變壓器油——用途、應用、特性

變壓器油是精製油餾分，即礦物油。它是通過蒸餾油獲得的，該餾分在 300 — 400 °C 沸騰。根據原材料等級的不同，變壓器油的特性也不同。該油具有復雜的碳氫化合物成分，平均分子量在 220 至 340 amu 之間。下表列出了變壓器油的主要成分及其在成分中所佔的百分比。

變壓器油作為電絕緣體的性能主要由其值決定 介電損耗角正切…因此，完全排除了油中水和纖維的存在，因為任何機械雜質都會使該指標惡化。

變壓器油的流出溫度為-45°C及更低，這對於確保其在低溫運行條件下的流動性很重要。油的最低粘度有助於有效散熱，即使在 90 至 150°C 的溫度下也能以防爆發。對於不同牌子的油，這個溫度可以是150℃、135℃、125℃、90℃，不能更低。

變壓器油的一個極其重要的特性是它們在氧化條件下的穩定性；變壓器油必須保持長期運行所需的參數。

特別是關於 RF，工業設備中使用的所有品牌的變壓器油都必然受到抗氧化添加劑 ionol（2,6-二叔丁基對甲酚，也稱為 agidol-1）的抑制。添加劑與烴氧化反應鏈中出現的活性過氧化物自由基相互作用。因此，受抑制的變壓器油在氧化過程中具有明顯的誘導期。

對添加劑敏感的油首先會緩慢氧化，因為由此產生的氧化鏈會被抑製劑打斷。當添加劑用完時，油會以沒有添加劑時的正常速度氧化。油氧化的誘導期越長，添加劑的有效性越高。

添加劑的大部分有效性與油的碳氫化合物組成和促進氧化的非碳氫化合物雜質的存在有關，這些雜質可以是氮鹼、石油酸和油氧化的含氧產物。

石油餾分精製後，降低了芳烴含量，去除了非烴類夾雜物，最終提高了離子醇抑制變壓器油的穩定性。同時，還有一個國際標準《變壓器和斷路器用新鮮石油絕緣油規範》。

變壓器油易燃、可生物降解、幾乎無毒且不會消耗臭氧層。變壓器油的密度從每立方米 840 到 890 千克不等。最重要的特性之一是粘度。粘度越高，介電強度越高。但是，對於正常運行 電力變壓器 在斷路器中，油不能太粘稠，否則變壓器的冷卻效果不佳，斷路器無法快速斷開電弧。

這裡需要在粘度方面進行權衡。典型的運動粘度在 20 °C 時，大多數變壓器油在 28 至 30 mm2/s 的範圍內。

在用油填充設備之前，油通過深度熱真空處理進行淨化。根據該指南文件“電氣設備測試範圍和標準”(RD 34.45-51.300-97)，注入氮氣或薄膜屏蔽變壓器、密封測量變壓器和密封套管中的變壓器油中的空氣濃度不得超過高於0.5（氣相色譜法測定），最大含水量為0.001%（重量）。

對於無薄膜保護的電力變壓器和導磁套管，允許含水量按質量計不超過 0.0025%。決定油品純度等級的機械雜質含量，220kV及以下設備不低於11級，220kV以上設備不低於9級.擊穿電壓取決於工作電壓，如表所示。

注油時擊穿電壓比注油前低5kV。允許將純度等級降低 1 級並增加空氣百分比 0.5%。

氧化條件（確定穩定性的方法——根據 GOST 981-75）

油的洩漏點是通過將裝有密封油的管道傾斜45°並使油保持在同一水平面一分鐘的試驗來確定的。對於新鮮油，此溫度不應低於-45 °C。

這個參數是關鍵 油開關……然而，不同的氣候帶有不同的傾點要求。例如，南方地區允許使用澆注溫度為-35℃的變壓器油。

根據設備的運行條件，標準可能會有所不同，可能會有一些偏差。例如，北極品種的變壓器油在-60°C以上溫度不應凝固，閃點降至-100°C（閃點是加熱油產生蒸汽與空氣混合時易燃的溫度） .

原則上，著火溫度不應低於135°C。著火溫度（油著火併燃燒5秒或更長時間）和自燃溫度（在350-400°C的溫度下）等特性C，即使在有空氣存在的封閉坩堝中，油也會點燃）。

變壓器油的導熱係數為 0.09 至 0.14 W / (mx K)，並隨溫度升高而降低。熱容量隨溫度升高而增加，可以從 1.5 kJ / (kg x K) 到 2.5 kJ / (kg x K)。

熱膨脹係數與膨脹水箱尺寸標準有關，該係數在0.00065 1 / K左右。變壓器油在90℃和電場應力為0.5的條件下的電阻MV / m 在任何情況下都不應高於 50 Ghm * m。

除粘度外，耐油性隨溫度升高而降低。介電常數——在 2.1 到 2.4 的範圍內。介電損耗角的正切，如上所述，與雜質的存在有關，因此對於純油在90℃場頻50Hz條件下不超過0.02，在氧化油中可超過0.2 .

