1 原因分析
變壓器油在電場作用下引起的能量損耗，稱為油的介質(zhì)損耗，通常在規(guī)定的條件下測量變壓器油的損耗，并以介質(zhì)損失角正切tgδ表示。測量絕緣油的介質(zhì)損失角正切，能靈敏地反映絕緣油在電場、氧化、日照、高溫等因素作用下的老化程度，也能靈敏地發(fā)現(xiàn)絕緣油中含有水分、或混入其他雜質(zhì)時(shí)，所生成的極性雜質(zhì)和帶電膠體物質(zhì)逐漸增多等現(xiàn)象。因此，絕緣油的tgδ試驗(yàn)是一項(xiàng)重要的電氣特性試驗(yàn)。變壓器油的介質(zhì)損耗可以用下式表示：
tgδ＝1．8×1012γ／εf
由上式可知，油的介質(zhì)損耗因數(shù)正比于電導(dǎo)系數(shù)γ，因此分析油介損超標(biāo)或有大的增長趨勢的原因，也應(yīng)主要從分析絕緣油的電導(dǎo)系數(shù)γ變化情況入手。
1．1 油中浸入溶膠雜質(zhì)
變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質(zhì)，在安裝過程中可能再一次浸入溶膠雜質(zhì)（如采用了黑色橡膠管等），在運(yùn)行中還可能產(chǎn)生溶膠雜質(zhì)。根據(jù)調(diào)查，原變壓器油運(yùn)行一段時(shí)間以后出現(xiàn)油介損增大的原因，主要是由于變壓器原油生產(chǎn)廠家對(duì)油品的管理混亂，變壓器殘油回收利用不當(dāng)，致使含有溶膠雜質(zhì)的變壓器殘油混入變壓器原油中。油中存在溶膠后，引起電導(dǎo)系數(shù)可能超過介質(zhì)正常電導(dǎo)的幾倍或幾十倍，從而導(dǎo)致油tgδ值增大。
1．2 油質(zhì)老化程度較深
油質(zhì)老化將引起油中酸值的增大、油的粘度減小、界面張力的減小等。但目前油介損偏大的變壓器，絕大多數(shù)是運(yùn)行時(shí)間不長的變壓器，由老化引起油介損升高比較少見。
1．3 油被微生物細(xì)菌感染
微生物細(xì)菌感染主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊子和細(xì)菌類生物浸入所造成的。由于污染所致，在油中含有水、空氣、炭化物、有機(jī)物、各種礦物質(zhì)及微細(xì)量元素，因而構(gòu)成了菌類生物生長、代謝、繁殖的基礎(chǔ)條件。變壓器運(yùn)行時(shí)的油溫，適合這些微生物的生長，故溫度對(duì)油中微生物的生長及油的性能影響很大，一般冬季的介質(zhì)損耗因數(shù)比較穩(wěn)定。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)其本身就有膠體性質(zhì)，因此，微生物對(duì)油的污染實(shí)際是一種微生物膠體的污染，而微生物膠體都帶有電荷，影響油的電導(dǎo)增大，所以電導(dǎo)損耗也增大。判斷變壓器油介損增大是否是由于這種原因而引起，可以通過油中的生物化驗(yàn)來確定。油溫在50～70℃范圍內(nèi)運(yùn)行，介損相對(duì)增加比較快。
1．4 油的含水量增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大
對(duì)于純凈的油來說，當(dāng)油中含水量較低（如30～40μg／L）時(shí)，對(duì)油的tgδ值的影響不大，只是當(dāng)油中含水量較高時(shí)才有十分顯著的影響，如圖1 所示。當(dāng)油中含水量大于60μg／L 時(shí)，其介質(zhì)損耗因數(shù)急劇增加。
1．5 變壓器結(jié)構(gòu)上的原因
從變壓器制造結(jié)構(gòu)上分析，目前有的變壓器制造廠家取消了凈油器（熱虹吸器），從變壓器減少滲漏油角度考慮，減少了滲漏油點(diǎn)。盡管目前變壓器油是通過油枕內(nèi)的膠囊或隔膜與外界空氣是隔絕的，可以說是全密封變壓器，但是筆者認(rèn)為取消凈油器（熱虹吸器），對(duì)變壓器油介損的增大有一定的影響，或者說變壓器上裝有凈油器（熱虹吸器）更有利于絕緣油質(zhì)量的穩(wěn)定，可以在變壓器運(yùn)行過程中“吸出”絕緣內(nèi)部水分，改善絕緣的電氣性能，從而減緩了絕緣中水分的增加。因此，對(duì)沒有安裝凈油器（熱虹吸器）的變壓器油介損增大，這可能是其中一個(gè)原因之一。
1．6 變壓器生產(chǎn)工藝上的原因
目前有些互感器介損超標(biāo)或增大，有一個(gè)很重要的原因，是因?yàn)橛行┲圃鞆S家為了縮短絕緣件的干燥時(shí)間和刻意減小互感器出廠時(shí)的介損值，在工藝上通過提高干燥溫度（一般情況下干燥溫度為110℃，但有些廠家干燥溫度提高到150℃左右）的方法，這樣雖然去掉了絕緣件中的凝聚水和吸附水，但同時(shí)也損傷了絕緣件的化學(xué)成分，運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)油介損增大，而且這種原因引起的油介損增大，很難處理。目前變壓器制造廠家對(duì)絕緣件的處理是否也采取了刻意提高干燥溫度的工藝，至今沒有得到證實(shí)，因此也無法判斷變壓器油介損增大是否由此原因而引起，這需要我們在變壓器監(jiān)制階段對(duì)變壓器干燥工藝特別留意。如果真是由于變壓器內(nèi)絕緣件的化學(xué)成分被損傷而引起變壓油介損增大，那只能返廠處理。
