高温运行对变压器油稳定性的影响研究

李艳青

摘要：高温条件对变压器油的稳定性影响很大，变压器油的稳定性也会对变压器的运行造成影响。文章对变压器油的作用和要求进行了说明，介绍了变压器油抗氧剂的种类与添加方法，并总结了多种因素对变压器油稳定性的影响。

关键词：高温运行；变压器油；稳定性；抗氧化剂

1.变压器油的功能和要求

变压器油的功能主要表现为以下几个方面：

一是绝缘功能。变压器油依靠其良好的绝缘性，可将不同带电部分进行分隔，有效防止内部短路。二是散热冷却功能。变压器运行过程中的线圈内部产生的热量，会被变压器油吸收，再向外界散发，从而保证了设备的安全运行。三是灭弧功能。油浸开关在切断电力负荷时会产生电弧，容易造成故障甚至烧毁设备。当油浸开关启闭过程中会产生部分氢气，吸收大量的热量，从而达到了灭弧的目的。第四是对绝缘材料的保护功能。变压器油具有良好的流动性，可起到保护铁心和线圈等变压器关键组件的作用，从而延缓绝缘材料的氧化。变压器油在运行中会逐步老化。致使变压器油老化的包括外部因素和内部因素。

2.高温对变压器油的影响

变压器运行过程中温度会升高，并导致变压器油产生一系列常温下不会发生或发生比较缓慢的物理和化学变化，加速变压器油的变质而老化。关于温度对变压器油的影响，著名物理学家V.M.Montsinger及Dakin均提出过其观点。本文为了研究温升对变压器油的影响，以图一、图二为实验器材，研究后得出图三、图四所示曲线。

由图三、图四所示，变压器油的密度及粘稠度均随着温度的升高，呈现不同程度的下降趋势，导致其绝缘性下降。

3.添加抗氧化剂提高变压器油安定性

3.1抗氧化剂的作用机理

根据Dakin提出的观点，变压器油的热老化是一种氧化效应，其本质是化学反应过程。因此，提高变压器油的稳定性，延缓其老化过程，就需要从两个方面入手：一是降低变压器运行过程中的温度，二是添加抗氧化剂。由于添加抗氧化剂便于操作，成本相对低廉，本文就第二种手段进行着重讨论。

添加抗氧化剂可以有效提高变压器油的氧化安定性，大大延长变压器油的使用壽命。当然，不同种类的抗氧化剂的效果不同；对不同的变压器油，使用同种抗氧化剂也会呈现出不同的感受性。因此，变压器油的抗氧化性能，必须研究抗氧化剂的特性和添加比例。

在变压器油中添加抗氧化剂的目的是抑制氧化作用，延长油的诱导期。研究显示，抗氧化剂发挥作用的途径多种多样，迄今为止人们认识到的抗氧化剂的作用机理主要包括以下三种：一是通过抗氧化剂中的酚羟基与变压器油中的自由基进行抽氢反应生成相对稳定的半醌自由基，阻断氧化过程的链式反应；二是通过抗氧化剂的较强还原作用供给大量的自由电子，从而清除变压器油中的自由基；三是通过抗氧化剂与金属离子的有效络合，降低催化反应，间接实现抗氧化作用。一般认为，第一种机制在大多数情况下是最重要的，因而研究最多。

某电厂，变压器油添加抗氧化剂（T501）前后的油质抗氧化实验结果如下表：

从上表看出，添加抗氧化剂后，解决了油质不稳定的老化现象，运行8年多经抽样化验油质较稳定。

3.2抗氧化剂的添加方法

变压器油中抗氧化剂添加，一般要经过以下三个步骤：首先是抗氧化剂的感受性试验。向变压器油中添加抗氧化剂之前，应首先进行感受性试验，以确定抗氧化剂本身对该种变压器油是否具有良好的抗氧化效果。其次是确定抗氧化剂的添加剂量。试验显示，T501抗氧化剂在新油中的添加量应掌握在0.3%-0.5%。最后，要根据不同种类的抗氧化剂在变压器油中的溶解度选择合适的添加方法。例如，在新变压器油中添加T501时，一般用热溶解法。

4.结语

综上所述，变压器油的稳定性直接影响到变压器的稳定运行。因此，可以通过向变压器油中添加抗氧剂增强变压器油的抗氧化能力。但是，如果变压器油的温度过高，抗氧化剂的性能也会显著下降。因此，除了添加氧化剂外，还应该从变压器本身的设计和运行环境入手，尽量减低变压器运行过程中的内部温度。