在使用 25.4 毫米電極直徑的 2.5 毫米擊穿測試期間測量油的介電強度。結果不應低於 70 kV，然後介電強度至少為 280 kV / cm。

儘管採取了這些措施，變壓器油仍可以吸收氣體並溶解大量氣體。在正常條件下，一立方厘米的油中容易溶解 0.16 毫升氧氣、0.086 毫升氮氣和 1.2 毫升二氧化碳。顯然氧氣會開始氧化一點。相反，如果釋放出氣體，則表明線圈有缺陷。因此，由於變壓器油中溶解的氣體的存在，色譜分析可以揭示變壓器的缺陷。

變壓器的使用壽命和油沒有直接關係，如果變壓器能可靠工作15年，建議每年清洗一次油，5年後進行再生。為了防止石油資源的迅速枯竭，提出了一些措施，採取這些措施將大大延長變壓器油的使用壽命：

• 安裝帶過濾器的膨脹機，用於吸收水和氧氣，以及從油中分離出的氣體；

• 避免工作油過熱；

• 定期清潔；

• 連續濾油；

• 抗氧化劑的介紹。

高溫、油與電線和電介質的反應都會促進氧化，開頭提到的抗氧化劑補充劑旨在防止氧化。但是定期清潔還是需要的。高質量的油清潔使其恢復到可用狀態。

變壓器油退役的原因可能是什麼？這些可能是油被永久性物質污染，這些物質的存在不會導致油發生深度變化，然後進行機械清潔就足夠了。一般來說，有幾種清洗方法：機械、熱物理（蒸餾）和物理化學（吸附、混凝）。

如果發生事故，擊穿電壓急劇下降，出現積碳，或 色譜分析 揭示了一個問題，變壓器油直接在變壓器或開關中清洗，只需將設備與網絡斷開即可。

使用抗氧化添加劑、熱虹吸過濾器等可以延長變壓器油的使用壽命。然而，所有這一切並不排除再生用過的油的需要。

因此，廢油再生的任務是獲得滿足所有新油標準的純化良好的再生物。通過添加新油或抗氧化添加劑來穩定不穩定的再生物質，可以使用最簡單和最經濟的方法再生用過的變壓器油。

再生變壓器油時，重要的是獲得純化良好的再生劑，無論再生方法和油的老化程度如何，如果油的穩定性低，則必須人工進行穩定 - 通過添加新鮮油或添加具有高穩定效果，對再生油有效。

再生用過的變壓器油時，最多可獲得 3 個餾分的基礎油，用於配製其他商用油，如電機油、液壓油、傳動油、切削液和潤滑脂。

平均而言，再生後可獲得 70-85% 的油，具體取決於應用的技術方法。化學再生更昂貴。再生變壓器油時，可以獲得高達 90% 的基礎油，與新鮮的質量相同。

此外

一個問題

是否可以在乾燥天氣下通過掀起變壓器的蓋子來乾燥工作變壓器中的油？水會從油中蒸發，還是相反，油會變濕？

回答

擊穿電壓為 40-50 kV 的干油含有千分之一的水分。為了潤濕油，其特徵是油的擊穿強度降低到 15 - 20 kV，需要百分之一的水分。

在通過膨脹器（或在蓋子下）與大氣自由連通的變壓器中，水分與空氣不斷交換。如果油的溫度降低，其中的水分含量小於空氣中的水分，則油根據水蒸氣分壓定律從空氣中吸收水分。這樣，油的擊穿電壓就降低了。

油和置於油中的變壓器絕緣材料（棉、電木）之間也會發生水分交換。水分在絕緣體中從熱部件移動到冷部件。如果變壓器升溫，則水分從絕緣體轉移到油中，如果變冷，則反之亦然。

由於夏季空氣濕度高，與冬季相比，油的擊穿電壓隨著水分的自由交換而降低。

冬季，空氣濕度最低，空氣與油的溫差最大，油有些乾涸。夏季，雷電浪湧更容易影響變壓器絕緣，變壓器油的擊穿強度本應最高，卻最低。

為了消除空氣和油之間的自由水分交換，使用帶有油封的空氣乾燥器。

因此，當變壓器蓋打開時，可能發生油變乾或變濕。

當空氣中含有最少的水分並且油與空氣之間的溫差最大時，油會在寒冷的天氣中乾燥得更好。但這種干燥效率低下，效果不佳，因此在實際中沒有採用。