絕緣油
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-17
絕緣油的實例教程
絕緣油是一種廣泛應用于電力變壓器等電氣設備中的絕緣介質。油浸變壓器等充油電氣設備中絕緣油起著絕緣與散熱作用,但因種種原因,絕緣油的品質在長期運行過程中會發生變化,造成設備絕緣性能下降,影響電力設備的安全運行和維護。為保證變壓器的運行安全必須對絕緣油的電氣強度定期試驗。擊穿電壓是表征絕緣油電氣強度的一項重要指標。
絕緣油擊穿電壓
在規定條件下絕緣油發生擊穿的電壓稱為絕緣油的擊穿電壓，單位一般為KV，絕緣油的擊穿電壓是衡量絕緣油在電氣設備內部能耐受電壓的能力（也稱為絕緣油介電強度）而不被破快的尺度，是檢驗變壓器油性能好壞的主要手段之一。它實際上是測試絕緣油的瞬間擊穿電壓值。
絕緣油擊穿原理
干凈的絕緣油中總會有一些自由電子在外界的高能射線作用下游離出米，或在同部強場作用下從陰極冷射出來。這些電子在電場作用下，產生撞擊游離，最終會導致絕緣油擊穿于這種擊穿完全由電的作用造成，故稱為“電擊穿”。工程上用的絕緣油總是不很純凈有各種各樣的雜質，不純凈的絕緣油的擊穿是由于雜質形成的“小橋”貫穿電極之間，而“小橋”的電導較大，使泄漏電流增大，發熱嚴重，游離過程增強，最后導致“小橋”通道游離擊穿。這一過程是與熱過程緊密聯系著，故稱為“熱擊穿”
干燥清潔的油品具有相當高的擊穿電壓值，一般國產油的擊穿電壓值都在40kV以有的可達60kV以上，但當油中含有游離水、溶解水分或固形物時，由于這些雜質都具有比油本身大的電導率和介電常數，它們在電場(電壓)作用下會構成導電橋路，而降低油的穿電壓值，此試驗可以判斷油中是否存在有水分、雜質和導電微粒，但它不能判斷油品是否存在有酸性物質或油泥。
當涉及到變壓器的運行時，絕緣油是確保其長期使用壽命的最重要元素。然而，隨著時間的推移，它會受到不良物質的污染，從而影響其功能。
展開 植物油作為一種綠色環保的液態絕緣介質，具有優越的阻燃性、耐熱性和絕緣性能，可大幅度提高變壓器的絕緣壽命以及供電的可靠性。植物油的自然降解率可達97%以上，并且可再生能力極強。植物油變壓器的應用具有十分顯著的經濟效益和社會效益。
DPE絕緣紙是由100%天然木質纖維制作而成的，是一種專門應用于配電變壓器高壓線圈層間及高低壓線圈間絕緣的新型絕緣紙（如圖1），DPE絕緣紙具有更強的電氣性能、干燥用時短、浸油速度快、耐熱等級高等特性，這些特性可以優化變壓器的整體設計，縮短變壓器的干燥以及浸油時間，進而節約生產成本，提高產品的市場競爭力。
圖1 DPE絕緣紙以及使用DPE制造的變壓器線圈
植物油燃點和閃點高，完全滿足高絕緣耐熱等級的要求。植物油與高耐溫的固體絕緣材料配合組成的變壓器絕緣系統，可提高植物油變壓器的溫升限值，從而提高變壓器的過載能力和使用壽命，經優化設計后，還可以降低變壓器的重量和體積，進而降低變壓器的生產成本，有利于植物油變壓的推廣和應用。
DPE絕緣紙屬于B級（130℃）固體絕緣材料。在植物油中，DPE絕緣紙的耐溫可達140℃。在植物油變壓器中，DPE絕緣紙允許的最大溫升為85℃，線圈最熱點溫度為120℃，絕緣系統溫度為140℃（如圖2）。
圖2 基于IEEE標準要求測定的DPE絕緣紙耐熱性能
根據標準IEC60076-14，在天然脂（植物）絕緣油中，耐熱絕緣紙和DPE絕緣紙在變壓器頂層油溫、平均線圈溫升、線圈熱點的最大溫升值對比（如圖3）。
