚,彭宗仁,王柱,etal.含水量和温度对变压器油介电性能的影响[J].电工电气,2018.

[3]郭文敏,侯宪昆,刘丹.降温过程中微水对变压器油介电性能的影响[J].电机与控制学报,2018,22(1).