大型变压器油流带电现象(含测量方法)
大型变压器油流带电现象
一、油流带电现象
在强迫油循环的大型电力变压器中，由于变压器油流过绝缘纸及绝缘纸板的表面时，会发生油流带静电现象，简称油流带电。油流带电现象国内外均有发生，惕1989年报导，美国曾有12台大型变压器因油流带电现象而损坏。我国曾于1992年对国产大型变压器质量进行过调查，调查结果表明，油流带电引发的静电放电是威胁国内大型变压器安全运行的重要因素之一。东北电力科学院和沈阳变压器厂曾在制造厂内和电力系统中对500kV大型变压器进行油流带电的测试，在40台次的测试中，发现6台次（其中电力系统中的2台次，出厂试验4台次）由于油流带电引起变压器内部放电，其具体情况如表1－－39所示。
表11-39 油流引起变压器内部放电的情况
鉴于以上所述，大型变压器的油流带电现象已引起国内外电力部门和变压器制造业的广泛关注。日本、美国、法国、瑞典、英国和波兰等很多国家早在70年代就投入大量人力、物力对油流带电问题开展研究。近些年来，油流带电问题也引起我国的重视、变压器制造业、电力部门和有关高等偏校都在认真进行研究。
油流带电机理
关于油流带电的机理目前尚有争论，现有的研究结果认为可以从油流的流动作用和交流电场的电动作用两方面来认识。
就油流的流动作用而言，比较普遍的看法是，变压器的固体绝缘材料（如绝缘纸和纸板）的化学组成是纤维素和木质素，其中纤维素带有羟基（-OH），木质素带有羟基、醛基（-CHO）和竣基（-COOH）。在变压器油的不断流动下，油与绝缘纸板发生摩擦，使得这些基团发生电子云的偏移，即
这样，纤维素和木质素分子就被-Hδ+的正电性所覆盖，绝缘纸板表面就如同覆盖着一层正极性的氢原子。带正电性的-Hδ+对油中负离子具有较强的亲合作用，进而吸附油中负离子，并在油一纸界面上形成仍电层。当变压器油以一定速度流动时，偶电层的电荷发生分离，负电荷仍附着在纸板表面，正电荷进入油中并随油流动，形成冲击电流，如图1－－82所示。这样，油就带正电，而纸板表面带负电。随着油的循环流动，油中正电荷越积越多，当积聚到一程度就可能向绝缘纸板放电。
图1－82 电荷分离机理
（a）油静止；（b）油流动
交流电场的电动作用是指外加交流电场能大大加剧静电起电作用。对电动作用机理，目前还远没有达到共识的程度。
测量油流带电倾向的方法和仪器
据报导，目前国内外研究人员测量油流带电倾向的方法有循环直接法、循环注入法、流下法和旋转回金法等。我国采用的方法如下：
（一）循环注入法
东北电力科学研究院应用循环注入法的测量装置如图1－－83所示。装置的静电发生器是一段包有皱纹纸和白布带的引线模型，使油在2mm间隙中循环流过引线模型的表面。用循环泵使基准油以一定的温度和流速流过静电发生器。测量绝缘表面的对地泄漏电流与时间关系，当测量带电倾向时，用注射器注入几十毫升的被试油样，这时泄漏电流有一变化量，根据泄漏电流波形变化求出带电倾向。
图1-83 循环注入法测量装置
1-静电发生器；2-法拉第笼；3-绝缘法兰；4-循环管；5-循环泵；6-调速阀门；7-放油门；8-流量计；9-油箱；10-被试油样器；11-加热器；12-注射器；13-注油阀门；14-调控仪；
15-静电计；16-记录仪
例如，某500kV变电所C相电抗器油带电倾向测量结果如图1－84所示。
图中A点为基准油循环开始，B点为被试油样注入开始，C点为油样注入结束，根据B、C
两点闪电流的变化量，计算出带电倾向。已知测试装置纵坐标灵敏度为0．34nA／cm，根坐标灵敏度为cm，当温度为20℃，注入被试油样为70ml时，经计算带电倾向为q=0. 239 × 10-9× 3．0 × 1012=（μC／m3）
图 1－84循环注入法测量泄漏电流与时间的关系曲线
该装置的特点是：
（1）可移动；
（2）可调节温度和流速；
（3）测带电倾向时可用较少的油样（几十毫升）；
（4）装置除了可测量带电倾向外，还可以用来测量不同油品流动电流与温度和流速的关系。该装置的不足是：
（1）装置所用的基准油量较多，约3000ml；
（2）因油与固体绝缘接触表面较小，所以得到的泄漏电流也较小。
（二）流下法
流下法是一种非循环式的油流带电倾向测量法。其测量装置示意图如图1－85所示。由图可见，它包括以下几个主要部分：
图1-85 流下法测量带电倾向装置示意图
1-油样容器；2-电荷发生器；3-收集荷电油样容器；4-绝缘台；5-记录器；6-法拉第筒；7-
进油口；8-进气口；9-温度计；10-加热器
（l）油样容器。可用塑料或玻璃为材料制作，容积为200ml左右，其作用主要是存放油样，并使油样保持注入前的原始状态。
（2）电荷发生器。即静电发生器，可用层压管或玻璃管内填满碎绝缘纸制成，内径为 15mm 左右，其主要作用是使油样流过其中时分离电荷。试验证明，碎绝缘纸采用滤纸较好、它能产生较大的静电电流，使仪器测量灵敏度增加。
（3）收集荷电油样容器。可用铝板制作，其容积应与油样容器相适应，能将带电的油全部收集在其中，以备测量。
（4）测量仪表。主要是指微电流计，供测量收集荷电油样的容器对地的泄漏电流用，其最小灵敏度为0．05pA。
（5）记录器。用于记录时间特性。
（6）绝缘台。用聚四氯乙烯制作，其作用是将收集荷电油样的容器对地蔽绝缘起来，以免电荷泄放。
（7）法拉北筒，用金属材料制作，其作用是屏蔽外界干拢。
由于该装置具有操作简单、油样少、有标准的纸过滤器和电荷分离效率较高等优点，所以目前在国外获得广泛的应用。不少国家应用该装置测定油中带电倾向，并积累了一定的经验。例如，西屋公司根据运行经验，将运行中的变压器油中带电倾向控制在800μc／cm3之内，否则应更换和过滤油。德国TU变压器厂根据该厂变压器多年运行经验，将运行中的变压器油中带电倾向控制在μc／cm3以下。
