变压器油性能测试及现代分析技术应用研究

变压器油性能测试及现代分析技术应用研究

金晓红

国网青海省电力公司检修公司  青海西宁   810021

摘要：变压器油的性能直接关系到变压器的运行稳定性。因此，应采用合理可行的技术方法对变压器油的性能进行测试，并根据测试结果进行分析，以了解和掌握变压器油的性能。受空间的限制，本文仅讨论了现代分析技术中变压器油性质检测技术，并对变压器油的物理及化学性能进行了分析。结果表明，两种分析技术准确可靠，具有良好的应用价值。

关键词：变压器油；性能测试；分析技术

1 引言

目前，多种现代分析技术可以在变压器油性能测试中发挥重要作用，现代分析技术所需样品少，测试时间长，方法简便，结果准确。从以上实例可以看出，现代分析技术已逐渐成为变压器油研究和试验过程中不可缺少的重要技术之一，它可以有效地评价变压器油的重要指标，也为变压器油的维护和监测提供帮助，然而，由于现代分析技术在在线监测中的应用仍然十分普及，因此有必要对变压器油的在线监测方法进行研究和改进。这就要求所有技术人员努力工作，为技术的发展做出贡献。变压器油性能的两个主要指标变压器油是从石油中经预处理、分馏、精炼和混合而成的产品,主要成分为烷烃、芳香族不饱和烃和环烷饱和烃以及其他化合物，

2 变压器油性能要求

2.1 物理性能

当温度为20℃时，新变压器油的密度一般低于0.895kg/立方米。由于有些密度相对较小，变压器油中的杂质和水分容易沉淀,；黏度越高，流动越困难。在40℃时，新变压器油的黏度小于122/s，变压器油具有较好的流动性，能发挥更理想的散热效果；在规定的条件下，冷却后的变压器油可以流动的最低温度为倾点。对于变压器油，倾点越低，流动和散热性能越好；闪点加热后，加热产生的蒸汽与空气混合，遇明火燃烧，燃烧最低，温度为变压器油的闪点。闪点越高，变压器的性能越好。新油不得低于135℃。

2.2 化学性能

变压器油中游离酸的含量和酸值与变压器油的劣化和氧化程度有关。酸值越高，氧化越严重，性能越差；变压器油长时间与空气接触会产生氧化稳定性。在加热条件下，它将氧化成酸和树脂并产生沉积物。这是变压器油的老化现象，而稳定性是变压器油的抗老化能力。变压器油的稳定性越高，性能越好；所谓的腐蚀性硫腐蚀性硫特别是指可以对金属造成腐蚀的活性硫化物或游离硫。我国相关标准规定，新油和运行中油中腐蚀性硫指标为非腐蚀性，而国际标准IEC60296新变压器油中规定DBDS（二苄基二硫醚）的质量分数应小于5mg/kg。

3 变压器油性质检测的现代分析技术

3.1 红外光谱技术红外光谱分析技术是指对润滑油质量进行分析并使用定量添加剂进行测定的方法。该方法无溶剂污染，操作简便，快速。该方法在研究变压器油的理化性质等诸多方面都取得了良好的研究成果，该方法可用于变压器油的耐氧性检测，因为目前生产的变压器油几乎都添加了抗氧化剂，世界上最常用的抗氧化剂是酚类氧化剂T501，该抗氧化剂被用于维持变压器油的安定性。由于酚类抗氧剂T501分子中含有羟基，在3650-1的红外波长范围内，羟基能呈现出尖峰的吸收峰，变压器油研究人员和变压器维护人员可以利用红外光谱技术检测变压器油中抗氧化剂的浓度。该方法能准确、快速地测定绝缘油中T501抗氧剂的含量，但该方法也有一定的缺点，因为变压器油在氧化过程中可能会产生微量的水，其他物质会干扰T501的吸收峰，因此该方法不适用严重劣化的变压器油。

3.2 色谱分析技术色谱分析技术应用极为广泛，在许多领域得到了广泛地应用。它可分为气相色谱、液相色谱等技术。通过与其他技术的结合，可以广泛应用于许多行业。其中，液相色谱法和气相色谱法在工业生产和研究中应用最为广泛。变压器油色谱分析时产生的主要成分为氮气（N2）、氧气（O2）、0.3%二氧化碳(CO2)及烃类。石油不含低分子碳氢化合物。由于变压器本身具有绝缘和散热功能，因此其在运行过程中过随着温度的变化而产生反应。在电力系统运行过程中，其内部对于油的加热不完全，会产生极少量的乙烯或者乙炔。当电力设备正常运行时，变压器内部的绝缘油和绝缘材料逐渐分解氧化，产生二氧化碳等气体。当变压器内部出现问题时，气体的产生速度会大大加快，这种现象可以通过色谱分析技术检测出来。当发现变压器内气体含量与标准值不符时，可判断变压器内部故障。另外，通过比较产气率，可以更准确地定位变压器内部问题，以提高维护电力系统安全的效率，为相关技术人员节省时间，色谱分析技术对电力系统维护人员有着巨大的作用。

3.3热分析技术热分析技术的原理是研究物质在加热或冷却过程中的物理和化学变化。由于变压器油与变压器绝缘，因此散热功能对于变压器油的散热研究也至关重要。热分析技术中的高压差示扫描量热法（PDSC）是在高温于氧压条件下，利用热氧化作用，使变压器油迅速氧化、降解，释放出大量热量。该检测技术主要检测变压器油氧化反应产生的热量，并将这些数据用作分析指标。当所有样品均处于一定范围内时，在氧气环境下，样品温度以恒定速度升高，并根据温度检测变压器油的氧化稳定性。该方法需要的样品量少，并且快速准确，能够有效地评价油的基础油氧化稳定性和抗氧化性，该方法已经在变压器油氧化稳定性的测试中被广泛使用。

4 总结

变压器油能否安全，稳定地运行与其内部变压器油的状态密切相关，因为变压器油在变压器中起着绝缘和散热的作用。因此，为保证变压器的稳定运行，有必要使新变压器油的各项指标达到标准。随着科学技术的不断进步，介绍了各种变压器油检测方法。现代分析技术是应用最广泛的一种，用于测量物质的理化性质。分析快速准确，可以大大提高检测效率。

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