2 變壓器油的再生處理
再生處理是指物理—化學(xué)或化學(xué)方法除去油中的有害物質(zhì)，恢復(fù)或改善油的理化指標(biāo)。再生處理的常用方法有：吸附劑法和硫酸—白土法。吸附劑法適合于處理劣化程度較輕的油；硫酸—白土法適合于處理劣化程度較重的油。吸附劑法又可以分為接觸法和滲濾法，接觸法系采用粉狀吸附劑（如白土、801 吸附劑等）和油在攪拌接觸方式下再生；而滲濾法即強(qiáng)迫油通過裝有顆粒狀吸附劑（如硅膠、顆粒白土、活化氧化鋁等）的凈化器，進(jìn)行滲濾再生處理，這也是我們通常采用的方法。
在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)行中，常遇到下列情況：油經(jīng)真空、過濾、凈化處理后，油的含水量很小，而油的介質(zhì)損耗因數(shù)值較高。這是因?yàn)橛偷慕橘|(zhì)損耗因數(shù)不僅與含水量有關(guān)，而且與許多因數(shù)有關(guān)。從前述的分析中我們可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)增大的原因是油中可溶性極性質(zhì)質(zhì)（如溶膠等）增加所致。對(duì)于溶膠粒子，其直徑在10－9～10－7m 之間，能通過濾紙，所以經(jīng)二級(jí)真空濾油機(jī)處理其介質(zhì)損耗因數(shù)不能達(dá)到目的，因此處理由這種原因引起的油介損增大問題，通常采用滲濾法再生處理可以得到良好的效果，具體的程序和工藝要求如下。
2．1 現(xiàn)場處理所需的工器具
在現(xiàn)場進(jìn)行變壓器油介損處理時(shí)，需要準(zhǔn)備的工器具有：
�。�1）真空濾油機(jī)1 臺(tái)。
2．2 油處理的程序和工藝要求
�。�1）準(zhǔn)備工作
先將油枕內(nèi)的油放完，繼續(xù)放本體油，在放油的同時(shí)用干燥空氣或氮?dú)飧M(jìn)，以免變壓器絕緣受潮。當(dāng)油放至變壓器拱頂100 mm 左右時(shí)停止放油。取本體油樣做介質(zhì)損耗試驗(yàn)，作為變壓器油處理前的基準(zhǔn)值。
（2）本體加熱濾油
按常規(guī)的變壓器真空濾油工藝聯(lián)結(jié)好管道，開啟真空濾油機(jī)。在變壓器油加熱過濾時(shí)要求濾油機(jī)出口的溫度控制在60～65℃，每兩小時(shí)記錄濾油機(jī)出口溫度、本體溫度、過濾器壓力值，當(dāng)過濾器壓力過大時(shí)，應(yīng)該更換過濾器濾芯。當(dāng)本體溫度達(dá)到50℃左右時(shí)（目的是為了將粘浮在器身上的高介損物質(zhì)帶出），開啟所有潛油泵運(yùn)行0．5 h 后，關(guān)閉潛油泵（注意，潛油泵開啟同時(shí)，不得開啟冷卻器風(fēng)扇），再繼續(xù)加熱濾油8 h，取油樣做介損試驗(yàn)，并記錄。然后把變壓器內(nèi)所有的油抽注入油坦克中，注意在抽油時(shí)，變壓器本體同時(shí)注入干燥空氣或氮?dú)猓橥瓯倔w所有油后，要求變壓器器身內(nèi)干燥空氣或氮?dú)獾膲毫Ρ３衷?．02 MPa 左右。
（3）油介損處理
在油介損處理前把所有的聯(lián)接管道用新油徹底地再處理一次，按圖2 所示聯(lián)結(jié)好所有管道。在貯油罐中通過油介損處理罐、過濾器將油溫加熱到65℃左右循環(huán)處理，每4 h 取油樣做介損試驗(yàn)，當(dāng)介損值降低到理想值后繼續(xù)循環(huán)4 h，取樣化驗(yàn)介損值、微水、油電氣強(qiáng)度。結(jié)束油介損處理，開始準(zhǔn)備往本體注油。
�。�4）本體注油
按正常工藝要求進(jìn)行變壓器真空注油。
3 舉例
220 kV 景芳變投運(yùn)前發(fā)現(xiàn)1、2 號(hào)主變壓器油介損偏大，后按照上述處理程序和工藝要求進(jìn)行處理，主變油介損值獲得了較好的處理結(jié)果，具體處理前后的比較如表1。
而110 kV 望江變電站1 號(hào)主變油介損超標(biāo)采用了更換絕緣油的處理辦法。由于受天氣、停電時(shí)間等因數(shù)影響，再加上變壓器器身內(nèi)所有絕緣件經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行后，吸入絕緣件內(nèi)的油已經(jīng)得到飽和，因此采用更換絕緣油的方法，不能把絕緣件內(nèi)的油進(jìn)行徹底更換，運(yùn)行一段時(shí)間后，隨著冷熱油的不斷循環(huán)，絕緣件中介損較大的殘油又混入新油中，最后導(dǎo)致新油的介損增大�？梢姡诂F(xiàn)場采用更換絕緣油的方法來降低介損，并不一定合適。宜把原介損高的變壓器油處理合格，放盡殘油后，再進(jìn)行提油，最好是把變壓器運(yùn)到制造廠，對(duì)器身再經(jīng)過煤油氣相干燥、烘干、抽真空等工序處理。處理前后主變油介損的變化見表2。
4 結(jié)論
(1)引起油介損原因很多，不同原因引起介損增大應(yīng)采取不同方法處理。