在我国，东北电力科学研究院和东北电力学院都用这种装置进行带电倾向的测量和研究。（三）过滤式法
其原理与流下法相似，原电力部电力科学研究院采用的测量装置示意图如图1－86所示。它由压力供给、电荷发生器及测量等部分组成。
图1-86 过滤式法测量带电倾向装置示意图
1-电荷发生器；2-阀门；3-注油器；4-夹子；5-橡皮塞；6-总阀门；7-供气管；8-空气压缩机；9-压力产生及控制；10-油容器；11-聚四氟乙烯绝缘板；12-微电流计（可接图形记录
仪）；13-法拉第屏蔽室
当强迫使变压器通过一层滤纸时，就会发生电荷分离，过滤后的油带正电，滤纸上带负电。应用微电流计可以测得滤纸上静电电荷形成的泄漏电流。再用下式计算带电频向
q=I/(V/T)
式中
q-带电倾向，μc／cm3；
T-全部变压器油流过团体绝缘（滤纸）所需的时间；
I-微静电计测出的静电电流平均值;
V-所用变压器油的总容积。
该装置的特点是，其电荷分离过程能代表实际变压器中发生的油流带电现象，灵敏度较高，能获得较好的测试效果。
影响油流带电的主要因素
（一）油流速度与温度的影响
油流速度是最主要的影响因素。油流速度增加，油流带电程度随之严重，通常认为在 2～4倍的额定流速（平均流速）下，带电倾向较为明显。
例如，西北某水电厂的#1～#3主变压器油中乙炔、总烃含量超标，乙炔含量最高达30ppm，总烃最高达164PPm。经测试和综合分析判断，认为#1～#3主变压器油中乙炔含量增高的重要原因是由于油流放电引起的。为此将原来运行的4台潜油泵减少为3台，使油流速度降低，半年的监测表明：乙炔含量明显降低，并一直趋于稳定。
由于油流速度与温度有关，所以温度变化时，油流带电程度也随之变化。图1－－87示出了在不同流速下，绕组泄漏电流与温度的关系曲线。由图可见，当油温在50～60℃之间时，油流所产生的泄漏电流达最大值。通常，变压器恰工作在这样的温度范围，显然是不利的。研究表明，油的流速在0．29m／s以下时，就不会发生放电现象，但为了安全要留有一定的格度。
（二）油流状态的影响
油的流动分为层流和湍流，油流状态通常以雷诺数表示。图l－88示出了油流状态（雷诺数）与泄电流的
图1-87 不同流速下绕组泄漏电流与温度的关系
图1-88 泄漏电流与雷诺数的关系
关系。从目中可以看出，当油流处在展流区时，泄漏电流与雷诺数成正比，且与温度有关。而在湍流区，则与雷诺数的平方成正比。从展流到湍流的过渡区域，由于油流极不稳定，电荷的分离与雷诺数的2～5次方成正比。
以层压纸管的油流来模拟油流的试验结果如图l－89所示。
A B C 位置
图1-89 在层压纸管模型中静电感应电流的分布
由图可见：
（1）在纸管的入油口油流极不稳定，属湍流状态，其泄漏电流最大。
（2）在纸管的出口处，也有类似的湍流效应。
在实际的变压器中，绕组下部的进油口附近区域属湍流状态，因此该区域油流带电程度严重。（三）励孩对油流带电的影响
图l－90所示为在一台实际的500kV单相自耦壳式变压器模型上进行不同励磁下测量静电泄漏电流的试验结果。由图可知，泄漏电流随励孩电压升高而增大，且与油温有关，泄漏电流的峰值效应明显。
图1－90变压器励磁对泄漏电流的影响
（四）油系对油流带电的影响
当油泵突然起动时，由于油流的扰动，交界面的偶电展快速被油流分离，会使油很快增加到一个较高的起始带电度，频繁起动油泵会加剧这种现象。因此油泵的起动和切断应该逐步进行。此外，由于油泵本身的油流速度较高，很容易分离电行，在设计时，油泵大多是位于冷却器下部，油泵旋转时产生的电荷经油泵本体对地释放一部分，但有人认为，人释放量不够，会影响变压器内部的油流带电，因此有些设计作了改进，其目的是使油进／变压器之前，有一段较长的电荷释放距离。
（五）油中水分的影响
油中水分含量对油的流动带电倾向有明显的影响。随着油中微量水分的减小，油中的带电倾向将增加，从图1-91所示的9种美国产新绝缘油的含水量与电荷密度的关系曲线中可以看出，当怕中微水含量小于15PPm时，油中电行密度剧增。这与油的种类也有关，电荷密度较高的是一种经水解处理后再用漂白土过滤的油种，电行密度较低的是一种经水解处理后再以溶剂革取的油种，两者的区别是前者无抑制剂，后者则添有抑制剂，也即抽中的其他物质对电荷密度会有一定的影响。合格的大型变压器中的绝缘油徽水含量低（约10PPm），使得电荷的泄放困难，故运行中的大型电力变压器油流带电问题较严重。
由于温度的变化，水分在油和纸质材料问有一个连续的动态平衡过程，由于这个过程在连续变化。这相当于液、固两态界面的电导率在连续变化，这也就直接影响了油流带电。
图1-91电荷密度与油含水量的关系
（六）固体纸绝缘材料表面状态的影响
固体纸质绝缘表面吸附电荷的能力，随着其表面的粗糙度增加而增加，即纸质材料表面的网状结构将直接影响电荷的分离。变压器内所使用的各种固体绝缘材料，在油流流过时的带电量（带电电位）与其表面状态的关系如图1－92所示。由图可见，各种材料带电量图 1一则电行密度与油含水量的关系大小不同，其大小顺序是：棉布带＞结纹纸＞压制板＞牛皮纸。这是由于它们表面粗糙度不同所致，例如，棉布带表面粗糙度约为牛皮纸的10倍，其带电量也约为牛皮纸的10倍。材料表面粗糙度增大，实际上是增加了与油质的接触面积，从而增加了吸附电荷的能力。当表面的积累电荷一旦放电后，将会使材料表面变得更粗糙，从而变得更易积累电荷。
（七）油的电导率的影响
油的电导率直接影响油中离子的含量和影响电荷的松弛时间常数。一般认为，当电导率较低时，带电程度随电导率增大而增强，如图1－93所示。但是，当电导率超过某一临界值时，油流带电程度则又随着电导率的增大而减小，且油流带电达到峰值时，电导率的区间一般是（2～5）×10-8S/cm.
