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摘要：电力变压器不仅是电力系统最重要、最昂贵的设备，也是导致电力系统事故最多的设备之一。变压器在发生突发性故障之前，绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压的作用下，将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。变压器作为电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行。本文主要探讨变压器绝缘油的试验方法及质量控制体系。
关键词：变压器；绝缘油；试验；质量控制
应用绝缘油化验分析方法时，需要对外状、颜色、机械杂质，以及水分、闪点和色谱等进行分析。其中，利用色谱分析的最大优势在于能够预测和检测变压器的故障情况，而且不需要停电，只需提取变压器少量油量便可进行化验。在化验时，需要将油样中的气体脱出，并借助气相色谱仪对各气体成分进行分离和检测，完成后可由色谱数据处理机对其中的氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，以及一氧化碳和二氧化碳等进行计算[1]。
1变压器绝缘油的相关内容
变压器油是一种由多种不同分子量的碳氢化合物分子构成的矿物绝缘油。根据GB/T 7252-2001《变压器油》的相关标准来看，我国变压器油按照低温性能划分，一般有10、25及45等三种，而且通过对斯奈德旧型号变压器油的更改，新型变压器油的氧化安定性相对更好，在绝缘、传热和消弧等方面的效果更为有效。一般认为，变压器内部的绝缘油及相关的有机绝缘材料发生改变，与变压器的热点故障、放电故障等有关，由此产生的低分子烃类气体、CO及CO2等会溶解到绝缘油当中，造成变压器油变质情况的发生。在取样时，可以按照以下内容进行：（1）在储油容器取样时，通常油样采集部位设定在污染可能性最大的部位；（2）在取样部位确定后，需要对用到的各种设备及装置进行检查，确保清洁、干燥，不会给油样造成污染；（3）采集过程中，应先打开用油设备的放油阀，并进行放油和清洗，再用少量油对取样瓶进行冲洗，完成后方可取样；其中，测绝缘强度用的取样瓶需要冲洗2～3次，而且如果检测发现环境湿度高于75%，则不宜取样；（4）通过溢流阀为色谱分析、微水分析等进行取样，取样时，需要先将放油阀打开，并进行放油和冲洗；再将塑料管接到阀口位置，打开油阀以使空气排出；完成后在取样瓶底部插入塑料管，让油从下至上溢出瓶口，排尽瓶壁附近的空气，再将塑料管拔出，盖好瓶盖，由此便可完成变压器绝缘油的取样工作。
2变压器绝缘油的试验方法及质量控制体系
2.1取样过程
取样在整个换流变油试验中是至关重要的，样品的好坏直接关系到试验的结果，应严格按照GB/T7595-2007方法取样。影响取样质量的因素很多，为了减少试验误差，在实践中我们总结了以下几点[2]。
2.1.1取样要遵循4个原则
（1）油样应能代表设备本体油，所以应避免在油循环不够充分的死角处取样；一般应从设备底部的取样阀取样，在特殊情况下可在不同取样部位取样。（2）取样要求全密封，即取样连接方式可靠，不能让油中溶解水分及气体逸散，也不能混入空气（必须排净取样接头内残存的空气），操作时油中不得产生气泡。（3）取样应在晴天进行，油样应避光保存。（4）取样后要求注射器芯子能自由活动，以避免形成负压空腔。
2.1.2取样容器的正确选择
（1）換流变油试验不同的项目，要用不同的容器取样。对于密封要求高的项目需用注射器取，例如含水量、含气量、色谱等，因为含水、含气低的油在空气中吸潮、吸气速度极快。用注射器取油的目的除了隔绝空气外，还可防止油中溶解气体散失和试验时操作方便。（2）对于一般的简化项目用棕色磨口瓶取，优点有两个：能遮光，对于一般试验油样不见光对测试结果影响不大；密封相对较好、开启方便。（3）换流变油的颗粒度试验对容器的要求较为严格，必须是专用的瓶子，取样前瓶子先用洗涤剂进行清洗，再用自来水冲洗，最后用蒸馏水洗净，烘干、冷却后倒入10 mL过滤好的石油醚盖紧瓶塞。
