變壓器油中微水的狀態(tài),變壓器在運輸、貯存、使用過程中都可能由外界進入或油自身氧化產生水,產生的水分會以下列狀態(tài)存在：一是游離水。二是極度細微的顆粒溶于水。三是促使絕緣纖維老化,絕緣纖維的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分進入纖維分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物質,降低纖維機械強度和聚合度。
目前電力變壓器不僅屬于電力系統(tǒng)最重要的和最昂貴的設備之列,而且也是導致電力系統(tǒng)事故最多的設備之一。變壓器在發(fā)生突發(fā)性故障之前,絕緣的劣化及潛伏性故障在運行電壓的作用下將產生光、電、聲、熱、化學變化等一系列效應及信息。因此,國內外不僅要定期做以預防性試驗為基礎的預防性維護,而且相繼都在研究以在線監(jiān)測為基礎的預知性維護策略,以便實時或定時在線監(jiān)測與診斷潛伏性故障或缺陷[1-4]。變壓器絕緣油中微水的含量也是確定變壓器絕緣質量的參數(shù)。變壓器在線智能診斷設備能夠自動采集、分析油中微水的含量并得出故障原因,提供解決方案,使用戶及時解決變壓器中存在的隱患,防止事故發(fā)生。
1、變壓器油中微水的狀態(tài)及危害
變壓器在運輸、貯存、使用過程中都可能由外界進入或油自身氧化產生水,產生的水分會以下列狀態(tài)存在:一是游離水。多為外界入侵的水分,如不攪動不易與水結合。不影響油的擊穿電壓,但也不允許,表明油中可能有溶解水,立即處理。二是極度細微的顆粒溶于水。通常由空氣中進入油中,急劇降低油的擊穿電壓。介質損耗加大,真空濾油。三是乳化水。油品精煉不良,或長期運行造成油質老化,或油被乳化物污染,都會降低油水之間的界面張力,如油水混合在一起,便形成乳化狀態(tài)。加破乳化劑。其危害:一是降低油品的擊穿電壓。100～200 mg/kg擊穿電壓大幅度降至1.0 kV,油中纖維雜質極易吸收水分,在電場作用下,在電極間形成導電的“小橋”,因而容易擊穿。二是使介質損耗因數(shù)升高。懸浮的乳化水影響最大,不均勻。三是促使絕緣纖維老化,絕緣纖維的分子是葡萄糖(C6H12O6)分子,水分進入纖維分子后降低其引力,促使其水解成低分子的物質,降低纖維機械強度和聚合度。實驗證明,120 ℃,絕緣纖維中的水分每增加1倍,纖維的機械強度下降1/2,當溫度升高,油中的水增加,纖維的水降低,溫度降低,則相反。因此,應監(jiān)視油中的微水,進而監(jiān)視絕緣纖維的老化。四是水分助長了有機酸的腐蝕能力,加速了對金屬部件的腐蝕。綜上所述,油中含水量愈多,油質本身的老化、設備絕緣老化及金屬部件的腐蝕速度愈快,監(jiān)測油中水分的含量,尤其是溶解水的含量十分必要。
2、變壓器絕緣油中微水的測試方法
評估絕緣材料中的濕度,是確保變壓器可靠性和使用壽命的一個重要因素。絕緣油中的濕度在不斷地變化,因而可能對質量造成不利影響。另外,大部分濕度分布在絕緣紙中。濕度會影響固體和液體絕緣材料的介電擊穿強度,并影響纖維素絕緣材料的老化速度以及過載期間的氣泡形成傾向。環(huán)境溫度、負載、老化、泄漏以及其他因素會引起濕度的不斷變化。因此,隨著變壓器溫度的循環(huán)變化,需連續(xù)監(jiān)視和診斷。這對過載或峰值負載的變壓器更有必要。變壓器絕緣系統(tǒng)中的總濕度由纖維素和液體中的水分含量決定。絕緣紙和絕緣油中的濕度關系僅取決于溫度。當溫度增加時,水在絕緣油中的溶解性(溶液含水能力)增加,水分會從絕緣紙轉移到絕緣油中。當溫度降低時,這一過程則會反向進行,但水分從液體介質流動到固體絕緣材料的速度相當緩慢。因此,絕緣油冷卻期間的含水量高于加熱期間。因此,要準確掌握變壓器中的濕度分布,必須知道設備在其熱循環(huán)中所處的位置。要通過監(jiān)視液體介質中的水分含量了解絕緣紙的真實濕度,變壓器必須處于相對穩(wěn)定的溫度狀態(tài)。