（八）介质损耗因数tgδ的影响
图1-92 不同固体绝缘材料的带电量
图1-93 油电导率与电荷密度的关系（测试温度30℃）
油流带电与油本身的介质损耗团数tgδ的关系如图1－59所示。尽管油流带电与其办存在有一定范围的不确定性，但总的趋势是tgδ增大时，带电倾向增加。
（九）其他
现已查明，大型电力变压器的油流带电现象，除上述外，还与变压器油的加工精制工艺、油的老化、变压器的结构（包括泵、散热器、油箱等）、运行状况、油中杂质、光照、油一纸之间水分的迁移等因素有关。
油流带电的抑制方法
（一）降低流速
降低油的平均流速是防止油流带电的有效措施，一般将流速控制在0.5m/s以下，就可能避免因油流带电而发生的放电。通常，降低流速的做法是改造原有的冷却系统，采用低流速、大流量的工作方式。对此，可借助于改进油泵设计、流速设计和对冷却系统采用自动控制来实现。
（二）换油
这是抑制油流带电的有效方法之一，并为多年的运行经验初步证实。具体做法是将具有高带电趋势的油改换为具有低带电趋势的油。然而，这种处理方式的长期效果如何，还需进积累经验。
（三）添加苯并三唑
这是日本研究出的抑制大型变压器油流带电的一种方法，并使用多年。具体做法是在变压器油中添加苯共三唑（简称BTA），添加量一般为10～50Ppm。由于BTA中含有过剩电子、加入油中后，过剩电子一方面被吸附于固体绝缘材料上，使油流动摩擦时不再产生静电；另一方面，即使产生静电，也很容易被油溶解的BTA的过剩电子所中和，使油保持不带电荷。
图 1－94 BTA含量与放电量间的关系
图 1－94示出了 BTA对油中放电量的影响。由图可见，添加 5～10Ppm的BTA时，变压器油放电量的降低是很明显的。我国某单位对添加 BTA的变压器跟踪了两年半，试验结果一直良好。
原电力部电力科学研究院对变压器油添加 BTA抑制油流带电的效果进行了研究，其结果如图l－95。图l－96和图l－97所示。由此可以得如下结论：
图1-95 变压器器油的带电倾向及tgδ（90℃）与BTA浓度的关系
图1-96 变压器油的工频火花放电电压及电导率（90℃）与BTA浓度的关系
（1）添加BTA可以降低变压器油的带电趋势。
（2）添加BTA对油的工频火花放电电压、tgδ及电导率没有不良影响，能降低电tgδ和电导率。
（3）添加 BTA对油的氧化稳定性能有影响，随着BTA浓度的增加，酸值升高。由此说明运行中变压器添加BTA可能会加速油的老化。
这些结论对应用和进一步研究添加BTA的方法是有重要意义的。
图 1－97变压器油在空气中经llh、125℃高温氧化后的酸值与BTA浓度的关系（四）改进变压器设计
合理设计油路结构及在油路中管径变化部分，为避免接头处的棱角，改为圆弧结构，以减少湍流效应的影响。
(五）加强在线监测或带电测量
1．油中溶解气体的色谱分析
变压器内有静电放电时，如果长时间继续下去，同样会引起油中可燃性气体增加，特别是H2和C2H2含量增加较明显。图1－98和图1－99示出了模拟试验的结果。由图1－99可见，模拟和实际情况比较接近。
由于目前应用色谱分析较难区别油流静电放电和其他性质的电气放电，因此尚需作进一步研究。
2．测量局部放电
变压器因油流带电而引起放电时，可同时产生局放信号和超声信号，研究表明，以超声一电气组合法测量油流带电引起的局部放电的效果甚佳，测量时可以改变该变压器励磁电压和油
泵的起动组数，以区别于其他性质的放电，因为只有油流性质的放电才和油泵相关。由于电行积累需要一定的时间，因此油流带电的局部放电试验时间较长
图1-98 放电次数和油中溶解可燃性气体的关系
图1-99 油中可燃性气体组成百分图
3．测量接地电流
测量铁芯和绕组对地的静电对地泄漏电流（或直流电压）也能反映出油流带电的情况，这种静电泄漏电流（或直流电压）与变压器结构有关。图1－100示出了一种油流带电测试线路，利用此线路可以测量多种参数。
图1－100 油流带电测试线路
H一高压套管； L一低压套管， 0一中性点套管； Ir-铁芯央件套管，Z一附抗;W-局放仪， G一数字示波器； C-传感召;S-超声被放大辞；GW一计算机；
TO-打印机； Q-闸刀开关；A一微安表；V一静电电压表
有人曾用上述线路对一台500kV变压器进行了测量，当启用两台冷却器，进油口处油的平均流速约为1.5m/s时测出有油流放电问题。后来增大了进油口管径，导油盒上又开放油四分流，油速降为0．7m/s。，在这种情况下没有油流放电现象。对另一台500kV变压器进行测量时，当启用3台冷却器时，进油口处油的平均流速为0．68m/s，此时有油流放电发生，启用两台冷却器时，油速降为0.45m/s，油流放电就停止了。
目前，国外的测试线路与上述线路相似。
4．测量变压器油的带电倾向
若能直接在线监测或带电测量变压器油的带电频向，无疑是避免变压器油流带电导致事故或故障的一种有效方法。所以研究这种方法具有实际意义。
1000kV特高压变压器油流带电抑制研究
1000kV特高压变压器油流带电抑制研究 发表时间：2016-04-15T15:07:26.093Z 来源：《工程建设标准化》2015年12月供稿作者：刘凤展 [导读] 江苏省电力公司检修分公司扬州运维分部电力输送的路径长度及电力损耗等决定必须依靠超特高压变压器来充分提供输电的效率和质量保证。 （江苏省电力公司检修分公司扬州运维分部，扬州，225001） 【摘要】经济的发展和社会的进步需要稳定可靠的电力能源支撑，我国地形地质的特点决定东部地区经济发展速度快且用电负荷大，西部地区经济发展较为落后但水电资源丰富，因此国家制定西电东输政策实现电力的输送，但电力输送的路径长度及电力损耗等决定必须依靠超特高压变压器来充分提供输电的效率和质量保证。本文分析1000KV特高压变压器的油流带电原因和危害，分析可靠的抑制手段和措施，保障输电的可靠稳定。 【关键词】1000KV特高压变压器；油流带电；抑制措施 变压器利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，是电力系统中的关键设备，其性能的可靠性和安全性直接关系电力系统的安全稳定运行，变压器的设计和制造、应用能力代表电力装备行业的综合技术水平。1000KV的特高压变压器是对电磁环境、技术要求高的特种变压器，科研费用高昂和内部结构的复杂性要求利用严格的质量控制措施和使用规范进行使用，采用科学的合理的手段检测油流带电现象并积极采取措施抑制，保障设备的安全可靠运行。 一、油流带电的形成和危害 1、油流带电的形成机理 油流带电是指在强迫油循环的特高压变压器内部，由于变压器油流过经过特殊干燥处理的绝缘材料（绝缘纸及绝缘纸板）表面时，温度极高的油流与绝缘油道和冷却管道经过摩擦或水分原因产生了电荷分离现象，形成空间电荷后在变压器油或绝缘纸板上以相应的能级进行积聚，当空间电荷的电位迅速升高使该处局部静电场强超过介质的耐受程度时，就会导致发生局部放电或沿面爬电、放电，在放电效应严重时造成绝缘系统的破坏，损害变压器。 2、危害 变压器油和绝缘纸板在相对状况下是绝缘性能较好的材料，容易形成局部静电电荷的积累或分离现象，变压器内油流带电产生的静电放电容易发生在空间电荷密集区域，通常情况下位于绕组上部油道出口和绕组下部油道入口附近，这些部位的工频场强很弱，放电完全取决于空间电荷积聚所产生的静电电位和介质的耐受程度，在耐受程度被突破后，高静电场与正常运行电压造成的交流电场强度不断的叠加就会导致沿绝缘静电放电、爬电放电或表面闪络，发展成为贯穿性击穿，将使固体绝缘受到损伤，使变压器油质劣化或变质，进一步促使放电能量的加强，常在固体绝缘表面形成碳迹，降低了有效的绝缘性能或彻底损失等，引起严重的变压器事故。 二、油流带电的原因 1、油流的流速 经过科学实验和有效数据信息的分析，确定变压器油流速度是对带电现象产生最重要的影响因素，油流速度越大则其带电倾向越为严重，根据油流特性及变压器的运行原理设计相关的油流通过层压纸管进行模拟实验，在实验数据的有效综合分析后得出，纸管的入油口和出油口油流速度在管形变作用下油流不稳定，造成静电电流的增加；1000KV特高压变压器的运行需要迫使油循环速度满足运行机制，因此造成油流状态的不稳定，同时变压器内部结构的复杂性造成油流的转向及通过能力受阻力影响较大，因此造成油流速度与设计的平均流速差异，造成带电现象严重。 