2.2试验过程
（1）高质量的油务监督仅有准确的试验结果是不够的，还需要有合理的油务监督流程。基建阶段换流变油试验的流程大体可分为4个部分：新油验收试验、本体注油前试验、本体油循环试验、本体油静置后试验。（2）对于换流变用油而言，我们首先要考虑在电磁场，尤其是在高电压和超高压电场中，油品本身可能会发生的物理和化学变化，其次要考虑油品应满足绝缘和散热性能，再次还要考虑其特殊的输送方式以及在特定环境条件下的使用。通过试验综合考虑才能决定适宜的换流变油。（3）当新油各试验项目都合格后方可接收，即使新油验收合格，也不能代表就可以注入换流变，对于容易受外界环境影响的项目如耐压、微水、介损、颗粒度等必须再次进行试验，合格后方可注入。本体油循环试验环节规程虽然没有强制要求，但这一环节必不可少，这是基建阶段中的一个过程监控，以防油在本体内被二次污染、本体油循环结束后试验不合格又要返工，费时费力。本体油静置后试验，这是在油循环结束静置%h后做的一个全分析，也相当于最后把关，预防油在换流变中与某些物质起物理化学反应而变质。通过这4个环节的监控确保了基建阶段换流变油的品质[3]。
对每种气体仪器都有1个最小检测浓度，如何较准确方便地排除这方面的影响，在实际操作中我们只要看C2H2浓度，检查保留时间，计算校正因子，并建立ID表，这样为以后试验能更准确的分析试验数据提供了依据。进样对试验的结果影响最直接，定量注射器在进样前，必须用标准气冲洗2-3次，尽量不要使用进标气的针，在工作中就遇到过用标样针使样品检测结果有C2H2气体。进样时，注射器在插入注样头前，不得与任何器械接触，或边插注射器边推芯子进样，这样都容易造成气体流失影响结果。进样要做到“三快”、“三防”，谱图出来后应进行数据处理；色谱出峰结束后，必须对谱图进行修改，修改的标准是确保每一个谱峰的起点和终点正确。必须对谱图充分放大，查看有无低浓度组分未自动识别计算，注意组分峰与噪音的区分；因为有时样品谱图不是很标准，影响到试验的结果，要人为做一些修改。
颗粒度的测量受影响最大还是外界颗粒的进入，在避免取样时的因素外，就是试验环节中仪器的清洁了。换流变的油颗粒数（5-100 μ，m的颗粒数/100 mL，下同）要在2000以下，一般用于清洗仪器的石油醚颗粒数都大于2 000，在试验过程中要反复过滤石油醚，不仅造成试剂的浪费，也增加了工作量，而且效果不明显。工作中我们在对石油醚的测量中发现随着静置时间的增加石油醚的颗粒数呈直线下降趋势，这给施工安装节约了大量的宝贵时间，也避免了试验材料浪费，降低了试验成本。最关键的是仪器被清洗的更干净，提高了试验的准确性。换流变的油量很大，在油务处理过程中很难把握取样的最佳时间，造成频繁取样。我们在通过大量的试验，总结出滤油时间与油颗粒数的总体趋势，使用ABB真空滤油机随着循环次数增加颗粒数是总体下降的，由于外界的管道等因素循环次数至少在一次以上才会有明显下降，循环6次基本能达到要求[4]。
结论
绝缘油试验能够对变压器的故障类型及性质作出准确判断，通过在电厂中落实绝缘油化验方法，能够起到有效解决安全隐患，确保变压器正常、高效运行的重要作用。
参考文献：
[1] 毕欣颖，邱成姣，徐澄，刘喜泉. 溪洛渡水电站500kV变压器绝缘油质量控制体系[J]. 水力发电，2013，08：56-59.
[2] 赖春. 试分析绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用[J]. 经营管理者，2013，27：386.
[3] 倪晋兵，黄延庆，徐国八. 主变压器绝缘油色谱异常原因研究[J]. 华东电力，2013，09：1974-1978.
