电力变压器油纸绝缘热老化研究综述 崔朕铭

电力变压器油纸绝缘热老化研究综述崔朕铭
摘要：如今，随着城镇化和工业化步伐的逐步加快，人们的用电量也在急剧攀升，给电力系统的发展带来了新机遇和新挑战，电力变压器是电力系统不可或缺
的重要组成部分，是保障电网系统安全稳定运行的重要基础。

油纸绝缘则是电力
变压器内部绝缘的主要形式，油纸绝缘的热老化现象直接影响着电网运行的安全
稳定性，甚至会导致大面积停电事故的发生，给人们的日常生活带来了严重的影响。

因此，本文将对电力变压器油纸绝缘热老化问题进行研究综述，旨在提升电
力变压器的工作效率和工作质量。

关键词：电力变压器；油纸绝缘；热老化现象；研究综述
众所周知，电力变压器是变配电的核心设备，是影响电网安全稳定运行的关
键设备，油纸绝缘的效果与电网运行的稳定性有着极为密切的关系，一旦油纸绝
缘产生热老化现象，不仅仅会缩短电力变压器的使用寿命，还会造成电力变压器
产生一系列故障，直接威胁着电网系统的安全稳定运行。

据不完全统计，我国一
半以上的停电事故是由于输变电设备故障引起的，电力变压器油纸绝缘的热老化
问题是造成停电事故的重要因素，基于此，深入探讨电力变压器油纸绝缘热老化
问题，准确掌握电压变压器油纸绝缘热老化的影响因素和相关特征，对于增强电
力变压器的性能和保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

一、电力变压器油纸绝缘的热老化机理
油纸绝缘的热老化主要分为绝缘油的老化和绝缘纸的老化。

电力变压器的绝
缘油是由烷烃、环烷烃等碳氢化合物共同构成，在电弧和局部过热的持续作用下，很容易产生碳氢键断裂和碳碳键断裂的情况，这些已经断裂的氢原子和碳原子会
历经复杂的化学反应重新组合在一块，形成氢气亦或是低分子的烃气，经过一段
时间就会形成大量碳氢聚合物，最终导致绝缘油的老化。

纤维素是绝缘纸的主要
成分，而纤维素降解则是绝缘纸老化的主要表现，随着绝缘纸接触到的水分逐步
增多，纤维素水解的速度会明显加快，这样会直接导致绝缘纸老化，而电力变压
器在长时间工作的情况下，其温度会明显升高，有可能造成纤维素中的糖键断裂，从而导致绝缘纸热老化现象的产生，与此同时，氧化作用会促使纤维素末端的游
离羟基发生氧化还原反应，造成羟基处于不平衡的状态，进一步引发水解问题，
直接导致了绝缘纸老化现象的产生。

二、油纸绝缘热老化的影响因素
影响油纸绝缘热老化现象的因素主要表现在以下五大方面：其一，温度。

温
度是导致电力变压器优质绝缘热老化的重要因素，油纸绝缘的稳定性与温度呈现
反比例关系，一旦温度超过一百摄氏度，油纸中的纤维素就很容易发生降解现象，同时会有大量二氧化碳和水分的产生，直接降低了绝缘纸的性能，并逐步变脆，
也就产生了热老化现象。

同时，温度升高也会造成绝缘油中的碳氢键和碳氧键发
生断裂，进一步加剧绝缘纸的老化；其二，电场。

电力变压器长期在电场的环境
中工作，会在一定程度上促使油纸绝缘结构发生改变，直接造成油纸绝缘的老化
现象，电力变压器内部存在着一定的气隙，电场对于电压器的放电会随着时间的
推移不断累积，当达到一定的累积程度时，电子就很可能出现混乱的现象，自由
电子会在电场的作用下快速运动，这样就会导致有机物分子结构发生解体问题，
进一步加快了油纸绝缘的老化速度；其三，水分。

在电力变压器实际的工作中，
绝缘油难免会吸收一定的水分，而且吸收水分的能力会随着温度的升高不断提升，水分子增多会直接降低纤维素的水解稳定性，加快了纤维素的降解速度和油纸绝
缘的老化速度；其四，氧气。

电力变压器绝缘纸中纤维素在接触到氧气后，会产
生氧化降解的现象，这就会造成绝缘纸末端离子形成氧化纤维素，大大提高了绝
缘油的氧化速度；其五，酸。

酸能够改变油纸绝缘中水分的分配比例，有效提升
了绝缘油的溶解度，酸和水分能够发挥出协同作用，直接加剧了绝缘纸的老化现象，此外，光照、微生物和机械应力等因素同样会加快油纸绝缘的老化速度。

三、油纸绝缘热老化的诊断方法
1.电气诊断法
采取电气诊断法可以检测变压器绝缘纸的击穿强度、介质损耗和局部放电情况，有效掌握油纸绝缘的老化现象。

通过局部放电法对油纸绝缘实施局部放电处理，按照放电量描绘出油纸绝缘的放电相位图，深入研究放电相位的演变规律来
推断油纸绝缘的老化现象，并将放电前后的油纸绝缘能量分布图进行对比分析，
从而掌握油纸绝缘的老化情况。

介电响应法是一种新颖的方法，根据介电响应的
参数可以有效推断油纸绝缘的老化情况，介电响应的电压值与油纸绝缘的老化程
度呈现正比例关系，此种方法有效提升了油纸绝缘热老化的诊断精度，有利于相
关技术人员准确掌握油纸绝缘的真实状态。

2.物理化学诊断法
通过分析油纸绝缘的拉伸强度、聚合度、溶解气体和糖醛含量等物理化学性
能也可以推断油纸绝缘的热老化情况。

若是绝缘纸的拉伸强度降低为初始的20%，此时绝缘纸会完全失去作用，绝缘纸的褶皱会直接影响拉伸强度的检测结果，因此，可以采取检测绝缘纸的聚合度来判断绝缘纸的老化程度，测量时要注意测量
温度的差异，尽可能地使测量温度保持一致，增强聚合度测量的精准性和老化程
度判断的准确性。

与此同时，也可以测量绝缘油中的气体溶解量和糖醛含量，以
溶解气体会加快绝缘油的降解速度为依据，来初步判断油纸绝缘的老化程度，总之，在利用物理化学检测法时，要结合绝缘纸的拉伸强度、聚合度、绝缘油溶解
气体和糖醛含量来综合判断油纸绝缘的老化程度，针对老化严重的绝缘纸要及时
给予更换，保障电力变压器的正常稳定运行。

四、结论
油纸绝缘在电力变压器工作中扮演着十分重要的角色，油纸绝缘老化是无法
避免的现象，相关技术人员必须要加大电力变压器油纸绝缘热老化现象的研究力度，准确掌握影响油纸绝缘热老化的相关因素，不断提高油纸绝缘热老化程度的
检测水平，切实保障电力变压器的安全稳定运行，从而推动电力事业的快速发展。

参考文献：
[1]王世恒.研究电力变压器油纸绝缘热老化问题[J].经贸实践，2016（19）：91.
[2]张文吉.电力变压器油纸绝缘热老化现象的研究[J].科技与创新，2016（06）：126-127.
[3]欧小波，周丹，林春耀，祝令瑜.油浸式电力变压器老化及寿命评估研究综
述[J].南方电网技术，2015，9（09）：58-70.
[4]廖瑞金，杨丽君，郑含博，汪可，马志钦.电力变压器油纸绝缘热老化研究
综述[J].电工技术学报，2012，27（05）：1-12.。