2、油温与油的电导率 经过科学实验表明，变压器油流的温度影响与油流带电现象相关的电参数、力学及电化学等数据因素，各类影响因素在油流温度的作用下发生相关的物理或化学反应，其中静电荷的产生和缓和两种相反作用的竞争影响温度特性曲线的变化及极值的出现，部分研究人员认为，带电量随温度变化而发生相应的变化，并且在相关实体模拟试验中表明,由于油流带电,测得绕组的泄漏电流同油温的关系密切。 3、固体绝缘材料的影响 1000KV特高压变压器内固体绝缘材料表面的粗燥程度决定其对电荷的有效吸附能力，通过棉布带与牛皮纸对电荷吸附能力的有效测试，确定10倍于牛皮纸表面粗糙程度的棉布带，其电荷密度也基本10倍于牛皮纸，同时相应的油电荷密度也提高了同样的数量级。由此可见，绝缘材料的表面粗糙度越大，其吸附电荷的能力越强。而当绝缘材料的表面发生放电现象时，表面材质在电荷的作用下发生密度和品质、粗糙度的相应改变，发生毛刺现象会对电荷的集聚效应增加，导致油流带电量的相应增加。 4、油的种类 变压器油是符合变压器工作原理的专业用油，但由于现阶段技术的局限性，变压器油仍具有一定的带电性能，而其带电性能也是影响油流带电的重要因素，科学实验表明，不同品类的变压器油其带电性能和固有电荷密度是存在差异的，其中电荷密度高的变压器油是富含有极化混合物，为降低变压器油的电荷密度，在大量实验验证下，可以按照相关操作程序对变压器油进行精炼处理。 5、交流电场强度的影响 科学研究表明，1000KV特高压变压器油流带电程度与交流电场的强度具有正比例关系，即强度越大的交流电场影响下的带电程度越高。但在低电场强度下，由于交流电场的扩散使进入油中的正离子发生大幅度的振动，造成视在分布的变宽也可以说是变压器油中正离子的长度扩大超过实际长度而引起的流动电流的增大。在较高的电场强度下，交流电场的电射作用可使固体绝缘材料和油之间界面上的静电荷迅速增加并产生电荷的分离。 三、特高压变压器中抑制油流带电的措施 1、改进变压器的绝缘结构 由于产生电荷、发生静电放电的主要部位是在高、低压绕组的油道入口附近以及绕组底部外侧绝缘件等部位，因此在这些部位的表面
开关变压器漏感分析
开关变压器第一讲变压器基本概念与工作原理现代电子设备对电源的工作效率、体积以及安全要求等技术性能指标越来越高，在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中，基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关电源变压器是开关电源中的关键器件，因此，在这一节中我们将非常详细地对与开关电源变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候，必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁通量等概念，为此，这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。在自然界中无处不存在电场和磁场，在带电物体的周围必然会存在电场，在电场的作用下，周围的物体都会感应带电；同样在带磁物体的周围必然会存在磁场，在磁场的作用下，周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外，铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流，这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此，磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下，磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道，电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的，而在磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度，为此，电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度，但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的，因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好，电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关，而且还与介质的属性有关。所以，电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。在电磁场理论中，磁场强度H的定义为：在真空中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力F跟电流I和导线长度的乘积I 的
变压器油的电气性能影响因素
浅谈变压器油的电气性能影响因素 【摘要】影响油浸式变压器电气性能的因素较多，其中对变压器耐压强度有较大影响的主要因素包括变压器油中含水量、含气量、杂质、温度、流速等。文章通过分析这些影响因素对变压器油的耐压强度的影响趋势，说明变压器电压等级越高，油中含水量、含气量及杂质等的控制要求越严格。采用先进的工艺方法来对变压器油脱水、脱气或采用粗精装置去除油中杂质，可以使油达到各电压等级要求。 【关键词】变压器油；耐压强度；油中杂质；温度；流速 1.影响变压器电气性能的各种因素分析 1.1油的含水量 水分在变压器油中以3种形式存在：沉积、溶解和结合。油中含水量越小，工频击穿电压越高。当含水量大于200×10－6时击穿电压不变，因为此时多余水沉于油的底部，不会影响油试验时的击穿电压值。 当油中含水量为（300～400）×10－6时，含水量超过饱和溶解量，水沉积到底部，油的耐压值与饱和溶解量时的耐压值一样。油中含水量对油的介损指标（tgδ）及固体绝缘电性能的影响也很大，随着含水量增大，tgδ值迅速上升。水分增加，油浸纸击穿电压值呈曲线迅速下降，当含水量为3％时，其耐电强度约下降10％。对于500kv变压器出厂时绝缘纸含水量控制在0.5％以下。
在一般情况下，变压器运行时，油温升高，油中含水量增加而纸中含水量降低，即纸中含水向油中扩散；运行温度降低，扩散方向相反。因此，较高油温的变压器在低温环境下退出运行时或当油含水量过高退出运行时，油的含水一部分向纸中扩散，另外，由于油温降低，油中含水量大于饱和溶解量，多余的水分会从油中析出而沉于油箱底或者沉在冷却器底部。当变压器重新投入运行时，冷却器底部的水会由油泵导入变压器线圈，同时水向变压器的高场强区移动，造成潜在危险。这种情况必须引起变压器运行部门注意，对油的含水量必须控制在符合要求的数值之内。 降低油的含水量对提高变压器运行安全及减缓油老化有重要作用。为了降低油的含水量，可以采取对油进行真空加热法处理，油温加热到60～70℃，抽高真空，将油中的含水量降下来。 1.2油中杂质 纯净油的击穿场强很高，当油中存在杂质和水分时，油的击穿电压明显下降。变压器中有大量的绝缘材料，而油中含有纤维杂质，其中含有水分的纤维更易导电。介电系数大，容易沿电场方向排列成杂质小桥。沿小桥的泄漏电流大，发热多，易引起水分汽化，从而使气泡扩大，击穿就会在这些小桥和气泡中发生。电场越均匀，杂质对击穿电压的影响越大，击穿电压的分散性也越大。在不均匀电场中，杂质对耐压及冲击电压的影响较小，这是因为场强最高处发生局部放电时，油发生扰动致使杂质不易形成小桥，同时，在冲
变压器油流静电是什么
