3混合油電氣性能檢測分析
變壓器油的電氣性能的好壞直接影響了變壓器的運(yùn)行安全。用于表示變壓器油電氣性能的最主要的幾個參數(shù)為變壓器油的擊穿電壓、介質(zhì)損耗因 數(shù)、體積電阻率12。川。因此，本節(jié)依據(jù)GB/T 5654-2007、GB/T 507-2002對這三個典型的電氣性 能參數(shù)進(jìn)行檢測，以檢驗(yàn)混合油的電氣性能。
3.1混合油工頻擊穿電壓
變壓器油的擊穿電壓可以反映變壓器油耐受 極限電應(yīng)力水平，是衡量它在電氣設(shè)備內(nèi)部能耐受 一定電壓能力而不被破壞的尺度［2。］。通過對變壓器 油的擊穿性能測試，可以對由變壓器油制造情況變 化引起的材料性能不同和尚未實(shí)際運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)的新型 變壓器油的電氣強(qiáng)度進(jìn)行判斷，在一定程度上判斷 變壓器油性能的好壞⑶。
在換流變壓器中，變壓器油要經(jīng)受交流或交直 流復(fù)合電壓的作用。換流變壓器內(nèi)絕緣主要是由變 壓器油與絕緣紙復(fù)合組成。交流電壓是按照介電常 數(shù)大小分配，直流電壓按照電阻率的大小分配。由 于變壓器油的介電常數(shù)要明顯小于絕緣紙的介電常 數(shù)，而變壓器油的電阻率要明顯小于絕緣紙的電阻 率。所以在交直流復(fù)合電壓作用下時，變壓器油主 要承擔(dān)復(fù)合電壓的交流部分［加。本文對混合油進(jìn)行 工頻下的擊穿電壓檢測，并與KI50X變壓器油比較，用以判斷變壓器油性能，其結(jié)果如圖4所示。
由圖4可知，所有混合油的工頻擊穿電壓均高 于70 kV。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)25#油、45#油與GTL油本 身具有優(yōu)異的擊穿電壓值，而不同比例的混合油與 KI50X變壓器油的擊壓器油的擊穿電壓處于同一水 平。較高的擊穿電壓可以有效地防止在高電場中的 油中局部放電與油中電暈現(xiàn)象造成的變壓器油的局 部過熱和局部電離，降低功率損失，滿足換流變的 使用要求網(wǎng)。
3.2混合油工頻介質(zhì)損耗因數(shù)
電介質(zhì)中由弛豫極化而造成的損耗，是電介質(zhì) 損耗的重要組成部分，稱為介質(zhì)損耗。較高的介質(zhì) 損耗因數(shù)會導(dǎo)致變壓器油在工作中，電能損耗增加 并且轉(zhuǎn)化為熱能，從而導(dǎo)致產(chǎn)熱加劇，加速內(nèi)絕緣 老化，使介質(zhì)損耗因數(shù)增加，形成惡性循環(huán)［24251。 因此，變壓器內(nèi)的介質(zhì)損耗因數(shù)越低越有利于變壓 器的安全運(yùn)行。本文對混合油的工頻介質(zhì)損耗因數(shù) 進(jìn)行了檢測，并且與KI50X變壓器油進(jìn)行對比，結(jié) 果如圖5所示。
從圖5中可以看出，25#油、45#油、KI50X與 GTL油四款變壓器油與混合油的工頻介質(zhì)損耗因 數(shù)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)中小于0.005的要求。25#油混入 GTL油后，混合油的介質(zhì)損耗因數(shù)降低，并且整體 上隨著混入的異構(gòu)非環(huán)烷基變壓器油GTL油的比 例的增加而下降。不同比例的45#-GTL油混合油的 介質(zhì)損耗因數(shù)與45#相當(dāng)，同時也低于KI50X變壓器油的介質(zhì)損耗因數(shù)。但是45#中混入GTL油后的 介質(zhì)損耗因數(shù)并未呈現(xiàn)單調(diào)變化，這可能是由于 45#油和GTL油兩種結(jié)構(gòu)不同的變壓器油的分子， 在相互之間融合的過程中，由于范德華力或兩種油 品分子相互作用成環(huán)而產(chǎn)生的電環(huán)反應(yīng)，可能會使 分子正負(fù)電荷中心、可能會使分子正負(fù)電荷中心、 發(fā)生偏移，非極性分子表現(xiàn)出極性，使極性分子數(shù) 量變化，宏觀上表現(xiàn)為增加了電場中取向形成的吸 收電流，最終表現(xiàn)出介質(zhì)損耗因數(shù)呈現(xiàn)的波動變化, 但是電環(huán)反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)，并不會對變壓器油 油質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響⑹2可。在4.3節(jié)中，經(jīng)過對 45#-GTL混合油的老化實(shí)驗(yàn)，其介質(zhì)損耗未出現(xiàn)顯 著升高，表明混油后油品性能并未出現(xiàn)顯著劣化。 45#油加入GTL油后的介質(zhì)損耗的變化情況表明了 變壓器油添入其它組分后性能的變化可能會出現(xiàn)非 單調(diào)的情況，需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。
3.3混合油體積電阻率
電介質(zhì)中由泄漏電流而造成的損耗，稱為電導(dǎo) 損耗。變壓器油的電導(dǎo)損耗是由于油內(nèi)分別由烷燒 分子與雜質(zhì)離散為離子后形成的本征離子與雜質(zhì)離 子在電壓作用下而形成的電能上損耗。因此變壓器 油低電場下的體積電阻率對油內(nèi)離子的多少最為敏 感。與介質(zhì)損耗相似，變壓器油電阻率越低，則在 運(yùn)行時電能損耗越大，產(chǎn)熱加劇，內(nèi)絕緣老化加速， 進(jìn)一步降低變壓器油的體積電阻率,縮短絕緣壽命， 降低變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性。因此本文對混合油進(jìn)行了 體積電阻率的檢測并且與KI50X變壓器油進(jìn)行對比，如圖6所示。
由圖6可知，GTL油變壓器油體積電阻率相較 其他環(huán)烷基變壓器油高了近一個數(shù)量級。而混合油 的體積電阻率相較于25#油、45#油也有所上升，整 體上隨著加入GTL油比例的增加而增加，并且高于 KI50X變壓器油的電阻率。
GTL油的生產(chǎn)工藝技術(shù)與傳統(tǒng)變壓器油不同， 組成成分的種類遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)變壓器油，可認(rèn)為成分更為單一。所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出GTL油體積電阻率 相對于25#油、45#變壓器油更高，這表明GTL油 中極性雜質(zhì)含量更低。所以將GTL油分別加入到25#油、45#油變壓器油中，會起到稀釋作用，單位 體積的變壓器油中雜質(zhì)含量下降，所以泄漏電流減 少，體積電阻率增加。
這表明25#油、45#油加入GTL油制得的混合油能夠減小由泄漏電流而帶來的介質(zhì)損耗，減緩變壓器油的老化，使變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性提升。