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变压器油抗氧化安定性的评定方法

提示:

抗氧化安定性是绝缘油质量的重要指标之一,但是各国制订的抗氧化安定性试验方法的试验温度、试验持续时间、氧气作用方式(表面接触、鼓泡接触或带压力接触)和催化剂(金属类别和金属与油的相对比例)等试验条件均有所不同。抗氧化安定性试验的原则是:在规定的试验条件下,在一定时间内对试油进行人工老化,然后测定相关

    抗氧化安定性是绝缘油质量的重要指标之一,但是各国制订的抗氧化安定性试验方法的试验温度、试验持续时间、氧气作用方式(表面接触、鼓泡接触或带压力接触)和催化剂(金属类别和金属与油的相对比例)等试验条件均有所不同。抗氧化安定性试验的原则是:在规定的试验条件下,在一定时间内对试油进行人工老化,然后测定相关指标的变化程度以判断试油的抗氧化能力。通常采用的判断指标是油老化后的酸值和沉淀物量。国内外几种抗氧化安定性试验条件,如表2-46所示。这些方法都属于人为加速老化方法,是在严格试验条件下,利用同一试验方法对新变压器油抗氧化安定性的优劣做相对的比较评定,各种方法之间并无可比性。而且,这些方法的试验条件(例如变压器除铜外的其他结构材料的影响,电场强度的影响以及温度和通氧条件等)与实际变压器的运行条件相差甚远,二者也没有可比性。此外,由于在试验中取用的油样较少,对于氧化后油的电气性能的变化也不可能表现出来。由于试验时间过长,也给试验人员带来很大困难。
    为简化试验过程,缩短试验时间,美国材料试验协会(ASTM)提出“矿物绝缘油抗氧化安定性试验(旋转氧弹)”(ASTMD2112-76.试验装置如图2-81所示)。该法是将50g试油装入不锈钢氧弹内的玻璃试油杯中,在蒸馏水、铜线圈等催化剂存在下,向氧弹内充入6. 5kgf/cm²压力的氧气。氧弹斜放于140℃油浴(与油浴的油面成30°角)内,并以(100±5)r/mm的速度轴向转动。在与氧弹连接的压力一时间自动记录仪的压力表上,氧气压力从最高点(由氧点放入油浴的时间开始计时)下降2kgf/cm²时所需的时间( min),作为试油的旋转氧弹法的氧化寿命。美国ASNI/ASTM3487《用于电气设备的矿物绝缘油(加抑制剂)标准》规定:抗氧化安定性旋转氧弹试验指标为不小于195min
    2-46    国内外几种抗氧化安定性试验方法
国内外几种抗氧化安定性试验方法
旋转氧弹氧化试验仪示意图
    2-81    旋转氧弹氧化试验仪示意图
    我国有研究者曾提出采用差示扫描量热技术(DSC),在氧气氛围下检测变压器油因化反应而引起的放热,将试验所得放热峰起始温度作为油氧化安定性评定标准。几种油样的氧化起始温度如表2-47所示,油的DSC氧化曲线和氧化起始温度与抗氧化剂含量的关系如图2-82和图2-83所示。
    2-47    不同油样的氧化起始温度
不同油样的氧化起始温度
变压器油DSC氧化曲线
    2-82    变压器油DSC氧化曲线
抗氧化剂添加量对变压器油的DSC氧化起始温度的影响
    2-83    抗氧化剂添加量对变压器油的DSC氧化起始温度的影响
    此外,为了特殊目的,例如研究油质劣化原因,新油种或新型添加剂的开发以及精炼新方法的研发等,常常需要进行台架试验,即将试油装入专门设计的小型试验变压器内,在施加高电压和在高温(如95℃)及通氧的强化条件下,经长时间运行(例如7501000h)后,取出油样进行化学和电气性能指标的测定,并拆开台架检查内部油泥生成情况及金属结构和绕组固体绝缘材料损伤程度,然后作出综合评定。图2-84为原苏联BTH曾采用的一种试验台架的示意图(可装油12L,恒定运行温度95℃,通氧速度25mL/min,低压绕组220V,高压绕组6000V,试验运行时间250h)
变压器试验台架示意图
    2-84    变压器试验台架示意图
    1-变压器箱体;2-引出的小箱体(在其中通氧气使油饱含氧);3-低压绕组引出端;4-高压绕组引出端;5-主加热元件;6-辅助加热元件;7-变压器油

(责任编辑: 佚名 )

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