摘要:  500kV電氣設備是電網中的主要設備，其運行狀況直接關系到主網的安全。隨著煉油工藝的發展，將基礎油調制成符合國家常規檢測標準的成品油已變得更加容易。500kV用油必須具有良好的抗氧化安定性、低溫流動性、析氣性，更高的絕緣性能和清潔度。顯然，常規的檢測手段已無法滿足要求，而油質監督的復雜性則要求我們必須建全油質監控手段。

　　關鍵詞: 充油設備;析氣性;絕緣油結構族組成;顆粒度;抗氧化安定性

　　隨著我國電力工業的發展行業結構日趨擴大，輸變電線路的高壓化、大容量化，對電氣設備的維護也越來越重要。500kV電氣設備是電網中最主要設備,是電網的心臟，變壓器油則是充油設備的血液，其運行狀況直接關系到主網的安全，這就對變壓器油油質提出更高的要求。

　　隨著煉油工藝的發展，將基礎油調制成符合國家常規檢測標準的成品油已變得更加容易。而500kV用油必須具有良好的抗氧化安定性、低溫流動性、析氣性，更高的絕緣性能和清潔度。顯然，常規的檢測手段已無法滿足要求，而油質監督的復雜性則要求我們必須建全油質監控手段。因此，在驗收及日常監測過程中我們需要增加必要的油質檢測項目。

　　一、油質析氣性能試驗

　　絕緣油的析氣性又稱氣穩定性，是指油在高電場作用下，烴分子發生物理、化學變化時，吸收氣體或放出氣體的特性。

　　絕緣油在高壓電場作用下，是吸收氣體還是放出氣體，與它的化學組成成分有關。如芳香烴是吸收氣體的，而烷烴和環烷烴是放出氣體的。尤其是烷烴，在強電場作用下，容易發生脫氫反應，產生高分子聚合物，通稱為X-蠟。其反應過程由以上反應可知，油品的烴分子在游離產生的高速質子作用下，發生去氧、加氫、分解、聚合等化學作用，使油吸氣、放氣、增加了油的不飽和度，同時產生X-蠟。

　　若絕緣油具有放氣性，會形成氣體穴存在于油中，會發生局部放電或過熱，嚴重的會導致擊穿并危及電氣設備的安全運行。

　　一般情況下電極附近的場強最強，因此電氣元件附近產生的氣體最多。氣泡附著在電氣元件周圍或游離于電氣元件附近，由于氣體導熱性能差而降低了絕緣油的冷卻效果，從而產生過熱現象。

　　氣泡是造成局部放電的一大原因，而局部放電會影響絕緣的長期壽命。

　　另外氣泡減弱了絕緣油的絕緣和消弧作用，當氣泡聚集過多時可能會發生短路擊穿現象。

　　在密閉的絕緣系統中，例如電纜、電容器或大容量全封閉變壓器等，絕緣油中析出和積累的氣體, 會使封閉體系內壓力增高, 嚴重時造成設備爆裂。研究表明，絕緣油的析氣過程可能是自持性的。

　　油在放出氣體的同時，也產生X蠟，這些氣體和X蠟對油極其有害。X蠟不溶于油，會影響油的導熱和絕緣性能，而析出的氣體又可以電離形成更多的氣體和X蠟，如此惡性循環下去，最終將導致電氣設備的局部熱擊穿，甚至產生嚴重后果。

　　二、絕緣油結構族組成試驗

　　結構族組成試驗是確定復雜分子混合物中結構單元含量的一種手段。
　　不論絕緣油烴類的結構多么復雜，它們都是由烷基、環烷基和芳香基這三種結構單元組成。結構族組成可以確定復雜分子混合物中這些結構單元的含量。三種結構單元在分子中所占的分率可以用芳香環上的碳原子占分子總碳原子的百分數（CA%）、環烷環上的碳原子占分子總碳原子的百分數（CN%）、烷基鏈上的碳原子占分子總碳原子的百分數（CP%）來表示。此外，還可以用分子中的總環數RT、分子中的芳香環數RA和分子中的環烷環數RN來描述。

　　絕緣油結構族組成中各烴類的含量不同對于絕緣油使用性能有著極大的影響。在受到外界作用后，其結構族組分也必然會發生變化。

　　濃縮芳烴加入普通變壓器油后，可降低析氣系數，但在電氣強度方面，降低了脈沖擊穿強度。油的吸潮能力也會隨之增加。

　　石蠟基油煉制后芳烴含量較大致使其析氣系數并不高于環烷基油，有的甚至更低，但是從長期運行的性能要求來看，石蠟基油顯然不如環烷基油，只是在析氣試驗時更多地顯示出芳碳吸收氫離子的效果。

　　有研究人員研究析氣性試驗前后結構族組分的變化，并用紅外分光光度計測試了5種油樣結構族的含量。

　　析氣試驗后，油中芳烴吸收氫而轉化成環烷烴；部分鏈烴分子裂解成低分子烴類氣體致使烷鏈烴的減少，并有一部分聚合成X-蠟。

　　烷烴有較穩定的化學安定性、高閃點、凝固點高；環烷烴有高抗爆性、低凝點及好的潤滑性；芳香烴有吸潮性但有較好析氣性。為了對新油進行很好的監督，對運行油的結構變化很好掌握，絕緣油結構族組分測試是另一項油質監控的有力法寶。

　　三、機械雜質(顆粒度)試驗

　　機械雜質是指油品中侵入的不溶于油的顆粒狀物質。測定油的顆粒度含量可以很好掌握油系統的潔凈程度。

　　大型變壓器容量不斷增加，而設備各部位絕緣距離則逐漸減小，油中顆粒對變壓器絕緣會產生重要影響。許多實例證明有一定數量變壓器的故障是因油品顆粒度含量較大引起的。測定顆粒度對保證大型變壓器的安全運行有著重要意義。

　　四、氧化安定性的測定

　　變壓器油的氧化安定性是將一定量的試油置于恒定溫度的油浴中，在有銅催化劑存在下，通入氧氣、連續氧化164h后，測定其生成的酸值和沉淀物。用氧化安定性指標來估計油品使用壽命。 由于變壓器油在變壓器運行中油溫為60~80℃，當超負荷運行時，油溫更高。油品在長期使用過程中不可避免與氧氣接觸，從而油品會老化而生成酸性物質或油泥，然而酸性物質會對設備中所用 銅、鐵等金屬材料腐蝕而生成金屬鹽，更加速油品老化，生成的油泥粘附在線圈和絕緣部件上，造成堵塞通道，加速固體絕緣材料老化，嚴重影響散熱，導致變壓器中線圈局部過熱，從而發生事故。

長期以來，人們利用氧化安定性指標來預測油品的作用壽命，特別對變壓器油這樣一種需要長期使用的油品來說，尤為重要。因為一個大的變壓器往往需注入幾十噸油。當設備投入運行后，能安全、正常以及長時間的工作對于國家經濟和生活的正常運轉有著直接影響，若油品氧化安定性較好，在使用中變化較小，使用壽命長、不僅節省油料，減少檢修設備所消耗的人力和物力而且還要以保證各部門正常工作，為此人們對變壓器油的安定性指標給予極大的關注。

　　參考文獻

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　　 石油煉制工程（第三版），石油工業出版社，林世雄。
　　 凌愍.變壓器用油的析氣性問題.電力設備2005.1