淺析大型變壓器油流帶電現(xiàn)象李智（廣東省電力試驗研宄所，廣東廣州510600）電的測試實例等方面探討了油流帶電現(xiàn)象，提出如何抑制油流帶電現(xiàn)象的產(chǎn)生是當前急需解決的問題。

　　1油流帶電機理bookmark1這樣，纖維素和木質(zhì)素分子就被一H的正電關于油流帶電的機理目前尚有爭，現(xiàn)有的研性所覆蓋，絕緣紙板表面就如同覆蓋著一層正極性宄結(jié)果認為可以從油流的流動作用和父流電場的電的氫原子。正電性的一H8+對油中負離子具有較強動作用兩方面來認識。就油流的流動作用而言，比的親合作用，進而吸附油中負離子，并在油一紙界在強迫油循環(huán)的大型電力變壓器中，變壓器油流過絕緣紙及絕緣紙板的表面時，會發(fā)生油流帶靜電現(xiàn)象，簡稱油流帶電現(xiàn)象。油流帶電現(xiàn)象在國內(nèi)外均有發(fā)生，據(jù)報導，1989年美國曾有12臺大型變壓器因油流帶電而損壞；我國曾于1992年對國產(chǎn)大型變壓器的品質(zhì)進行過調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明，油流帶電引發(fā)的靜電放電是威脅國內(nèi)大型變壓器安全運行的重要因素之一。大型變壓器的油流帶電現(xiàn)象己引起國內(nèi)外電力部門和變壓器制造業(yè)的廣泛關注。日本、美國、法國、瑞典、英國和波蘭等很多國家早在20世紀70年代就投入大量的人力、物力對油流帶電問題進行研究。近些年來，油流帶電問題也引起我國的重視，變壓器制造業(yè)、電力部門和有關高等院校都在認真進行研究。較普遍的看法是，變壓器的固體絕緣材料（如絕緣紙和紙板）的化學組成成分是纖維素和木質(zhì)素，其中纖維素帶有羥基（一0H），木質(zhì)素帶有羥基、醛基（一CHO）和羧基（一COOH）在變壓器油的不斷流動下，油與絕緣紙板發(fā)生摩擦，使得這些基團發(fā)生電子云的偏移，即偶電層的電荷發(fā)生分離，負電荷仍附著在紙板表面，正電荷進入油中并隨油流動，形成沖擊電流。這樣，油就帶正電，而紙板表面帶負電。隨著油的循環(huán)流動，油中正電荷越積越多，當積聚到一定程度時就可能向絕緣紙板放電。

　　2影響油流帶電的主要因素21油流速度、溫度的影響油流速度是影響油流帶電的比較主要因素。油流速度大，油流帶電程度隨之嚴重，通常認為在2~4倍的額定流速（平均流速）下，帶電傾向較為明顯。由于油流速度與溫度有關，所以溫度變化時，油流的帶電程度也隨之變化。

　　22油流狀態(tài)的影響油的流動分為層流和湍流。在實際的變壓器中，繞組下部的進油口附近區(qū)域?qū)偻牧鳡顟B(tài)，該區(qū)域油流帶電程度嚴重。

　　23油中水分的影響油中水分含量對油的流動帶電傾向有明顯的影響。隨著油中微量水分的減少，油中的帶電傾向?qū)⒓?，合格的大型變壓器中的絕緣油微水的質(zhì)量分數(shù)較低（約1X10-）），使得電荷的泄放困難，故運行中的大型電力變壓器油流帶電問題較嚴重。由于溫度的變化，水分在油和紙質(zhì)材料間有一個連續(xù)的動態(tài)平衡過程，由于這個過程在連續(xù)變化，相當于液、固兩態(tài)界面的電導率在連續(xù)變化，這也就直接影響了油流帶電。

　　24介質(zhì)損耗因數(shù)的影響在一定范圍內(nèi)，油流帶電與介質(zhì)損耗因數(shù)存在不確定性，但總的趨勢是介質(zhì)損耗因數(shù)大時，帶電傾向加。

　　25其它現(xiàn)己查明，大型電力變壓器的油流帶電現(xiàn)象，除受上述因素影響外，還與變壓器油的加工精制工藝、油的老化、變壓器的結(jié)構(gòu)（包括泵、散熱器、油箱等）、運行狀況、油中雜質(zhì)、光照、油與紙之間水分的遷移等因素有關。向的方法有循環(huán)直接法、循環(huán)注入法、流下法和旋轉(zhuǎn)回金法等。

　　3.1循環(huán)注入法循環(huán)注入法的測量裝置如所示。裝置的靜電發(fā)生器是一段包有皺紋紙和白布帶的引線模型，使油在2mm間隙中循環(huán)流過引線模型的表面。用循環(huán)泵使基準油以一定的溫度和流速流過靜電發(fā)生器。測量絕緣表面的對地泄漏電流與時間的關系，當測量帶電傾向時，用注射器注入幾十毫升的被試油樣，這時泄漏電流有一變化量，根據(jù)泄漏電流波形變化求出帶電傾向。