变压器油流静电是什么？（1） 油在变压器中强迫流动时，由于固体绝缘表面形成的极性分离，油带走了大量带正电的氢离子，而固体绝缘上因留下过多的电子使其带负电。 变压器运行中铁心和外壳接地，靠近这一部位的油中正电荷可从铁心和外壳泄漏到地;不断留在绕组绝缘上的负电荷，则可通过绕组导体泄漏。没有泄漏的正负电荷，部分在流动过程中被中和，有一部分可能形成积聚的空间电荷。由于电荷的产生速率和泄漏不同，有些变压器可能不易形成空间电荷，而有的变压器的空间电荷在不断地形成和消失。空间电荷的消失过程又分两种情况：一种是空间电荷使该处直流电位提高，促使泄漏电流增加，在动态下形成稍有波动的泄漏电流源;另一种是空间电荷电位迅速升高使该处局部场强超过介质的耐受强度，致使发生放电，形成脉冲电流。由此说明，绕组中性点和铁心对地泄漏电流静电电压可在一定程度上反映变压器油流带电情况。 油流静电放电特性 如前所述，如果产生的电荷与泄漏、中和的电荷达到基本平衡时，积聚的空间电荷产生的局部静电场叠加上交流电场分量还没有超过该处介质的耐受强度，就不会引起放电，正如大多数的强油循环变压器尚未出现油流带电引发的静电放电现象一样;反之，若局部场强超过该处介质的耐受强度，则
会发生放电。 变压器内因上述油流带电过程产生的静电放电且有不同一般交流电压下局部放电的特点。它有两种放电形式，一种是在变压器内某些空间电荷积聚处外施交流电压形民的交流电场很弱，此处放电因完全取决于空间电荷产生的静电电位和介质耐受强度，而且有直流电压下放电的特点。这种放电重复率低，从开始放电到引发事故的时间较长。一般可通过对变压器油中气体分析，发现乙炔等含量增加。 另一种情况是，空间电荷积聚处工作场强较高，交直流电场的叠加作用，因直流分量降低了放电起始电压，使静电放电能引发工频电场下的连续放电，放电重复率高，且有交流放电的特点。该放电从起始到引发事故所需时间较短，往往是还未来得及从色谱分析发现明显的放电迹旬，很快就发生了甚为严重的事故。由此，可以看到上述两种放电对变压器构成的威胁是不同的。实际情况中，上述两种放电形式并不是绝对的，可能同时存在于同一台变压器中。 尽管影响变压器油流带电及静电放电的因素是复杂的，作用方式也是多咱多样的，但油流带电基本过程以及静电放电形成原因都是相似的。人们提出了针对油流静电的试验方法。当变压器内的油流带电过程尚未发展为静电放电时，为了了解变压器内静电积聚程度以及评估由此造成的潜在危险，一般在变压器不充电情况下开启油泵，测量绕组中性点和铁心
变压器油取样方法
变压器油取样方法 一、取样工具 ?1.取样瓶：KDZD-GKP油化瓶，规格500CC；KDZD-ZSQ针筒油化瓶规格100CC。500～1000mL 磨口具塞玻璃瓶，并应贴标签。 适用范围：适用于常规分析。发电厂，电力，钢铁，铁路，变电站，石化等部门相关单位实验室做油品取样试验。 ?取样瓶的准备：取样瓶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，盖紧瓶塞。 2.注射器：应使用20～100mL的全玻璃注射器(最好采用铜头的)，注射器应装在一个专用油样盒内，该盒应避光、防震、防潮等。注射器头部用小胶皮头密封。适用于油中水分含量测定和油中溶解气体(油中总含气量)分析。 3.注射器的准备 ??取样注射器使用前，按顺序用有机溶剂、自来水、蒸馏水洗净，在105℃温度下充分干燥，或采用吹风机热风干燥。干燥后，立即用小胶头盖住头部待用(最好保存在干燥器中)。 4.油桶取样用的取样管 5.油罐或油槽车取样用的取样勺 从充油电气设备中取样，还应有防止污染的密封取样阀(或称放油接头)及密封可靠的医用金属三通阀和作为导油管用的透明胶管(耐油)或塑料管。 6. 二、取样方法和取样部位 1.对于变压器、油开关或其他充油电气设备，应从下部阀门处取样。取样前，油阀门需先用干净甲级棉纱或布擦净，再放油冲洗干净。对需要取样的套管，在停电检修时，从取样孔取样。 ?没有放油管或取样阀门的充油电气设备，可在停电或检修时设法取样。进口全密封无取样阀的设备，按制造厂规定取样。 2.检查油的脏污及水分时，自油箱底部取样。 注：①在取样时应严格遵守用油设备的现场安全规程。
?②基建或进口设备的油样除一部分进行试验外，另一部分尚应保存适当时间，以备考查。 ?③对有特殊要求的项目，应按试验方法要求进行取样。 三、变压器油中水分和油中溶解气体分析取样 取样方法： 1.取样的要求 ??a.油样应能代表设备本体油，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。 ??b.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。 ??c.取样应在晴天进行。取样后要求注射器芯子能自由活动，以避免形成负压空腔。 ??d.油样应避光保存。 2.取样操作 ??a.取下设备放油阀处的防尘罩，旋开螺丝6让油徐徐流出。 ??b.将放油接头4安装于放油阀上，并使放油胶管(耐油)置于放油接头的上部，排除接头内的空气，待油流出。 ??c.将导管、三通、注射器依次接好后，装于放油接头5处，按箭头方向排除放油阀门的死油，并冲洗连接导管。 ??d.旋转三通，利用油本身压力使油注入注射器，以便湿润和冲洗注射器(注射器要冲洗2～3次)。 ??e.旋转三通与设备本体隔绝，推注射器芯子使其排空。 ??f.旋转三通与大气隔绝，借设备油的自然压力使油缓缓进入注射器中。 ??g.当注射器中油样达到所需毫升数时，立即旋转三通与本体隔绝，从注射器上拔下三通，在小胶头内的空气泡被油置换之后，盖在注射器的头部，将注射器置于专用油样盒内，填好样品标签。 3.取样量： ??a.进行油中水分含量测定用的油样，可同时用于油中溶解气体分析，不必单独取样。 ??b.常规分析根据设备油量情况采取样品，以够试验用为限。
变压器油的击穿电压
变压器油的击穿电压 将电压施加于绝缘油时，随着电压增加，通过油的电流剧增，使之完全丧失所固有的绝缘性能而变成导体，这种现象称为绝缘油的击穿。绝缘油发生击穿时的临界电压值，称为击穿电压，此时的电场强度，称为油的绝缘强度，表明绝缘油抵抗电场的能力。击穿电压U (kV)和绝缘强度E (kV/cm)的关系为 E=U/d (2-26) 式中d-电极间距离(cm)。 纯净绝缘油与通常含有杂质的绝缘油具有不同的击穿机理。 前者的击穿是由于游离所引起，可用气体电介质击穿的机理来解释，即在高电场强度下，油分子碰撞游离成正离子和电子，进而形成了电子崩。电子崩向阳极发展，而积累的正电荷则聚集在阴极附近，最后形成一个具有高电导的通道，导致绝缘油的击穿。 通常绝缘油总是或多或少含有杂质，在这种情况下，杂质是造成绝缘油击穿的主要原因。油中水滴、纤维和其他机械杂质的介电系数ε比油的要大得多（纤维的ε=7，水的ε=80，而变压器油的ε≈2.3），因此在电场作用下，杂质将被吸引到电场强度较大的区域，在电极间构成杂质“小桥”，从而使油的击穿强度降低。如杂质足够多，则还能构成贯通电极间隙的“小桥”，流过较大的泄漏电流，使之强烈发热，并使油和水局部沸腾和气化，结果击穿就沿此“气桥”而发生。
下面分别分析影响绝缘油击穿电压的各主要因素。 (1)测量绝缘油击穿强度时采用的电极材料、电极形状和电极面积对油的绝缘强度有影响。根据试验数据得知，在同样的试验条件下，不同电极材料测量的同种油样绝缘强度的排列顺序为Fe<黄铜 MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax： 式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入为AC220V时反射电压为135V；VminDC为整流后的最低直流电压；VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。 变压器原边绕组电流峰值IPK为: 式中：η为变压器的转换效率；Po为输出额定功率，单位为W。 变压器原边电感量LP: 式中：Ts为开关管的周期(s)；LP单位为H。 变压器的气隙lg: 式中：Ae为磁芯的有效截面积(cm2)；△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)；Lp单位取H，IPK单位取A，lg单位为mm。 