展開 在變壓器的運行中，絕緣油是保證其長壽命的最重要元素。然而，隨著時間的推移，它會受到不良物質的污染，從而影響其功能。對這些雜質及其濃度的分析可以提供有關變壓器本身使用壽命和老化的信息，同時提供有關電氣絕緣性能的重要數據，從而確保變壓器的正確運行。目前，獲取上述絕緣油情況的標準程序是對運行中的變壓器探頭進行選擇性和零星的實驗室分析。這是一種實踐，其產生的結果表明，絕緣油的狀態與其實際使用狀態相差甚遠。由于缺乏綜合的監測方法，因此絕緣油在最初調試的5-10年之后，絕緣油才會在實驗室進行檢測，如果有的話，每隔1-2年，當變壓器的壽命達到臨界狀態時才會進行檢測。
基于這種情況，并考慮到該過程目前的缺點，目的是開發一種傳感器，能夠實時記錄運行中變壓器的數據，而不會損害或篡改其功能。所記錄的值應該能夠實時地為變壓器操作員提供所有必要的信息，以便他能夠盡可能快速和有效地對產品的變化作出反應。
TrafoStick是適用于現場在線使用，專門用于可重復測量變壓器絕緣油的擊穿電壓、含水量和溫度的傳感器。一款用于電力變壓器的堅固緊湊的在線傳感器。聲學解決方案的硬件實現，一個鍍鋁壓電諧振器，擴展到包括濕度和溫度傳感器，被封裝在一個緊湊的鋁外殼中。
使用可永久暴露在變壓器油中的材料。測試和校準程序是在對900多個不同變壓器的3800多個油樣進行評估的基礎上制定的。
該計算考慮了油水分（WC）、酸值（TAN）、溫度（T）和擊穿電壓之間的強相關性，由一個32位嵌入式系統在傳感器中執行，該系統使用浮點處理（FPU）并使用查找表（查找表）。油樣極限行為的表示已在查找表中考慮在內。
分解圖顯示了緊湊型TrafoStick的部件，也可用于非常狹窄的安裝情況。在共振室和聲音傳感器上放置了一個濕度和溫度傳感器。使用1英寸的管螺紋將傳感器擰入變壓器外殼。
展開 三是促使絕緣纖維老化,絕緣纖維的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分進入纖維分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物質,降低纖維機械強度和聚合度。實驗證明,120℃,絕緣纖維中的水分每增加1倍,纖維的機械強度下降1/2,當溫度升高,油中的水增加,纖維的水降低,溫度降低,則相反。因此,應監視油中的微水,進而監視絕緣纖維的老化。
四是水分助長了有機酸的腐蝕能力,加速了對金屬部件的腐蝕。綜上所述,油中含水量愈多,油質本身的老化、設備絕緣老化及金屬部件的腐蝕速度愈快,監測油中水分的含量,尤其是溶解水的含量十分必要。
為確保變壓器：安全可靠的運行，需要實時測量礦物油基變壓器油的擊穿電壓、含水量和溫度，為此工采網推薦德國Passerro 在線擊穿電壓傳感器 絕緣油測試裝置 BDVB TrafoStick TS4x ：BDVB TrafoStick TS4x傳感器是專為變壓器現場永久使用而開發的，專門用于持續實時測量礦物油基變壓器油的擊穿電壓、含水量和溫度。變壓器介電強度的自動實時監測可以觀察變壓器的安全狀態，識別趨勢，最重要的是，及時采取措施提高變壓器和整個供電區域的安全性。
展開 通過測試絕緣油的微水，叮判斷是否屬于該類缺陷。對絕緣油進行壓力式真空濾油，一般能消除水分。
③ 絕緣油感染微生物細菌。
例如在主變壓器安裝或吊芯時，附在絕緣件表面的昆蟲和安裝人員殘留的閂：漬等都有可能攜帶細菌，從而感染了絕緣油：或者絕緣油本身已感染微生物。主變壓器—·般運行在40—80℃的環境下，非常有利于這些微生物的生長、繁殖。由于微生物及其排泄物中的礦物質、蛋白質的絕緣性能遠遠低于絕緣油，從而使得絕緣油介損升高。這種缺陷采用現場循環處理的方法很難處理好，因為無論如何處理，始終有一部分微生物殘留在絕緣固體上。處理后，短期內主變壓器絕緣會有所恢復，但由于主變壓器運行環境非常有利于微生物的生長、繁殖，這些殘留微生物還會逐年生長繁殖，從而使某些主變壓器絕緣逐年下降;
