關 瑾，宋春然，薛守洪，王振中

(1.內(nèi)蒙古電力科學研究院；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)高電壓與絕緣技術企業(yè)重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

油浸式變壓器的絕緣系統(tǒng)主要是由介電常數(shù)較高的油浸紙和介電常數(shù)相對較低的絕緣油組合而成[1]。絕緣系統(tǒng)的壽命指油-紙絕緣系統(tǒng)的壽命，其壽命決定了變壓器的壽命。變壓器在運行過程中，絕緣油可以通過再生或更換，改善運行過程中出現(xiàn)的老化現(xiàn)象[2]。但是，油浸紙一旦發(fā)生老化就是不可逆的，且更換難度大[3]。因此，絕緣紙的老化是決定變壓器壽命的關鍵因素。及時準確地評估絕緣紙老化程度，有助于發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣系統(tǒng)的潛在風險，為變壓器的運行維護、檢修和更換提供重要的參考依據(jù)。

1 變壓器油中糠醛含量與絕緣老化的關系

1.1 糠醛的產(chǎn)生

絕緣紙的主要成分是纖維素，纖維素是由多個葡萄糖單體聚合而成的高分子碳水化合物，其聚合度高達2000。纖維素的分子式為(C6H10O5)n，n為聚合度(DP)?？啡┊a(chǎn)生的機理和化學反應眾說紛紜，沒有統(tǒng)一的結(jié)論。目前，普遍認為是纖維素老化時，長鏈發(fā)生裂解，鏈兩端的葡萄糖單體脫離受熱分解，生成包括糠醛在內(nèi)的呋喃類化合物?？啡┑慕Y(jié)構簡式見圖1。一般認為，變壓器的正常運行或過載運行，導致絕緣紙發(fā)生正常老化或過熱老化，都會產(chǎn)生糠醛[4，5]。

圖1 糠醛的結(jié)構簡式

1.2 評估絕緣紙老化程度的理化特征參量

目前，常用來評估絕緣紙老化程度的理化特征參量有以下4種：絕緣紙的聚合度、碳氧化物、甲醇、糠醛。表1總結(jié)了以上4個理化特征量在實際運用中的優(yōu)勢和不足[4-6]。

表1 各理化特征參量的優(yōu)勢和不足

綜合比較表1中各個特征參量的優(yōu)勢與不足，可以看出，糠醛是評估絕緣紙老化程度最成熟和最具可行性的理化特征參量。

2 油中糠醛含量檢測結(jié)果的統(tǒng)計分析

2006年，采用日本島津LC-10AVP型高效液相色譜儀，對蒙西地區(qū)發(fā)供電單位的24臺主變進行了糠醛含量的檢測，主變運行年限和糠醛含量的統(tǒng)計結(jié)果詳見表3-7。電力行業(yè)標準規(guī)定，油中糠醛的含量超過表2值時一般為非正常老化，需要跟蹤檢測；當糠醛含量超過4mg/L時，則認為絕緣老化比較嚴重[7]。

表2 變壓器運行年限與糠醛含量

表3 運行10年-15年主變糠醛含量的統(tǒng)計結(jié)果

表4 運行15年-20年主變糠醛含量的統(tǒng)計結(jié)果

從表3-表5的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，運行10年-15年、15年-25年主變的糠醛含量均小于0.1mg/L。隨著主變運行年限的增加，油中糠醛含量也有所增加。運行20年以上11.1%主變的糠醛含量范圍在0.4mg/L～0.75mg/L，11.1%主變的糠醛含量范圍在0.2mg/L～0.4mg/L，超過一半主變的糠醛含量均小于0.1mg/L，總體糠醛含量增加的不明顯。其中，運行10年-15年、15年-25年主變的糠醛含量均未超過表2中的標準值。

表5 運行20年以上主變糠醛含量的統(tǒng)計結(jié)果

從以上統(tǒng)計結(jié)果可知，運行15年-25年主變的糠醛含量與運行10年-15年主變的糠醛含量沒有發(fā)生顯著的變化；運行超過20年主變的糠醛含量偏低，其糠醛含量總體有所增長，但是增長趨勢不顯著。

此時，需要考慮糠醛含量的影響因素，如變壓器運行期間的換油、補油，導致糠醛含量減少；絕緣油經(jīng)過白土或硅膠等的再生處理措施，導致糠醛含量顯著下降甚至未檢出[8]；設備的運行情況(繞組絕緣的老化不均一)，導致糠醛含量較少[4]。可見，實驗室糠醛含量的檢測結(jié)果不能真實反映主變絕緣紙老化的程度。

3 結(jié)束語

在實際生產(chǎn)應用中，不能僅僅依據(jù)油中糠醛含量的高低判斷絕緣紙的老化。要準確判斷絕緣紙的老化程度，還應該綜合多方面因素考慮。應當及時掌握糠醛的初始濃度、吸附劑種類的選用及濾、換油記錄等種信息[9]，結(jié)合主變的運行和檢修定期進行糠醛含量的檢測，積累試驗數(shù)據(jù)，并聯(lián)合油中溶解氣體分析，綜合判斷絕緣紙的老化程度及其絕緣紙的潛在故障。