变压器磁芯 反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量AP为 式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2；Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2；Po 是变压器的标称输出功率，单位为W；fs为开关管的开关频率；Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T；δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A/cm2，η是变压器的转换效率；Km 为窗口填充系数，一般为0.2~0.4；KC为磁芯的填充系数，对于铁氧体为1.0。 根据求得的AP值选择余量稍大的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减少漏感。 变压器原边匝数NP: 式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，Ae单位为cm2，Ts单位为s。 变压器副边匝数Ns: 式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。 功率开关管的选择 开关管的最小电压应力UDS 一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。 绕组电阻值R： 式中：MUT为平均每匝导线长度(cm)；N为导线匝数； 为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。 绕组铜耗PCU为： 原、副边绕组电阻值可通过求绕组电阻值R的公式求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK来计算;求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。 磁芯损耗 磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC： ９２ ｜ 电气时代２００６年第９期 EA 应用与方案供配用电 变 压器油在交变电场作用下 统称为介质损耗因数（通常用ｔａｎ 原 因 分 析 １．溶胶杂质的影响 变压器在出厂前油品或固体绝缘材料中存在着尘埃 投入运行一段时间后 一般仅在１０１０ 扩散慢 粒子可自动聚结处于非平 衡的不稳定状态油中 存在溶胶后 从而导致油ｔａｎ 电压的影响 造成分散体系在各水平面上的浓度不 等 底部浓度较大 则上层油的介损值较小 取样部位的不同 直接影响变压器油介质损耗的测定 蚊子和细 菌类生物侵入所造成的 因此 而 微生物胶体都带有电荷 变压器油处在全密封 油中的微 生物厌氧 特别是在 无色透明玻璃瓶中放置时 运行油温不同 油温在５０ 范围内 运行 所以介损相对增加比较快 一般冬季的 介质损耗因数比较稳定 可以通过油中的生物化验来确定 线圈铜导线严重 过热或烧损等都会使铜离子溶入到油中 导致介损的升高 当油中含水量较低（如３０ 对油的ｔａｎ 其介质损耗因数急剧增加 目前有的变压器制造厂家取 消了净油器（热虹吸器）减少 了渗漏油点 尽管 目前变压器油是通过油枕内的胶囊与外界空气是隔绝的 但变压器上装有净油器（热虹吸器）更有利于 绝缘油质量的稳定 吸出 从而减缓了绝缘中水分的 增加对没有安装净油器（热虹吸器）的变压器油介损增 大 制造厂家的油介损测试设备进行油样试验 时 电桥的准确度达不到要求或温控装置加热过快 由于充电导体对绝缘油的介质损耗影响十分显著净化程度和变压器的运行 状况 电气时代２００６年第９期 ｜ ９３ EA 应用与方案 供配用电应避免取样容器受到污染 保证空杯的介损值并在湿度小的清洁的试 验室内进行加热到终点温度 后立即测量 一般认为 最好在达到温度平衡后立即测量 需用两台介损仪进行对比试验 还应根据其他试验项目进 行综合判定应采用再生处理的 方法进行处理 恢复或改善油的理化指标 吸附剂法适合于处理劣化程度较轻的油 接触法系采用粉状吸附剂（如白土 而渗滤法即强迫油通 过装有颗粒状吸附剂（如硅胶 进行渗滤再生处理 当遇到油介损升高时 油经真空 净化处理后但油 的介质损耗因数值仍较高 而且与许多因数有关 大多数变压器油介质损耗因数增大的 原因是油中溶胶杂质等影响所致 ９ 能通过压板滤油机的滤纸 往 往不能达到目的 通常采用接触法和渗滤法再生处理可以得到良好效果 ８０１ 又能使油介损降到合格范 围 ８０１ ４％比例进 行浸泡 ８０１ ６０ 最后用压板式滤油机将浸泡后的变压器 油进行过滤后 使用ＡＬ２Ｏ３ 吸附剂进行油再生时 油从变压器本体出来 真空滤油机 最后到油罐当中 将本体中的 油全部倒入油罐中 吸附 将油温加热至７０ 该滤油纸形状 及大小与普通滤油纸相同 四周用缝纫机缝好皱 纹纸内有丝棉 首先将药粉滤油纸放入烘箱内干 燥油温控制在 ７０ 待油全部过滤一遍后 随着过滤遍数的增多 经过６ 可将换纸时间固定为８ ｈ／次 就会使油达到较好的处理效果 就采用硫酸 硫酸处理能除去油中多种老化产物 硫酸 主要包括沉降１）沉降阶段 首先 沉降下来的水分和杂质从沉降罐底部排渣阀排出 加酸处理时 边加酸边搅拌 酸 渣分次排出加入白土前 预热温度一般为１００ 温度一般不超过６０ 则认为反应基本完全 从罐底排掉白土渣 EA （收稿日期 大型变压器油流带电现象 一、油流带电现象 在强迫油循环的大型电力变压器中，由于变压器油流过绝缘纸及绝缘纸板的表面时，会发生油流带静电现象，简称油流带电。油流带电现象国内外均有发生，惕1989年报导，美国曾有12台大型变压器因油流带电现象而损坏。我国曾于1992年对国产大型变压器质量进行过调查，调查结果表明，油流带电引发的静电放电是威胁国内大型变压器安全运行的重要因素之一。东北电力科学院和沈阳变压器厂曾在制造厂内和电力系统中对500kV大型变压器进行油流带电的测试，在40台次的测试中，发现6台次（其中电力系统中的2台次，出厂试验4台次）由于油流带电引起变压器内部放电，其具体情况如表1－－39所示。 表11-39 油流引起变压器内部放电的情况 鉴于以上所述，大型变压器的油流带电现象已引起国内外电力部门和变压器制造业的广泛关注。日本、美国、法国、瑞典、英国和波兰等很多国家早在70年代就投入大量人力、物力对油流带电问题开展研究。近些年来，油流带电问题也引起我国的重视、变压器制造业、电力部门和有关高等偏校都在认真进行研究。 油流带电机理 关于油流带电的机理目前尚有争论，现有的研究结果认为可以从油流的流动作用和交流电场的电动作用两方面来认识。 就油流的流动作用而言，比较普遍的看法是，变压器的固体绝缘材料（如绝缘纸和纸板）的化学组成是纤维素和木质素，其中纤维素带有羟基（-OH），木质素带有羟基、醛基（-CHO）和竣基（-COOH）。在变压器油的不断流动下，油与绝缘纸板发生摩擦，使得这些基团发生电子云的偏移，即 这样，纤维素和木质素分子就被-Hδ+的正电性所覆盖，绝缘纸板表面就如同覆盖着一层正极性的氢原子。带正电性的-Hδ+对油中负离子具有较强的亲合作用，进而吸附油中负离子，并在油一纸界面上形成仍电层。当变压器油以一定速度流动时，偶电层的电荷发生分离， 开关电源变压器的漏感 任何变压器都存在漏感，但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。由于开关变压器漏感的存在，当控制开关断开的瞬间会产生反电动势，容易把开关器件过压击穿；漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路，使电路产生振荡并向外辐射电磁能量，造成电磁干扰。因此，分析漏感产生的原 理和减少漏感的产生也是开关变压器设计的重要内容之一。 开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的；因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。要计算变压器线圈之间存在的漏磁通，首先是要知道两个线圈之间的磁场分布。我们知道螺旋线圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。