④ 含有極性物質的醇酸樹脂絕緣漆溶解在油中。
在電場的作用下，極性物質會發生偶極松弛極化，在交流極化過程中要消耗能量，所以使油的介質損耗上升。雖然絕緣漆在出廠前經過固化處理，但仍可能存在處理不徹底的情況。主變壓器運行一段時間后，處理不徹底的絕緣漆逐漸溶解在油中，使之絕緣性能逐漸下降。該類缺陷發生的時間與絕緣漆處理的徹底程度有關，通過一兩次吸附處理可取得一定的效果。
⑤ 油中只混有水分和雜質。
這種污染情況并不改變油的基本性質。
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在294.2 kPa壓力下，六氟化硫的絕緣強度與變壓器油大致相當。
B、六氟化硫具有優越的滅弧特性。由于其電負性的作用，滅弧能力約為空氣的100倍，特別適用于高電壓大電流的開斷。
C、由于六氟化硫氣體良好的絕緣性能，使設備絕緣距離大為縮小，占地面積與空間體積大大縮小。
正是由于這些優異的電氣性能的存在，六氟化硫才在電力工業中得到了越來越多的應用。
另外，變壓器中的絕緣紙和絕緣油在高溫下會加速老化。
自然對流是油冷變壓器散熱的重要方式之一，通過合理的溫度控制，確保自然對流散熱的良好效果，可以降低變壓器的運行損耗，提高能源利用效率。
甚至加速有機酸對金屬的腐蝕，例如使變壓器油的絕緣性能下降。
3.水分會使油中添加劑發生水解反應而失效，產生淀堵塞油路，不能正常循提供油。
4.低溫時，水分使潤滑油流動性變差，粘溫性能變壞;高溫時，水分發生汽化，不僅破壞油膜，而且產生氣阻，影響潤滑油的循環。
Simdroid中耦合仿真獲得的變壓器油流速分布云圖和流線圖
Simdroid耦合仿真得到流體和固體的穩態溫度分布
電力變壓器流熱耦合仿真的結果在工程實踐中有兩個主要用途：一是通過傳感器獲得變壓器油出口和變壓器外殼等位置的實際監測溫度，工程師可結合仿真在正常工況時實時掌握變壓器的運行情況，在非正常工況時做出預警或檢修等判斷；二是開展設備部件運行性能參數的分析，如絕緣油和絕緣紙老化性能等
此外，統一還針對數據中心冷卻需求，打造出統一石化數據中心浸沒式絕緣油，確保系統安全、高效、低碳、經濟運轉。
在新能源汽車領域，統一推出了包括統一新能源低電導率熱管理液、氫燃料電池、大功率直流充電樁熱管理液等在內的十余種新能源車輛油液產品，全面覆蓋新能源汽車領域各個使用場景。
它通過兩條途徑傳遞給油箱，一條是固體途徑傳遞——鐵心的振動通過墊腳傳至油箱；另一條是液體途徑——鐵心的振動通過絕緣油傳至油箱。繞組的振動是由電磁力引起的，主要通過絕緣油傳至油箱。風扇等冷卻裝置的振動通過固體的途徑也會傳至變壓器油箱。變壓器箱體的振動與噪聲傳遞原理示意圖如圖1所示。
最后，利用諧波位移，我們確定了聲波通過絕緣油、油箱和周圍空氣傳播所產生的壓力水平。將諧波分析得到的器身部分的節點速度插值并映射到油的聲學網格中。圖6顯示了油內表面的速度矢量。聲輻射的數值預報需要變壓器油箱的振蕩。
24h后，各進行一次變壓器器身內絕緣油的油中溶解氣體的色譜分析；
2 新裝變壓器油總烴含量不應超過20μL/L,H2含量不應超過10μL/L,C2H2含量不應超過0.1μL/L。
因而它比兆歐表發現缺陷的有效性高，能靈敏地反映瓷質絕緣的裂紋、夾層絕緣的內部受潮及局部松散斷裂、絕緣油劣化、絕緣的沿面炭化等。
由于直流耐壓及泄漏試驗的電壓值一般較高（2-2.5倍Ue），屬于破壞性試驗。
直流耐壓試驗的意義：
直流耐壓試驗與泄漏電流的測量雖然方法一致，但其作用不同。
當變壓器內的絕緣(油等絕緣介質)老化速度要增加一倍，使用年限要相應減少。因此，必須避免長時間過負荷運行。
5）避免三相負載不平衡運行。變壓器三相負載不平衡運行，將造成三相電流的不平衡，此時三相電壓也不平衡。