[4] 江建平，吴超. 高压厂用变压器绝缘油中H_2超标的分析和处理[J]. 能源研究与管理，2013，03：59-60.
关键词：变压器；绝缘油；试验；质量控制
应用绝缘油化验分析方法时，需要对外状、颜色、机械杂质，以及水分、闪点和色谱等进行分析。其中，利用色谱分析的最大优势在于能够预测和检测变压器的故障情况，而且不需要停电，只需提取变压器少量油量便可进行化验。在化验时，需要将油样中的气体脱出，并借助气相色谱仪对各气体成分进行分离和检测，完成后可由色谱数据处理机对其中的氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，以及一氧化碳和二氧化碳等进行计算[1]。
1变压器绝缘油的相关内容
变压器油是一种由多种不同分子量的碳氢化合物分子构成的矿物绝缘油。根据GB/T 7252-2001《变压器油》的相关标准来看，我国变压器油按照低温性能划分，一般有10、25及45等三种，而且通过对斯奈德旧型号变压器油的更改，新型变压器油的氧化安定性相对更好，在绝缘、传热和消弧等方面的效果更为有效。一般认为，变压器内部的绝缘油及相关的有机绝缘材料发生改变，与变压器的热点故障、放电故障等有关，由此产生的低分子烃类气体、CO及CO2等会溶解到绝缘油当中，造成变压器油变质情况的发生。在取样时，可以按照以下内容进行：（1）在储油容器取样时，通常油样采集部位设定在污染可能性最大的部位；（2）在取样部位确定后，需要对用到的各种设备及装置进行检查，确保清洁、干燥，不会给油样造成污染；（3）采集过程中，应先打开用油设备的放油阀，并进行放油和清洗，再用少量油对取样瓶进行冲洗，完成后方可取样；其中，测绝缘强度用的取样瓶需要冲洗2～3次，而且如果检测发现环境湿度高于75%，则不宜取样；（4）通过溢流阀为色谱分析、微水分析等进行取样，取样时，需要先将放油阀打开，并进行放油和冲洗；再将塑料管接到阀口位置，打开油阀以使空气排出；完成后在取样瓶底部插入塑料管，让油从下至上溢出瓶口，排尽瓶壁附近的空气，再将塑料管拔出，盖好瓶盖，由此便可完成变压器绝缘油的取样工作。
2变压器绝缘油的试验方法及质量控制体系
2.1取样过程
取样在整个换流变油试验中是至关重要的，样品的好坏直接关系到试验的结果，应严格按照GB/T7595-2007方法取样。影响取样质量的因素很多，为了减少试验误差，在实践中我们总结了以下几点[2]。
2.1.1取样要遵循4个原则
（1）油样应能代表设备本体油，所以应避免在油循环不够充分的死角处取样；一般应从设备底部的取样阀取样，在特殊情况下可在不同取样部位取样。（2）取样要求全密封，即取样连接方式可靠，不能让油中溶解水分及气体逸散，也不能混入空气（必须排净取样接头内残存的空气），操作时油中不得产生气泡。（3）取样应在晴天进行，油样应避光保存。（4）取样后要求注射器芯子能自由活动，以避免形成负压空腔。
2.1.2取样容器的正确选择
（1）換流变油试验不同的项目，要用不同的容器取样。对于密封要求高的项目需用注射器取，例如含水量、含气量、色谱等，因为含水、含气低的油在空气中吸潮、吸气速度极快。用注射器取油的目的除了隔绝空气外，还可防止油中溶解气体散失和试验时操作方便。（2）对于一般的简化项目用棕色磨口瓶取，优点有两个：能遮光，对于一般试验油样不见光对测试结果影响不大；密封相对较好、开启方便。（3）换流变油的颗粒度试验对容器的要求较为严格，必须是专用的瓶子，取样前瓶子先用洗涤剂进行清洗，再用自来水冲洗，最后用蒸馏水洗净，烘干、冷却后倒入10 mL过滤好的石油醚盖紧瓶塞。
2.2试验过程