另外，在计算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。 图2-30是分析计算开关变压器线圈之间漏感的原理图。下面我们就用图2-30来简单分析开关变压器线圈之间产生漏感的原理，并进行一些比较简单的计算。 在图2-30中，N1、N2分别为变压器的初、次级线圈，Tc 是变压器铁芯。r 是变压器铁芯的半径，r1、r2分别是变压器初、次级线圈的半径；d1为初级线圈到铁芯的距离，d2为初、次级线圈之间的距离。为了分析计算简单，这里假设变压器初、次级线圈的匝数以及线大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m 径相等，流过线圈的电流全部集中在线径的中心；因此，它们之间的距离全部是两线圈之间的中心距离，如虚线所示。 设铁芯的截面积为S ，S=πr2；初级线圈的截面积为S1，S1=πr 21；次级线圈的截面积为S2，S2=πr22；初级线圈与铁芯的间隔截面积为Sd1，Sd1=S1－S ；次级线圈与初级线圈的间隙截面积为Sd2，Sd2=S2－S1；电流I1流过初级线圈产生的磁场强度为H1， 在面积S1之内产生的磁通量为φ1，在面积Sd2之内产生的磁通量 为φ1'；电流I2流过次级线圈产生的的磁场强度为H2，磁通量为φ2。 图2.30 由此可以求得电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量为：大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m 开关电源变压器测试标准 正常的试验大气条件(除有规定条件除外，均应在正常试验条件下进行试验)： 温 度： 15~35℃ 相对湿度： 45%~75% 气 压： 86~106kPa 一、直流铜阻 目的：保证每一绕组使用正确的漆包线规格。 仪器：TH2511低直流电阻测试仪。 方法：变压器各绕组在温度为20℃时的直流电阻，应符合产品规格书的标准。 若测量环境温度不等于20℃时，应按下面的公式换算 R 20=θ +5.2345 .254R θ 式中： R 20——温度为20时的直流电阻，Ω； R θ ——温度为θ 时测得的直流电阻，Ω； θ——测量时的环境温度，℃。 二、电感量 目的：确保使用正确的磁性材料及绕组圈数的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：对变压器测试端施加额定条件的电桥，测试电感量。见图1 图1 开路 三、直流叠加 目的：检验磁芯的磁饱和特性或实际工作条件下的磁芯特性。 仪器：WK3255B 电桥；FJ1772A 直流磁化电源。 方法：对变压器测试端施加规定的直流电流，用电桥测试电感量。见图2 图2 图中I 0 —— 在测试端N1绕组施加的直流电流 四、漏感 目的：保证绕组处于骨架上正确的位置以及磁性材料的气隙大小的正确性。 仪器：WK3255B 电桥。 方法：将所测变压器次级端短路，在初级端施加额定条件的电桥测试电感量。 见图3 图3 五、绝缘电阻 目的：保证每一绕组对磁芯、静电屏蔽及各绕组间绝缘电阻性能满足所需的 技术指标。 仪器：2679绝缘电阻测试仪。 短 路 方法：用绝缘电阻测试仪对变压器的初次级绕组间或绕组和磁芯、静电屏蔽间施加直流电压500V，测试绝缘电阻值。 不作包装或简易包装的非灌封、浇注结构的元件，测量常态绝缘电阻 前，可先进行预处理。预处理方法：清除变压器表面的尘垢，再将变 压器放入温度80±5℃的烘箱内，保持表1规定的时间从箱内取出， 在正常大气条件下放置48h。 表1 六、绝缘耐压 目的：保证绕组使用了正确的材料和绕组处于正确的位置并提供所需的安全隔离等级。 仪器：2671绝缘耐压测试仪。 方法：将试验电压施加在被测绕组与磁芯、静电屏蔽间，其他绕组与磁芯及静电屏蔽相连。 试验电压在2KV以上时，应从零开始逐渐升高电压至规定值，并保持 规定时间，然后逐渐将试验电压降至零再切断电源。 七、相位 目的：保证每个绕组绕线方向的正确性，即同名端位置是否符合要求。 仪器：3250综合测试仪。 图4 左图黑点标明该变压器的同名端；即表示1、3为绕组的绕线起头端。 In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.强油冷却式变压器油流带电分析正式版 强油冷却式变压器油流带电分析正式 版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 由于变压器的容量和电压等级不断增大，对强油循环冷却要求的提高，绝缘结构的紧凑化，材料干燥度的增加，使得绝缘油流过油道时，就会在油纸界面上产生电荷分离，进而形成油道中局部电荷的积累，即出现油流带电现象。这种积聚达到一定程度，在油中产生浮云状的直流势差，产生闪络放电，破坏油道的绝缘性能，因此油流带电成为引起变压器故障的因素之一。 近些年来，国内运行中的500 kV变压器相继发生数起重大事故，据有关资料报 道，安徽洛河、山东潍坊的故障变压器就存在着明显的油流带电情况，部分500 kV 变压器在出厂实验时也发现有油流放电的迹象，甚至在个别运行中的220 kV变压器也曾有类似的油流放电现象出现。因此，油流带电问题应引起我们的高度关注。 1 油流带电的机理 变压器中的流体带电不同于其它的流体带电，因为变压器通常由液体和固体两种材料承担电力绝缘，而且，它的流体带电是在一封闭的系统内进行，也就是在一个气、水成分受控制的封闭循环系统内进行。 在变压器中油流带电，特别是紊流的影响已导致几起变压器烧毁事故，如洛 关于变压器油处理的方法探讨 发表时间：2016-12-14T14:37:07.157Z 来源：《电力设备》2016年第20期作者：杨立新[导读] 变压器安装是变电站安装工艺中最核心的一个部分，变压器油的状况又是变压器安装中最重要的一项指标。 （中设工程机械进出口有限责任公司） 摘要：变压器油是流动的液体，可充满油箱内各部件之间的气隙，排除空气，从而防止各部件受潮而引起绝缘强度的降低。变压器本身绝缘强度比空气大，所以油箱内充满油后，可提高变压器的绝缘强度。变压器油还能使木质及纸绝缘保持原有的物理和化学性质，并对金属起到防腐的作用，从而使变压器得绝缘保持良好的状态。此外，变压器油在运行中还可以吸收绕组和铁芯产生的热量，起到冷却的作用。所以变压器油的作用是绝缘和冷却。变压器油需要按国家质量标准检验合格后方可使用，如果达不到国家质量标准要求，需进行处理。介绍了变压器油从开始过滤到抽真空注入整个阶段过程控制的一些流程及工艺，阐述了通过使用这些方法来提高施工进度，有效地保证施工质量，减轻劳动强度。 关键词：变压器油；过程控制；过滤 变压器安装是变电站安装工艺中最核心的一个部分，变压器油的状况又是变压器安装中最重要的一项指标。随着电力技术的发展，电压等级越高变压器用油量越大，油的试验项目要求越多，验收标准也越来越高（见表1），在工期紧，工作量大、滤油设备有限的变压器油处理中，极易造成返工。因此，探讨变压器油的处理技术成为一项重要的课题。本文主要给出了普通变压器、直流变压器以及特高压变压器油从开始过滤、注入以及抽真空注入整个阶段的过程控制，以确保变压器用油各项指标的合格性。 1变压器油初始过滤阶段 1.1变压器滤油机和管道材料的选用及清洁 在500kV及以上的变压器油处理中使用的滤油机参数为：油处理能力为12000L/h，过滤器的粗滤芯为0.25mm，精过滤芯为1μm，体积为1869L，4组加热器功率为180kW。滤油机联管使用的为钢丝网骨架保温可伸缩性复合管。在使用滤油设备前，先对滤油机、联管整个系统进行30min以上抽真空除湿处理，再进行30min以上1t左右的热油循环过滤处理，取样合格后（含水量、电气强度）才能进行正常过滤处理。 1.2变压器油过滤时并联油路的设计 按单台变压器（换流变）注入100t油考虑，需准备8～9个15～20t油罐，到达现场的油罐一般布置在变压器附近，呈两行均匀排列，油罐的出口均朝向内侧布置在一条直线上，每个油罐的出口处安装控制阀对油的流入、流出进行单体控制，控制阀出口接一个Ｔ型三通接口，所有油罐的接口通过油管连接在一起，留一个空油罐作为滤油时油的转换使用。