絕緣油中水分的相對飽和度需要標準化,因絕緣油中的濕度與溫度變化緊密相關,并且在變壓器主箱中存在一定的溫度梯度(通常箱的頂部溫度要高于底部)。要完成標準化,專家系統(tǒng)分析需推斷底部的相對飽和度百分數(shù)�？赏ㄟ^采用傳感器報告的溫度和其采樣位置獲得。該分析假定變壓器頂部溫度比底部溫度高出10 ℃。如采用頂部或底部之外的位置作取樣點,則必須指定溫度偏差。通過濕度的相對飽和度以及具體測量溫度,專家系統(tǒng)將以一定相對飽和度百分數(shù)作絕緣紙濕度的計算結果。必須注意,該計算只基于單次測量的結果信息,可能未反映出絕緣紙真正的濕度濃度,特別是在變壓器剛經歷劇烈的溫度變化后。如果專家系統(tǒng)確定變壓器處于平衡狀態(tài)(絕緣紙既不釋放也不吸收濕度),則計算第2個相對飽和度百分數(shù),該飽和度為變壓器處于平衡狀態(tài)時的最近30次相對飽和度百分數(shù)測量結果的平均值。前面記錄的溫度和變化決定了是否存在平衡的判斷標準。有4種可用警報。濕度警報顯示時以“P”作首個字符。第2個字符為0~3的數(shù)字。P0警報表示傳感器故障。P1警報表示未執(zhí)行分析。P1、P2和P3警報均依賴于相對飽和度百分比。警報的條件:1為絕緣油濕度的相對飽和度百分比≥50,但<75;2為絕緣油濕度的相對飽和度百分比≥75。
信息來源：
中國電力網(wǎng) 信息整理：揚州凱爾電氣有限公司
附：
KEWSY-A型微量水分測定儀
一、產品簡介
KEWSY-A型微量水分測定儀有微電腦自動控制，系統(tǒng)故障自診斷，5.7寸320*240大屏幕液晶顯示，全中文菜單，更友好的人機界面，內置多種含水量運算公式方便不同用戶的需求，配備長壽命微型打印機、自動精確扣除測試過程中產生的空白電流，測試結果精確度高，尤其對低含量的測定靈敏度高，可以與日本進口的三菱微量水分測定儀相媲美。
大電流本底補償功能，待機時間大大縮短，內置大容量存儲器，可以存儲300條試驗記錄，方便的檢索方式，用戶可以方便的查閱和打印測試報告。完善的售前售后服務，使用戶可以用的放心。KEWSY-A型微量水分測定儀廣泛用于電力、石油、化工、醫(yī)藥、商檢等行業(yè)。
二、檢測參考標準
含水量檢測范圍：1ppm - 100％
1、GB/T7600-1987《運行中變壓器油水分含量測定法(庫侖法)》
2、GB6283-1982《化工產品中水分含量的測定卡爾費休法（通用方法）》
3、SH/T0246《輕質石油產品中水含量測定法（電量法）》
4、GB/T11133-1989《液體石油產品中水含量測定方法（卡爾費休法）》
5、GB/T7380-1995《表面活性劑含水量的測定（卡爾費休法）》
6、GB10670-1989《工業(yè)用氟代甲烷類中微量水分的測定卡爾費休法》
7、GB10670-1989《工業(yè)用氟代甲烷類中微量水分的測定》
8、GB/T606-2003《化學試劑水分測定通用方法卡爾費休法》
9、GB/T8350-2001《變性燃料乙醇》
10、GB/T3776.1-1983《農藥乳化劑水分測定法》
11、GB/T6023-1999《工業(yè)用丁二烯中微量水分的測定卡爾費休庫侖法》
三、檢測范圍
1．汽油，水壓油、絕緣油、變壓器油、透平油、抗燃油。
2．戊烷、己烷、二甲基丁烷、辛烷、十二烷、二十碳烷、二十八烷、環(huán)十二烷、癸基環(huán)己烷、甲基丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙基甲苯、二甲基苯乙烯、十四烯、石油醚、環(huán)己胺、甲基環(huán)己胺、環(huán)庚烷、乙烯環(huán)己胺、二環(huán)戊二烯、二甲基萘、三甲基苯乙烯、聯(lián)苯、二氫苊、芴、亞甲基菲、異甲基異丙基苯等。
3．酚類 苯酚、甲酚、氟苯酚、氯酚、二氯苯酚、硝基酚等。
4．醚類 二乙醚、二甘醇單甲醚、二甘醇二乙醚、聚乙二醚、苯甲醚、氟苯甲醚、碘苯甲醚、二癸醚、二庚醚。
5．全部醇類、全部鹵代烴類、全部脂類。
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