[发明专利]高压交流或直流电场下评定变压器油氧化安定性的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网输变电技术领域，特别涉及变压器中绝缘材料的变压器油，是一种在高压交流或直流电场下评定变压器油氧化安定性的试验方法。主要用于变压器、换流变压器、互感器、电抗器等电气设备用变压器油的氧化安定性的评定。

背景技术

近年来，随着西电东输工程的实施，我国电力工业已经进入大电网、特高压电网的发展时期，相继建成了750kV和1000kV特高压交流输电工程，±500kV高压直流及±660kV和±800kV特高压直流输电工程。变压器是输电工程中极其重要的输变电设备，其行业发展与电力工业的整体发展密切相关。国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅度提高。运行中变压器要承受高电压、雷电冲击和操作过电压的长周期作用，因此作为变压器中主要绝缘材料的变压器油除应具备较好的电气性能外，还应具备较好的交流或直流电场下的氧化安定性。

变压器油在运行期间受到高压交流电场或直流电场、交直流叠加电场、高温、空气及铁芯、铜、银等金属的催化作用而发生氧化，产生酸物质腐蚀固体绝缘材料，生成的油泥后沉积于铁芯及线圈表面又造成固体绝缘层传热差、温升高，使固体绝缘材料老化裂解，严重威胁变压器长周期运行。因此，需要对变压器油进行氧化安定性的评定。

目前，国内外变压器油标准中都规定了变压器油氧化安定性的评定方法，GB2536-91和SH0040-09规定采用SH/T 0206方法、ASTM D3487-2006规定采用ASTM D2440方法、IEC60296-2003规定采用IEC61125方法等评定变压器油的氧化安定性。现行的变压器油氧化安定性评定方法，都是采用相类似的原理，即在规定的温度下，在铜的催化作用下，在规定的试验周期通入氧气或空气进行氧化试验，测定氧化后油的酸值和沉淀或介质损耗因数，通过氧化油的酸值和沉淀及介质损耗因数的大小来判定变压器油的氧化安定性。以上方法最大的缺陷是试验条件与变压器的运行工况相差较大，没有考虑高压电场对氧化的影响，其评定的结果很难反应出变压器油在实际设备中的氧化进程。本领域技术人员公知，变压器油可以是矿物油(石油产品)，或者是合成硅油，或者是合成酯，或者是天然植物油。

我国电力部门曾在20世纪70年代设计一套在交流电场条件下评定变压器油抗氧化安定性的模拟设备及试验方法，但该设备存在以下缺陷：一是只能在交流电场下评定变压器油的抗氧化性能，不能在直流电场下评定；二是电场强度固定不能调整且电场强度较小；三是通入的氧气无分配管；四是采用氧化后变压器油的水溶性酸达到0.014mgKOH/g时作为“氧化寿命”，与变压器油作为绝缘用油的运行工况相比采用该项目不科学；五是受当时技术水平限制，自控水平低。

石油商技杂志第六期中，发表了一篇《台架评定技术的变压器油抗氧化性能评价中的应用》。对变压器油氧化安定性评定方法有论述。但该设备存在缺陷：一是通入的氧气无分配管，导致氧气在试验油样中分布不均匀，不能实现全部试验油样的均匀氧化；二是采用氧化后变压器油的酸值达到规定指标时所需时间作为“氧化寿命”，与变压器油作为绝缘用油的运行工况相比采用该项目不科学，不能直接体现变压器油绝缘性能下降趋势和程度；三是测量过程不能实现自动测量和数据自动采集。

针对现行的变压器油氧化安定性评定方法的不足。急需开发一套适合目前高压交流变压器和换流变压器的发展状况，在高压交流或直流电场下评定变压器油抗氧化性能的模拟试验装置和方法，为评估变压器用油提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高压交流或直流电场下评定变压器油氧化安定性的试验方法，能在实验室内模拟变压器油在变压器带电运行过程的氧化进程，并且能够测量不同交流电场强度、直流电场强度、空气流量、温度等因素作用下变压器油介质损耗因数变化的信号，获得反映此变压器油的绝缘性能下降到限制值(此时需要进行换新油)的时间，为变压器油预测使用寿命提供可靠的实验数据。

本发明采用的技术方案是：高压交流或直流电场下评定变压器油氧化安定性的试验方法，其特征在于：变压器油在高温和高压交流或直流电场下，在金属催化剂(比如：小型交流变压器本身的绝缘铜线、硅钢片、钢及银焊接体等)存在条件下，通入空气或氧气，进行变压器油的加速氧化，利用模拟装置内置的油介质损耗因数测量电极杯在线监测变压器油的介质损耗因数的变化，监测达到规定值0.02时所需要的时间作为考察变压器油的氧化安定性指标，包括如下步骤：