浅析油浸变压器运行温度对其油纸绝缘的影响

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1、浅析油浸变压器运行温度对其油纸绝缘的影响摘要：油浸变压器的寿命取决于艽油纸绝缘的绝缘性能，木文浅析油浸变压器运行温度对变压器油屮水分的含量及山水分d起的一些列物理化学反应的影响，敁终定性得出变压器运彳i温度通过对水分的影响，而导致影响油纸绝缘绝缘性能的结论。关键词：变压器：油纸绝缘：水分；运行温度1•引言大型发电厂，大容虽高电压等级的主变压器、厂用变压器、启备用及联络变压器，作为发电生产的核心主设备，在运行、维护、检修等一些列工作当中倍受重视。而对于电气主设备，油纸绝缘作为这些大型变压器主绝缘，很大程度决定了变压器运行的町靠忡，所以油纸绝缘结构的电气绝缘性能自然成为了重点关注对象。

2、但是，长期以來，人们一直关注的是油浸变压器油纸绝缘在高温环境下的绝缘特性，例如15上敁常见的8°C法则、变压器长层油温运行中不超过85°C等等，实际使用当中，变压器主要保护也多针对其过热来进行整定。所以，在变压器运行当中，其降温散热成为了重点工作给予高度重视，务必要保证其冷却器运行良好。但是，W—方浙来讲，是否变压器的运行温度控制得越低，对变压器就越好，油纸绝缘的寿命就越长呢？2.温度对变压器油中水分含量的影响2.1变压器中水分的米源不可否认，油纸绝缘的变压器中一定是冇水的。即使崭新的变压器，无论制造工艺多么精良，始终无法彻底完全的去除水分。不仅有水，而且水的含量还十分可观。可以大

3、致佔算：一台大型的油纸绝缘变压器大致可包含十几吨绝缘纸和三十几吨油，绝緣纸的含水S—般在2%左心，即使敁优质的绝缘纸K•含水虽也不会低于5%。，油中的水按lg/kg计算吋知，此油纸绝緣的变压器绝缘纸部分含水上百公斤，绝缘油部分含水也冇几十公斤。由于绝缘纸是具有较强吸湿行材料，所以绝缘纸在生产制造过程中十燥处理不良或在装配、运输或贮存时维护不当，造成绝缘纸吸潮、受潮等情况都会使绝缘纸中含冇大fi水分，并M受气相干燥技术瓶颈制约，变压器绝缘纸中也必然会含冇水分。不仅绝缘纸是强吸湿行材料，绝缘油也是具冇吸湿性的。正是由于绝缘油的吸湿性，变压器运行当中与外界大气呼吸作用时，会吸入空气中的潮

4、气，甚至由于变压器不良密封件紧固件的缺陷，导致雨水或潮气入侵，使绝缘油的含水S增加。而且同样受科技方而滤油技术的限制，油中的水分也不可能完全滤除。2.2水分含虽在变压器油纸绝缘间的变化变压器内部，绝缘纸和绝缘油中的含水量关系仅取决于温度。当运行温度升高时，绝缘油对于水分的溶解度会增加，绝缘纸中所含水分会析出溶解到绝缘油中。当温度降低时，绝缘油溶解性K降，溶解水会从有中析出成为悬浮态水分，俏水分从绝缘油当中再流会到绝缘纸的可逆变化虽然存在，然而其速度却会相当缓慢。因此，绝缘油在较低温度卜的含水量要比其在高温K的含水量高。另外，水分可以直接参与纤维素的降解反应，绝缘纸的纤维的分子是葡萄

5、糖(C6H1206)分子，水分促使其水解成低分子的物质，纤维素分子链降解的同时乂产生一部分水，这部分水乂加速纤维素的降解，从而产屮更多的水分。2.3水分在变压器内部的分介规律变压器油中的水分一般为溶解、悬浮、沉积三种状态。溶解在变压器油中的水，在温度较低时，山于变压器油的溶解度不降，会因溶解过饱和而析出，形成悬浮状态的水，悬浮水大量聚集时，形成大水滴与变压器油分离沉税。溶解水由于热动力或强迫油循环的影响，分布会比较均匀，沉积水比重较变压器油大，便沉在变压器底部。何极微小的悬浮水，却会因为水分子的极性，受到变压器内强电场的电场力作用，沿电场方向移动和分布，且电场强度越高的地方，水分的

6、分介将会越密集。油纸绝缘结构中，溥纸板小油隙的油纸界面处，油纸复合介电系数K的电场强度，要比变压器内的其他地方高出好儿倍，变压器油中的悬浮水分便会在纸板油隙处形成微水聚集区。3.变压器油中水分对油纸绝缘的影响大量的水分在变压器内部，受运行当中变压器温度变化的影响，不可避免的要对变压器的绝缘产生威胁。变压器油温较高时，散热过程中的热动力或强迫油循环以及水分本身具有较高的内能，不足以使微水聚集，从而也不会使油纸绝缘结构的绝缘水〒K降。促变压器若在低温环境K长期运行，变压器油的粘稠度便会增大，加之水分析出增加，水分从溶解状转变为悬浮状态。这时受到变压器内部强电场的电场力作川，在绝缘结构中

7、电场较强的纸板间油隙聚集，这些聚集在绝缘纸间隙的水分又对绝缘纸纤维的降解起到促进作川，使绝缘纸纤维分解脱落形成纤维杂质。由于水和纤维的相对介电系数相比于变压器油大得多，所以在变压器强电场的作用K很容易被极化而且会沿若电场的方向排列成“小桥”，如此高电导率的放电小桥，必然会使绝缘纸表面的泄漏电流形成回路，发生局部放电，破坏绝缘纸的结构，逐步降低它的绝缘性能。另外，小桥间的泄漏电流增大，可能会使变压器油中的水分汽化形成气泡；且纤维杂质的存在会使其两端电场强度升高，进一步升