國產加氫型超高壓變壓器油與幾種進口超高壓油的老化試驗情況

連鴻松,鄭東升
(福建省電力試驗研究院，福建省　福州市　350007)

　　摘要：對克拉瑪依加氫型超高壓變壓器油、幾種國外超高壓用油及混合油的老化試驗情況進行了對比分析，試驗證明：國產加氫型超高壓變壓器油的性能指標能滿足超高壓充油電氣設備的需要，但品質尚屬中等，在酸值、顏色及抗氧化性方面還有待進一步改善；國產油可與國外油混合使用。
　　關鍵詞：超高壓設備；變壓器油；進口油；老化；試驗

0　引言

　　變壓器油（絕緣油）在變壓器、電抗器、互感器中主要起絕緣及散熱冷卻作用，同時由于變壓器油是填充在絕緣材料的空隙之中的，因此可保護變壓器鐵心和繞組等組件，且可使纖維和其他材料所吸收的氧含量減少到最低限度以延緩氧對絕緣材料的侵蝕。也就是說，變壓器油的性能對充油電氣設備的安全運行非常重要。
為了解決我國超高壓變壓器的用油問題，原電力工業部與石化部聯合研制出了25號、45號超高壓用油。其中，加氫型超高壓變壓器油在華東、華北和華中等地區的國產和進口500 kV變壓器上已運行十余年，其各項性能指標達到國際水平。目前，福建省電網有500 kV變電站7座，500 kV大型變壓器20臺（相），180 MVA及以上容量大型變壓器近50臺，他們分別來自6個國家的12個生產廠。由于所涉及的變壓器油品種較多，給設備的維護管理帶來諸多不便。為了了解這些油品的抗氧化性能，以及能否與我國克拉瑪依煉油廠(簡稱克煉)研制生產的加氫型超高壓變壓器油混合使用，以利于今后對設備的維護監督與管理，在克拉瑪依煉油廠的協助下，福建省電力試驗研究院對這些超高壓油進行了開口杯老化試驗；同時，為了更好地鑒別環烷基油，保證超高壓油的質量，還對克煉油品進行了族組成和其他性能試驗。

1　老化試驗情況

1.1　試驗條件
　　試驗方法參照行業標準DL 429.6—1991《運行油開口杯老化試驗》。
　　(1） 老化烘箱。采用上海愛斯佩克環境儀器有限公司生產的LC-213型鼓風干燥箱，箱內為不銹鋼板，控溫精度為± 1℃。
　　(2） 試驗溫度。試驗溫度為115± 1℃。
　　(3） 老化時間。可分為40、80 h和120 h。
　　(4) 試油杯。采用1 000 mL廣口瓶，不加蓋。
1.2　測試儀器和方法
　　介損和體積電阻率測試儀器為奧地利保爾公司生產的DTL型介損測試儀，測試方法按IEC 247進行。其他試驗項目按國家標準或行業標準進行。
1.3　試驗油樣來源
　　共有8個油樣，分別是：① 1號油樣。我國克煉加氫型超高壓變壓器油（新油）；② 2號油樣。瑞典尼納斯變壓器油（取自廈門高殿變電站新投運的180 MVA/220 kV變壓器）；③ 3號油樣。日本三菱公司500 kV變壓器配來的新油；④ 4號油樣。日本東芝公司500 kV變壓器配來的新油；⑤ 5號油樣。德國西門子公司變壓器配來的英國油，該油已運行一年；⑥ 6號油樣。1號油90%加2號油10%的混合油；⑦ 7號油樣。1號油90%加3號油10%的混合油；⑧ 8號油樣。1號油90%加5號油10%的混合油。

2　試驗數據

　　(a) 介損值分別對這8個油樣試驗前與老化試驗40、80 h和120 h后的油樣進行介損 、體積電阻率、介電常數、酸值、水溶性酸及部分油的顏色和油泥進行測試，測試數據詳見表1。8個油樣老化試驗后介損 、體積電阻率和酸值測試數據的變化趨勢分別見圖1(a)、(b)、(c)。

（a） 介損值


(b) 體積電阻率


(c) 酸值
圖1　8個油樣老化試驗后介損值、體積電阻率及酸值的變化趨勢

 
表1　8個超高壓變壓器油油樣老化試驗前、后測試數據匯總表

 
3　試驗分析

　　(1) 老化試驗結果綜合對比：①介損值。老化120 h和40 h相比，2號油樣的介損值增加了0.129%，4號油樣的增加了0.215%，1號油樣的增加了0.834%，5號油樣的增加了1.232%，3號油樣的增加了1.546%。②體積電阻率。經120 h老化后，2號油樣的體積電阻率為1.56×1011 Ω·m，4號油樣的為9.00×1010 Ω·m，1號油樣的為2.18×1010 Ω·m，3號油樣的為1.60×1010 Ω·m，5號油樣的為1.07×1010 Ω·m。③酸值。經120 h老化后，2號油樣的酸值為0.015 mgKOH/g，4號油樣的為0.021 mgKOH/g，3號油樣的為0.035 mgKOH/g，5號油樣的為0.038 mgKOH/g，1號樣的為0.048 mgKOH/g。④水溶性酸。從水溶性酸的pH值來看，經120 h老化后，2號油樣的pH值為5.1，前后僅下降了0.2；4號油樣的pH值為4.9，前后僅下降了0.4；1、3、5、6、7、8號油樣經80 h老化后的pH值分別為4.2、4.6、4.2、4.4、4.5和4.4，但經120 h老化后的pH值都變成小于4.2。⑤油色。從油的顏色看，經120 h老化后，2號油樣的顏色為3.5級，淺黃色；4號油樣的顏色為4.5級，黃色；1、6、7、8號油樣的顏色均為棕色；3、5號油樣的顏色為棕褐色。⑥油泥。從油泥生成的情況看，老化120 h后，1、2、4、6、7、8號油樣均無油泥產生；3號油樣生成較多的油泥；5號油樣在老化80 h后就產生較多油泥，老化120 h后油泥很多。對1～5號5種油質經老化試驗的綜合對比可知：瑞典尼納斯油質量最好，其次為日本東芝油，第3為我國克煉油，第4為日本三菱油，最差為英國變壓器油。
　　(2) 從對6、7、8號3種混合油的試驗來看，不論是反映電氣絕緣性能的介損、體積電阻率和介電常數，還是反映化學性能的酸值、pH值和油泥，都表明克煉加氫型超高壓變壓器油可與10%的瑞典尼納斯油、日本三菱變壓器油和英國變壓器油混合使用。