　　測帶電傾向時可用較少的油樣（幾十毫升）裝置除了可測量帶電傾向外，還可以用來測量不同油品流動電流與溫度和流速的關系。

　　裝置所用的基準油油量較大，約3L；因油與固體絕緣接觸的表面較小，所以得到的泄漏電流也較小。

　　3.2流下法流下法是一種非循環(huán)式的油流帶電傾向測量法。其測量裝置示意圖如所示。

　　3測量油流帶電傾向的方法和儀器a）油樣容器?？梢运芰匣虿Ａ椴牧现谱?，容積為200mL左右，其作用主要是存放油樣，并據(jù)報導，1目前凰內(nèi)外研究人員測量油流帶n，ublis使油樣保持注入前的原始狀態(tài)。http://www.cnki.net由可見，流下法的測量裝置包括以下幾個電荷發(fā)生器。即靜電發(fā)生器，可用層壓管或玻璃管內(nèi)填滿碎絕緣紙制成，內(nèi)徑為15mm左右。其主要作用是使油樣流過其中時分離電荷。試驗證明，碎絕緣紙采用濾紙較好，它能產(chǎn)生較大的靜電電流，使儀器測量靈敏度加。

　　收集荷電油樣容器。可用鋁板制作，其容積應與油樣容器相適應，能將帶電的油全部收集在其中，以備測量。

　　測量儀表。主要是指微電流計，用以測量收集荷電油樣的容器對地的泄漏電流，其比較小靈敏度為記錄器。用于記錄時間特性。

　　絕緣臺。用聚四氯乙烯制作，其作用是將收集荷電油樣的容器對地屏蔽絕緣起來，以免電荷泄放。

　　法拉第筒，用金屬材料制作，其作用是屏蔽外界干擾。

　　由于該裝置具有操作簡單、油樣少、有標準的紙過濾器和電行分離效率較高等優(yōu)點，所以目前在國外獲得廣泛的應用。不少國家應用該裝置測定油中帶電傾向，并積累了一定的經(jīng)驗。例如，西屋公司根據(jù)運行經(jīng)驗，將運行中的變壓器油中帶電傾向控制在不大于800C/cm3，否則應更換或過濾油。

　　33過濾式法過濾式法的原理與流下法相似，測量裝置示意圖如所示。它由壓力供給、電荷發(fā)生器及測量等部分組成。

　　6?總閥門；7?供氣管；8?空氣壓縮機；9一壓力產(chǎn)生及控制；10-油容器11一聚四氟乙烯絕緣板12?微電流計（可接圖形記錄儀）13?漢拉北屏蔽室當強迫變壓器通過一層濾紙時，就會發(fā)生電荷分離，過濾后的油帶正電，濾紙上帶負電。應用微電流計可以測得濾紙上靜電電荷形成的泄漏電流。再用下式計算帶電頻向，t?全部變壓器油流過團體絕緣（濾紙）所需的時間；I?微靜電計測出的靜電電流平均值；?所用變壓器油的總?cè)莘e。

　　該裝置的特點是，其電荷分離過程能代表實際變壓器中發(fā)生的油流帶電現(xiàn)象，靈敏度較高，能獲得較好的測試效果。

　　4實例測試2002年日本三菱公司對其生產(chǎn)的、在廣東省電力系統(tǒng)內(nèi)使用年限較長的500kV變壓器油流帶電情況進行了一次普查，結(jié)果是均處于正常狀態(tài)。

　　具體數(shù)據(jù)：江門變電站2號變壓器，容量750 MVA，帶電傾向U相為28.1pC/mLV相為2號變壓器，容量750MVA，帶電傾向U相為pC/mL；城變電站2號變壓器，容量750MVA，析，徹底杜絕產(chǎn)生振動的根源。

　　3相關討論31比較信號的選取問題在進行機組振動的比較研究時，選用軸振動還是軸承振動是一個值得認真考慮的問題。從目前的研究來看，理論和試驗室研究用得比較多的是軸振動，而現(xiàn)場研究則多數(shù)選用軸承振動，這里面主要考慮的是信號的信噪比問題。以我們的經(jīng)驗看，建議選用軸承振動為好。主要原因有二：軸振動信號噪聲很豐富，很難在試驗中確定量值及進行相應的降噪處理；軸振動信號相對而言不太穩(wěn)定，而軸承振動信號則穩(wěn)定得多。

　　32穩(wěn)定相關工藝參數(shù)，保持一致性問題在試驗中，一定要確保相關工藝參數(shù)的穩(wěn)定及幾臺對比機組的一致性，這主要是為了剔除一些敏感參數(shù)對振動的影響，避免導致誤判和漏判。一般而言，每臺機組都有一些振動敏感參數(shù)，如真空、軸封溫度等。參數(shù)的不一致會導致振動數(shù)據(jù)的巨大差別。曾經(jīng)在同類型機組上做過試驗，軸封溫度相差50°C影響振動的量值在20%左右12，這足以影響在判斷上的正誤。當然，參數(shù)的選取也有值得商榷的地方，應盡量選取振動敏感度低的區(qū)域，而不是相反，這將另文闡述。

　　4結(jié)束語用比較法對機組的振動進行研究，是一個值得重視的領域。由于振動問題復雜性，有時單純研究1臺機組的振動不容易得出正確和全面的結(jié)論，因此，本文對云浮發(fā)電廠4臺同類型機組的振動進行了初步的比較研究。選取4臺機組基本一致的工況，測取4臺機組同樣位置的振動，以進行比較。通過對機組振動狀況的測試，比較分析，提出了機組的維修和運行建議。通過比較研究，找到了哪些因素是共性因素，哪些因素是獨有因素，為進一步消除故障和確認故障提供了數(shù)據(jù)分析基礎。從長期來看，通過長期的比較研究，可以為機組的預測維修積累大量和必須的數(shù)據(jù)。還有許多工作值得認真研究，如：改變某一關鍵敏感參數(shù)，觀察不同機組的變化關系等。