（1）高质量的油务监督仅有准确的试验结果是不够的，还需要有合理的油务监督流程。基建阶段换流变油试验的流程大体可分为4个部分：新油验收试验、本体注油前试验、本体油循环试验、本体油静置后试验。（2）对于换流变用油而言，我们首先要考虑在电磁场，尤其是在高电压和超高压电场中，油品本身可能会发生的物理和化学变化，其次要考虑油品应满足绝缘和散热性能，再次还要考虑其特殊的输送方式以及在特定环境条件下的使用。通过试验综合考虑才能决定适宜的换流变油。（3）当新油各试验项目都合格后方可接收，即使新油验收合格，也不能代表就可以注入换流变，对于容易受外界环境影响的项目如耐压、微水、介损、颗粒度等必须再次进行试验，合格后方可注入。本体油循环试验环节规程虽然没有强制要求，但这一环节必不可少，这是基建阶段中的一个过程监控，以防油在本体内被二次污染、本体油循环结束后试验不合格又要返工，费时费力。本体油静置后试验，这是在油循环结束静置%h后做的一个全分析，也相当于最后把关，预防油在换流变中与某些物质起物理化学反应而变质。通过这4个环节的监控确保了基建阶段换流变油的品质[3]。
对每种气体仪器都有1个最小检测浓度，如何较准确方便地排除这方面的影响，在实际操作中我们只要看C2H2浓度，检查保留时间，计算校正因子，并建立ID表，这样为以后试验能更准确的分析试验数据提供了依据。进样对试验的结果影响最直接，定量注射器在进样前，必须用标准气冲洗2-3次，尽量不要使用进标气的针，在工作中就遇到过用标样针使样品检测结果有C2H2气体。进样时，注射器在插入注样头前，不得与任何器械接触，或边插注射器边推芯子进样，这样都容易造成气体流失影响结果。进样要做到“三快”、“三防”，谱图出来后应进行数据处理；色谱出峰结束后，必须对谱图进行修改，修改的标准是确保每一个谱峰的起点和终点正确。必须对谱图充分放大，查看有无低浓度组分未自动识别计算，注意组分峰与噪音的区分；因为有时样品谱图不是很标准，影响到试验的结果，要人为做一些修改。
颗粒度的测量受影响最大还是外界颗粒的进入，在避免取样时的因素外，就是试验环节中仪器的清洁了。换流变的油颗粒数（5-100 μ，m的颗粒数/100 mL，下同）要在2000以下，一般用于清洗仪器的石油醚颗粒数都大于2 000，在试验过程中要反复过滤石油醚，不仅造成试剂的浪费，也增加了工作量，而且效果不明显。工作中我们在对石油醚的测量中发现随着静置时间的增加石油醚的颗粒数呈直线下降趋势，这给施工安装节约了大量的宝贵时间，也避免了试验材料浪费，降低了试验成本。最关键的是仪器被清洗的更干净，提高了试验的准确性。换流变的油量很大，在油务处理过程中很难把握取样的最佳时间，造成频繁取样。我们在通过大量的试验，总结出滤油时间与油颗粒数的总体趋势，使用ABB真空滤油机随着循环次数增加颗粒数是总体下降的，由于外界的管道等因素循环次数至少在一次以上才会有明显下降，循环6次基本能达到要求[4]。
结论
绝缘油试验能够对变压器的故障类型及性质作出准确判断，通过在电厂中落实绝缘油化验方法，能够起到有效解决安全隐患，确保变压器正常、高效运行的重要作用。
参考文献：
[1] 毕欣颖，邱成姣，徐澄，刘喜泉. 溪洛渡水电站500kV变压器绝缘油质量控制体系[J]. 水力发电，2013，08：56-59.
[2] 赖春. 试分析绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用[J]. 经营管理者，2013，27：386.
[3] 倪晋兵，黄延庆，徐国八. 主变压器绝缘油色谱异常原因研究[J]. 华东电力，2013，09：1974-1978.
[4] 江建平，吴超. 高压厂用变压器绝缘油中H_2超标的分析和处理[J]. 能源研究与管理，2013，03：59-60.