变压器油性能测试及现代分析技术应用研究
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摘 要：在电力系统中，变压器是不可或缺的重要设备之一，变压器油在变压器运行的过程中，主要起散热冷却和绝缘的作用，能够有效防止电晕及电弧放电的产生。变压器油是石油通过预处理、分馏、精制、调合等步骤后得到的一种产物，它的主要成分为化合物，如烷烃、芳香族不饱和烃、环烷族饱和烃等。本文从变压器油性能的关键指标分析入手，论述了现代分析技术在变压器油性能测试中的应用。期望通过本文的研究能够对促进变压器油性能的提升及电力变压器的稳定运行有所帮助。
关键词：变压器油 性能 分析技术
中图分类号：TP274 文獻标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（c）-0100-02
1 变压器油性能的关键指标
变压器油是石油通过预处理、分馏、精制、调合等步骤后得到的一种产物，主要成分为烷烃、芳香族不饱和烃、环烷族饱和烃等化合物。
1.1 物理性能
1.1.1 密度
变压器油的密度与温度有直接关系。当温度20℃时，新变压器油的密度一般低于0.895kg/m3。因油的密度相对较小，使得变压器油中的杂质与水分容易发生沉淀。
1.1.2 运动粘度
变压器油粘度的高低与其流动性有关。粘度越大越难流动。温度40℃时，新变压器油的粘度小于12mm2/s，变压器油的流动较好，可发挥出较为理想的散热效果。
1.1.3 倾点
变压器油的粘度会随温度的变化而变化。在规定条件下，被冷却的变压器油能流动的最低温度即为倾点。对于变压器油而言，倾点越低，流散热性能越好。
1.1.4 闪点
在对变压器油进行加热后，由于受热所产生的蒸汽会与空气混合，当遇到明火时会燃烧，引起燃烧的最低温度就是变压器油的闪点。闪点越高表明变压器的性能越好，新油最低不得低于135℃。
1.2 化学性能
1.2.1 酸值
变压器油是一种化合物，酸值是计量化合物中游离羧酸基团数量的标准。具体而言，就是变压器油中游离酸的含量。酸值的大小与变压器油的劣化和氧化程度有关，酸值越高，氧化越严重，性能越差。
1.2.2 氧化安定性
当变压器油与空气发生长时间接触，并在受热的条件下会氧化成酸、树脂，产生沉淀物，这是变压器油的老化现象。而安定性是变压器油抗老化的能力，变压器油的安定度越高，性能越好。
1.2.3 腐蚀性硫
所谓的腐蚀性硫具体是指能够对金属造成腐蚀的活性硫化物或是游离硫。我国相关标准规定，新油和运行中油中腐蚀性硫指标为非腐蚀性，而国际标准IEC60296新变压器油中规定DBDS（二苄基二硫醚）的质量分数应小于5mg/kg。
2 现代分析技术在变压器油性能测试中的应用
在对变压器油的性能进行测试的过程中，可以采用现代分析技术中的色谱技术和光谱技术等。下面分别对这两种技术的具体应用进行分析。
2.1 色谱技术在变压器油性能测试中的应用
2.1.1 技术原理
色谱技术检测分析的基本原理如下：基于混合物中，各个组分在两相中分配系数不同这一前提条件，当流动相推动样品通过固定相时，在两相中进行连续反复、多次分配形成差速移动，进而达到分离的目的。色谱技术中，较为常用的有气相色谱和液相色谱两类。
2.1.2 具体应用
在变压器油的性能测试中，可运用液相色谱技术对腐蚀性硫进行检测。目前，对变压器油中腐蚀性硫的定量分析主要是检测其中的活性物质DBDS，采用的检测方法为高效液相色谱分析法，即HPLC。具体的检测分析过程如下：
（1）试样预处理。在对试样进行预处理过程中可采用甲醇萃取法。操作要点如下：取待测变压器油5.0mL与5.0mL的甲醇相混合，装入到10mL的离心管当中，置于振荡仪中，将仪器的转速设定为每分钟2500r，振荡持续时间控制在10min，取出之后在每分钟4000r条件下进行离心，时间为10min，随后取出2.0mL的上清液，装入洁净的离心管中并置于烘烤箱内进行烘干，温度控制在50℃，经过烘干处理后，向离心管内加入1.0mL的正己烷，经过溶解之后进行检测。
（2）固相萃取。取1.5mL待测的变压器油，利用正己烷将其稀释成3.0mL，作为样品，用2.0mL正己烷对氧化铝固相萃取柱进行活化处理，并将样品装入萃取柱当中，以1.5mL的正己烷对萃取柱进行淋洗3次，将样品中的杂去除掉，可提高检测的准确性;用3.0mL的苯将DBDS洗脱于洁净的离心管当中，置于烘烤箱内进行烘干处理，温度控制在50℃，最后向烘干的离心管中加入1.5mL正己烷经溶解后进行检测。
（3）样品检测。分别利用甲醇萃取和固相萃取对新变压器油和运行中的变压器油进行DBDS检测，为确保检测结果的准确性，分别对每个样品进行2次测试，取平均值进行计算，得出变压器油中DBDS含量。
（4）结果分析。由表1中的检测结果可见，新变压器油中并未检出DBDS，换言之，新油中不含腐蚀性硫，其性能符合现行规范标准的要求。而运行中的变压器油中检出了DBDS，变压器油在运行过程中，可能会产生腐蚀性硫，从而导致其性能下降，必须采取相应的方法解决处理，如更换新油等。 2.2 光谱技术在变压器油性能测试中的应用
变压器油的生产厂家为保证变压器油的抗氧化安定性，在生产时会加入抗氧化剂，其中一种为酚型抗氧化剂T501。对T501进行检测时，可采用光谱技术中的红外光谱法。
2.2.1 检测原理
添加T501的变压器油，在红外光谱2.74?m波数处会出现吸峰值，该值的吸光度与T501浓度成正比，通过分析计算，可求出变压器油中T501的含量。
2.2.2 具体应用
（1）配置标准油。准确称取0.5g的T501，对其进行加热，使其溶于99.5g的基础油当中，这样便可制成百分比含量为0.5%的T501标准油。利用标准油配置一系列不同含量的标准溶液，然后使用移液枪将标准油注入到液体吸收池当中，整个过程要缓慢，注满为止，将吸收池置于红外光谱仪上，对红外光谱进行扫描，次数为3次，取平均值作为检测结果。
（2）油样测定。抽取标准油，注入到液体吸收池当中，根据上述方法，对油样的吸光度进行测定，然后对吸光度值进行计算。
（3）结果分析。由图1可知，变压器油中T501含量的标准曲线为y=8.497x+0.001，经过計算后，可得出T501的百分比含量为0.0883%。以红外光谱法，对变压器油中的T501含量进行测试，不但准确性高、而且速度快。
3 结语
综上所述，变压器油的性能直接关系到变压器的运行稳定性。为此，应当采取合理可行的技术方法，对变压器油的性能进行测试，并依据测试结果进行分析，从而了解并掌握变压器油的性能。限于篇幅，本文仅就现代分析技术中的色谱分析技术和光谱分析技术，在变压器油性能测试中的应用进行论述，结果表明，这两种分析技术准确、可靠，具有良好的推广使用价值。
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