變壓器油淺析電器絕緣油中顆粒的來(lái)源

對(duì)超高壓變壓器來(lái)說(shuō)，變壓器油中固體顆粒對(duì)其絕緣強(qiáng)度的影響越顯突出。凱奧變壓器油混入變壓器油中的固體顆粒懸浮在變壓器油中并隨油流流動(dòng)，在高壓電場(chǎng)作用下不斷運(yùn)動(dòng)，聚集在場(chǎng)強(qiáng)較高處，容易因極化定向排列成雜質(zhì)“小橋”，形成絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，引起局部放電超標(biāo)甚至造成絕緣擊穿。對(duì)于超高壓變壓器生產(chǎn)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，首先重視新變壓器油（指經(jīng)真空濾油后，注入變壓器油箱前的油）的清潔度，其次重視生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品清潔度的控制，如果產(chǎn)品清潔度控制不理想，注入油箱中合格的變壓器油會(huì)被污染，造成油中顆粒度超過(guò)限值要求。分析變壓器油雜質(zhì)顆粒的來(lái)源，紹興顆粒油，對(duì)制定有效的控制和處理措施很有幫助，從而提高變壓器油的可靠性。凱奧變壓器油顆粒的來(lái)源與檢測(cè)：混入變壓器油中的雜質(zhì)顆粒主要是纖維、碳及金屬雜質(zhì)，其來(lái)源有以下三種途徑：

（1）變壓器油精制、裝桶、運(yùn)輸過(guò)程中混入的雜質(zhì)；

（2）變壓器制造和裝配過(guò)程中混入的雜質(zhì)。如車間空氣中粉塵對(duì)器身的污染、絕緣材料加工時(shí)因摩擦產(chǎn)生的碎末、導(dǎo)線換位焊接和引線焊接打磨脫落的金屬粉末、緊固結(jié)構(gòu)件因摩擦產(chǎn)生微小碎屑等；

（3）變壓器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)；油泵和分接開(kāi)關(guān)觸頭等機(jī)械部件因磨損、腐蝕產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)、絕緣材料熱老化產(chǎn)生的雜質(zhì)、內(nèi)部放電牽扯固體絕緣材料產(chǎn)生的雜質(zhì)等。由此可見(jiàn)，顆粒雜質(zhì)主要為纖維、碳化合物和金屬雜質(zhì)。

顆粒油

納米顆粒是可以用不同化學(xué)物質(zhì)（如聚合物）涂覆的微小顆粒，可用于各種領(lǐng)域和行業(yè)，包括、能源和電子等領(lǐng)域。納米粒子的多功能性啟發(fā)了UT Austin團(tuán)隊(duì)，探討如何將納米顆粒應(yīng)用于石油生產(chǎn)，以減少其環(huán)境足跡，顆粒油價(jià)格，提高陸上和海上鉆井的效率。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為其技術(shù)也可以用來(lái)處理因水力壓裂法所產(chǎn)生的數(shù)百萬(wàn)加侖的淡水，并幫助清潔飲用水。

現(xiàn)代石油生產(chǎn)方法將95％的石油與采油廢水分離開(kāi)，但留下難以提取的小油滴，這使得水處理和處置更具挑戰(zhàn)性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

石油和地球系統(tǒng)工程系研究員Saebom Ko表示：“這種新技術(shù)的目的是在處理廢水之前清除采油廢水中的微量石油。使用磁性納米顆粒的優(yōu)勢(shì)在于，與傳統(tǒng)的物理分離過(guò)程相比，附著在納米顆粒上的小油滴可快速與水分離，因?yàn)榇帕Ρ戎亓Υ蟮枚??！?/p>

金屬雜質(zhì)顆粒的研究主要以大粒徑單個(gè)顆粒為主，王淑娟等建立了油中顆粒運(yùn)動(dòng)理論分析模型，計(jì)算得到了交流電壓下顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。王有元等仿分析了單個(gè)金屬銅顆粒在球-球電極間的運(yùn)動(dòng)軌跡。SarathiR等對(duì)交流、直流電壓下金屬顆粒的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析并研究了其對(duì)起始放電電場(chǎng)強(qiáng)度、擊穿電壓的影響。ISO4406和NAS1638是國(guó)際上通用的油品清潔度劃分和測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)依據(jù)DL/T432—2007《電力用油中顆粒污染度測(cè)量方法》。GB/T7595—2017《運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量》和GB/T14542—2017《變壓器油維護(hù)管理導(dǎo)則》中規(guī)定了500kV及電壓等級(jí)交流變壓器在投運(yùn)前和大修后油中顆粒度應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求，要求100mL投入運(yùn)行前的油中，500kV、750kV和1000kV變壓器油中大于5μm的顆粒數(shù)分別不超過(guò)3000個(gè)、2000個(gè)和1000個(gè)；要求100mL運(yùn)行油中，750kV和1000kV交流變壓器油中大于5μm的顆粒數(shù)均不超過(guò)3000個(gè)。

然而，對(duì)特高壓換流變壓器運(yùn)行絕緣油油中顆粒度的要求，尚未見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；直流電場(chǎng)分量下顆粒濃度與絕緣油電氣強(qiáng)度之間的量化關(guān)系，仍然未知?？紤]到換流變壓器中直流電場(chǎng)分量的存在更容易引起顆粒積聚，為掌握不同屬性雜質(zhì)顆粒油品的絕緣性能，且為保障換流變壓器安全運(yùn)行和雜質(zhì)顆粒誘發(fā)絕緣故障的分析提供技術(shù)支撐，需要研究不同屬性顆粒及其顆粒積聚程度對(duì)絕緣油電氣強(qiáng)度的影響規(guī)律；此外，金屬與非金屬混合顆粒在直流電場(chǎng)分量下的積聚特性，顆粒油多少錢(qián)，以及混合顆粒積聚對(duì)油品擊穿特性的影響又如何，也未見(jiàn)報(bào)道研究。結(jié)論本文通過(guò)試驗(yàn)研究不同濃度和不同尺寸的非金屬纖維顆粒、金屬銅顆粒、纖維與銅混合顆粒對(duì)礦物絕緣油直流擊穿場(chǎng)強(qiáng)的影響規(guī)律，然后聯(lián)合運(yùn)用顆粒動(dòng)力學(xué)模型及顆粒積析雜質(zhì)顆粒在油品中的積聚行為及顆粒積聚對(duì)電場(chǎng)分布的影響，后分析了顆粒屬性對(duì)礦物絕緣油直流擊穿特性的影響差異及原因。

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