这样实现了油在过滤时，可以按需要进行任意油罐内油的过滤，避免了频繁拆除管道的繁琐。 1.3变压器油的防潮控制 在南方的天气湿度很大，已滤好油罐中油的含水量搁置一段时间后往往不能满足要求，处理方法为：在单罐油过滤时，油罐上的呼吸器保持通畅，当某个油罐过滤结束，油温降至常温后，可立即将油罐顶部的呼吸器连同顶盖一起用多层塑料布包紧，以防止空气中的水分渗入罐中。 1.4变压器油颗粒度的控制 一般来讲变压器油颗粒度是最难以控制的，在油样的其他值满足要求，仅颗粒度值不满足要求的前提下，可以在不投入滤油机的加热装置的情况下，进行反复过滤。防止油加热时间过长，造成油的粘度增加，而降低了油的品质。 特高压变压器油对颗粒度的控制，在使用普通滤油机过滤后还使用了精滤器进行再过滤，选用的精滤器参数为：油处理能力为12m3/h，运行温度为40～75℃，设计压力为0.4MPa，精滤器的系统分4级过滤，后3级过滤采用绝对过滤精度的滤材进行过滤。 1.5变压器油取样的控制 变压器油取样也是非常重要的一个环节，往往因为取样的方法不适宜，而造成油样的指标不合格。取油样一般适宜在晴朗天气，上午11:00至下午14:00之间进行。先放掉最初的油约1000mL进行放油油嘴的清洗，再取油进行取样瓶的清洗。取样时宜搭建简易的塑料棚进行防护，取样的人员2人为宜，周围10m内不宜有人走动，并禁止进行任何其他作业，以防止周围的扬尘影响颗粒度数值的控制。取样时操作人员不仅要将手部清洗干净，衣袖扎紧，在取样时还宜减缓呼吸。取变压器本体油样可用大瓶、小瓶、针管分别进行取样，大瓶的油样可用于简化分析取样，小瓶可用于颗粒度分析取样，针管可用于含气量、微水、色谱的分析取样。 2变压器抽真空注油阶段 2.1变压器油注入时排气阀和真空压力计的设计 a）排气阀。用于排出变压器油注入前管道内的空气。具体做法为：关闭注油阀，打开排气阀，打开滤油机，将油罐中的油缓缓注入连通变压器的油管内，在变压器油快到油管的底部入口时，将进油速度减缓，油面产生的许多气泡夹杂着油沫通过放气阀排出管道外部。调整从滤油机出口到变压器入口之间的油管，确保油管内的空气均被放气阀排出管外。 变压器带电补加油工作方案 工作要求的安全措施应拉断路器(开关)和隔离开关（刀闸）（注明编号）断路器（开关）：无隔离开关（刀闸）；无应投切相关直流电源（空气开关、熔断器、连接片）、低压及二次回路：退出主变本体重瓦斯跳闸压板应合接地开关（注明编号）、装接地线（注明确实地点）、应设绝缘板：无应设遮栏、应挂标示牌（注明位置）：1、在工作地点悬挂“在此工作”标示牌；（五）其他安全注意事项1、全体参加工作的施工人员，在开工前必须认真学习《电业安全规程》和有关注意事项。牢固树立“安全第一”的思想，确保施工安全。2、各施工人员在开工前根据分配的任务，认真学习有关规程，并使每个施工人员对施工任务十分明确，确保施工质量。3、临时民工必须在施工前由施工负责人讲解安全注意事项和操作方法，工作中工作负责人必须对其并做好安全监护工作。4、工作人员进入施工现场必须正确佩带安全帽，高空作业人员必须佩戴安全带。。5、工作人员工作时必须与带电部分保持足够的安全距离。6、施工电源要有安全保护措施，带电部分不得裸露。7、施工现场附近应配备适用于扑灭电气火灾的消防器材；发生电气火灾时应首先切断电源。8、施工前，施工负责人必须向每一工作小组负责人及工作人员交待现场的运行方式。9、安装作业前由技术员和安全员进行技术安全交底，使施工人员明确作业顺序及方法，保证质量达验收规范所规定的 要求。四、技术措施（一）引用文件DL/T573-1995电力变压器检修导则GBJ7665-1987变压器油（二）主要工器具和备品备件1、工器具序号名称规格单位数量备注1常用工具箱套12电源电缆盘380V个13万用表块14管钳把25梯子2米把16安全带根27安全帽顶48工程车辆19油泵台110油管根211锑桶个212油瓢个213油桶170kg个114管箍按油管直径个10 详解开关电源变压器的漏感 任何变压器都存在漏感，但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响 特别重要。由于开关变压器漏感的存在，当控制开关断开的瞬间会产生反电动势，容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈 的分布电容组成振荡回路，使电路产生振荡并向外辐射电磁能量，造成电磁干扰。因此，分析漏感产生的原理和减少漏感的产生也是开关变压器设计的重要 内容之一。 开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的;因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。要计算变压器线圈 之间存在的漏磁通，首先是要知道两个线圈之间的磁场分布。我们知道螺旋线 圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场 强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。另外，在计 算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理 或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。 在设铁芯的截面积为S，S=πr2;初级线圈的截面积为S1，S1=πr21;次级 线圈的截面积为S2，S2=πr22;初级线圈与铁芯的间隔截面积为Sd1，Sd1=S1-S; 次级线圈与初级线圈的间隙截面积为Sd2，Sd2=S2-S1;电流I1流过初级线圈产生的磁场强度为H1，在面积S1之内产生的磁通量为φ1，在面积Sd2之内产生的磁通量为φ1’;电流I2流过次级线圈产生的的磁场强度为H2，磁通量为φ2。 由此可以求得电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量为： 电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量 (2-95)、(2-96)式中，μ0sd2H2=φ2就是变压器次级线圈N2对初级线圈 N1的漏磁通;因为，这一部分磁通没有穿过变压器初级线圈N1。漏磁通可以等 变压器油的处理和再生 1 变压器油的过滤 1.1 当油化验酸值符合标准，而其它指标有部分不符合标准时，应进行滤油处理，使油达到标准规定的要求方为合格。滤油的方法可根据油的情况，采用压力式滤油机或油处理设备进行。过滤时主要是除支油中的水份和杂质。当处理油量大或者要除去油中大量水份时，采用油处理机进行曲，一般情况下采用压力式滤油机进行。 1.2 滤油时按滤油机的操作规程进行。用压力滤油机时，油温最好在40℃-60℃，用油处理机时，油温最好在60℃-80℃。滤油时，对油应进行2-3个循环，不满足要求时，还应继续进行。滤油时滤油纸必须先干燥，新油纸在100℃要干燥8小时以上，旧油纸在85℃-95℃范围内必须干燥24小时以上。油纸要求是中性的。在空气相对湿度超过70%时，以及雨雪天气不能进行滤油工作。用压力式滤油机滤油时，正常时压力表指示应在480Kpa以下，若超过490Kpa时，说明油纸已饱和或堵塞，要停机检查，油纸脏时，应更换。 1.3 滤脏油时，要一天清洗一次滤油机，一般情况下每隔三天清洗一次滤油机。滤油时，应在滤油处至少放置两只灭火器，工作人员应会使用灭火器，滤油机上应写“禁止烟火”字样或挂上“严禁吸烟”的标示牌。所有擦洗用的棉纱应妥善保管。 1.4 油的过滤起止时间应记入档案。 2变压器油的再生 当油的酸值不合要求时，采用滤油机过滤是不能解决问题的，必 须经过再生还原，使油恢复原有性能。将油里所含的酸除去，一般是利用表面吸附力强的吸附剂或利用酸—白土洁进行处理。利用吸附剂除酸有接触法和过滤法两种。过滤法是让油通过吸附剂的过滤器；接触法是把油加热和吸附剂的细粉仔细均匀地搅拌，然后澄清并过滤。很实用-很准的计算变压器资料
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