绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响

绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响

1高建和 ,2王猛

1云南红河泸西供电局  云南省红河州  652499  2云南电力技术有限责任公司  云南昆明  650214

摘要：变压器油中的水分含量，会对变压器油的交流局部放电、体积电阻率、相对电容率、介质损耗因数、交流击穿电压等造成影响，本文通过试验探究，对不同水分含量下变压器油的性能进行了探究，结果显示随着水分含量的升高，变压器油的电气性能出现了显著下降。因此在变压器油使用过程中，需要保持其具有较高的纯净度，从而更好的保障电气设备的运行安全。

关键词：绝缘油；水分含量；电气性能；

在电力变压器中，变压器油主要起着绝缘和冷却的作用，其质量对于电力变压器的运行安全具有重要意义。纯净的变压器油的绝缘性能良好，但是如果变压器油中的水分超过一定范围以后，其绝缘性能就会大幅下降。通过对局部放电进行检测，可以及时发现绝缘材料的状况，及时发现设备内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发事故的发生。绝缘油介质中水分含量对于其性能有着比较大的影响，基于此本文对绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响进行了探讨。

1  试验方法

1.1  微水含量测定

采用IEC 60814：1997中规定的方法来测定微水含量，在进行取样和进样的过程中要做好密封；在进样前，需要对取样注射器进行润洗，具体的方式是用试样油清洗3次；在进样过程中，将注射器的针头插入仪器的反应液中；在进样以后要立刻开始进行分析。每次分析的进样量通常为1mL，连续分析10次，然后取平均值，得到最终的测试结果。

1.2  交流局部放电试验

按照GB/T 17648—1998的方式来进行交流局部放电试验，按照该标准规定的油杯中进行交流局部放电试验，下电极为一个直径为 12.5~ 13 mm的轴承钢球，上电极为尖端曲率半径为3 μm针电极。针对球的间隙为(50±1)mm，针伸出针夹头之外(25±1)mm。将被测液体缓慢的倾倒到干净的试验容器中，在第一次施加电压之前，需要将该液体在容器内静置5min。然后将试验容器和工频变压器相连，然后以1 kV/s的速度从零开始增加电压直至放电电荷等于或大于10 pC的局部放电出现，记录该电压为 V1，然后将电压快速降到零。在试验中，容器每一次充液要进行重复测量，得到至少10次测量值，（V1~V10），每次施加电压应有一定的时间间隔，本次试验中施加电压的时间间隔为1min，然后将10次测量机进行计算，得到平均值，及为所得值。

1.3  体积电阻率

在本次试验中按照GB/T 1410—2006中的相关规定来进行体积电阻率的测定，在测定中应用三电极油杯，将处理后的油样倒入到油杯之中，然后给油杯施加直流250 V/mm电场强度，电化时间(60±2)s，试验时应保持温度在90℃，保持时间至少为30min。

1.4  相对电容率及介质损耗因数

根据GB/T 1409—2006中的相关规定来进行相对电容率及介质损耗因数的测定，测试过程中使用三电极油杯进行测试，施加的电压为1 kV，测试要重复两次，最终结果取平均值。

1.5  交流击穿电压

按照GB/T 507—2002中规定来进行交流击穿电压的测试，实际测定条件如下：陶瓷油杯电极采用ϕ12.5 mm 的球形电极，电极间隙为2.5 mm；在具体的测试时，首先将经过处理之后的油样倒入到油杯之中，然后以2 kV/s的速率升压直至油样击穿，测试样品时要重率6次进行测定，每次测定之间至少要间隔2min，最终结果取平均值。

2  不同微水含量下变压器油的性能

为了测试绝缘油中微水含量对于绝缘油性能的影响，对绝缘油进行了处理，在30℃的温度下，将变压器油分别放置在相对湿度60%、70%、80%和90%的条件下进行吸潮处理，处理72h，得到不同水分含量的变压器油，然后对变压器油的水分含量以及电气性能的参数进行测试，分析变压器油中水分含量对其性能的影响。测试数据如表1中所示：

表1  不同湿度条件下处理72h后变压器油的性能

从上表中可以看出，在相同温度下，处理相同时间，随着湿度的提高，变压器油中的水分含量也呈现出上升趋势，但是上升的量并不是很明显。随着变压器油中水分含量的提高，其在交流局放、体积电阻率、相对电容率、介电常数以及击穿电压等指标方面，性能都呈现出下降趋势。从上表中可以看出，随着微水含量的升高，交流局放的起始电压呈现出不断下降的趋势，局放量则不断升高，说明变压器油在交流局放性能方面，随着微水含量的升高而下降；在体积电阻率方面，随着微水含量的升高，体积电阻率不断下降；在相对电容方面，微水含量升高对相对电容率的影响并不显著，但是也呈现出一定的下降趋势；在介电损耗因数方面，随着微水含量的升高，介电损耗因数呈现出下降的趋势；在击穿电压方面，随着微水含量的升高，变压器油的击穿电压呈现出下降的趋势。由此可以看出，随着湿度的增加，变压器油中的水分含量呈现出上升的趋势，随着水分含量的上升，变压器油的各方面电气性能指标均有所下降，由此可以看出水分含量会影响到变压器的性能。

通过进行试验探究发现，变压器油中的水分存在会导致其性能下降，从而对电气设备的电气性能造成影响，而且还会对电气设备内部的金属材料造成腐蚀，从而可能会引发设备故障。通过分析发现，变压器油中的水分主要有三方面的来源，分别是潮湿空气中的水分侵入、变压器油氧化以后生成以及水分的外部深入。其中，在变压器油的运输和储存过程中是最容易混入杂质和吸潮的环节，因此为了提高变压器油的纯净度，保证电气设备的性能，在使用前需要对变压器油进行处理，通过除杂和除湿操作提高其纯净度。变压器油的除杂去湿可以选择以下方法：先将变压器油用专业滤油机过滤杂质，再将过滤好的油在105 ℃、真空度为133 Pa条件下干燥处理至少4天。通过上述处理，可以使变压器油中的杂质和水分被有效去除，从而使其具有优异的性能，保证电气设备良好运行。

结论

在电力变压器中变压器油具有重要作用，是重要的绝缘和冷却介质，其性能对电力变压器的运行安全有着比较大的影响，变压器油中可能会含有一定的水分，这会导致变压器油的性能显著下降，因此需要对变压器油进行有效控制，在使用前要进行除湿去杂操作，将其中含有的杂质和水分有效的去除掉，从而使变压器油的各项电气性能处于良好的状态。

参考文献

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