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【摘 要】目前，关于绝缘油的IEC标准和GB标准均不能满足特高压工程建设的需要，特高压工程标准还没有涵盖绝缘油的所有检验环节。鉴于特高压工程的特殊要求以及变压器油检验环节多、检验项目多、参照标准多、部分技术指标规定不一致等，将变压器油技术指标重新分类为固有特性指标、化学特性指标、电气质量指标和特征量指标，在此基础上形成特高压变压器用油技术指标一览表，并对其所涉及的若干问题进行探讨，如油的击穿电压及其影响因素、氧化安定性及其相关检测指标等，以供参考。
【关键词】特高压变压器；绝缘油；技术指标
1变压器油技术指标分类
变压器油技术指标按常规分类方法可分为：物理性能、化学性能、电气性能等指标；按IEC60296—2003分类方法可分为：功能特性、精制与稳定性、运行性能以及健康、安全和环境因素等4类指标。综合考虑变压器油的技术指标特性及其在不同检验环节的不同要求，将变压器油技术指标重新分类为：固有特性指标、化学特性指标、电气质量指标和特征量指标。
1.1固有特性指标。在运行中无需监测的与油品质有关而与油劣化过程和净化处理无关的反映油品固有特性的指标，具有相对稳定性。通过油品供应测试报告或新油检验确认。
1.2化学特性指标。检测油中有害化学物质以及影响和反映油品自身劣化（氧化或老化）程度的指标。油品劣化与油中氧含量和油温度密切相关，并有一个时间过程。
1.3电气质量指标。反映和影响油品电气特性的指标（不限于电气特性指标）。其中反映油品电气特性的指标包括击穿电压、介质损耗因数和体积电阻率；影响油品电气特性的指标包括含水量、颗粒污染度以及含气量等。
1.4特征量指标。溶解在油中的反映变压器故障特征和绝缘纸老化特征的气体和液体指标，与油性能无关。
2若干问题探讨
2.1击穿电压及影响因素
变压器油须经过过滤和干燥处理才有可能被应用在产品上。特高压变压器对油的击穿电压、含水量、颗粒污染度和含气量指标提出了更高的要求。提高油净化处理的工程应用技术是特高压变压器用油区别于其他变压器油的显著特点之一。
2.2.1击穿电压。
变压器油在实验室条件下经过十分仔细的净化处理后得到的特别纯净的油，其击穿电压可高达1000kV/cm以上。在工业生产中考虑到实际情况，经过充分过滤的油一般可达到60kV/2.5mm以上。GB/T7595—2000[4]规定500kV设备投运前油击穿电压不小于60kV，运行油不小于50kV。IEC60296—2003在新油的通用規范中注明：经实验室处理，变压器油击穿电压可达70kV及以上。对于特高压工程，通过提高油净化处理的应用技术，击穿电压可控制在70kV及以上。
2.2.2含水量和颗粒污染度。
极微量的杂质也将显著地影响电气强度。事实上，最大可能影响击穿电压的杂质是水分和纤维，特别是二者同时存在时，尤为严重。当绝缘油中含有5L/L以上的水，并同时含有固体杂质时，其绝缘强度大为降低，但将杂质过滤后，油的绝缘强度降低甚微。GB/T7595—2000规定330～500kV设备投运前油含水量不大于10L/L，运行油不大于15L/L。美国宇航标准NAS1638的颗粒污染度分级标准将粒径分为5个范围，将油分为14个级别，对每个级别的每个范围都作了规定。对于特高压变压器，鉴于水分与固体杂质颗粒共存对击穿电压的影响极大，根据目前现场油净化处理水平，将含水量指标分为5L/L或10L/L2档，将颗粒污染度控制在NAS2级或NAS3级。运行油控制在10L/L和NAS3级；注入油和投运前油控制在10L/L和NAS2级，在实际应用中，当含水量实测指标达到5L/L及以下时，颗粒污染度可按NAS3级控制。
2.2.3含气量指标。
含气量指标没有统一的标准。1976年国际大电网会议规定500kV级电气设备含气量不大于0.5%；GB/T7595—2000[4]规定330～500kV设备投运前油含气量不大于1%，运行油不大于3%。一般溶解在油中的气体不会影响击穿电压，但含量较高的油中气体在温度和压力变化时有可能达到饱和值而析出气泡。变压器进行高压试验前必须静置足够的时间，使残留气泡溶于油中，以免造成局部放电。
2.3氧化安定性及相关检测指标
变压器油应具有良好的氧化安定性。一般情况下，需添加少量合适的抗氧化剂（常态抗氧化）；高温下运行或重要的变压器用油，通常采用添加较大量合适的抗氧化剂（较大抗氧化）。为延长变压器的使用寿命，按重量计0.3%的抗氧化剂是必不可少的。特高压变压器的极端重要性必然体现于要求其绝缘用油具有较大抗氧化性能。
2.3.1抗氧化剂。
IEC60296—2003通用规范中将油分为3种：未加抗氧化剂油、加微量抗氧化剂油和加抗氧化剂油，并规定了抗氧化剂指标，在变压器油中加入2.6–二叔丁基对甲酚抗氧化剂，我国已积累大量运行经验。对特高压变压器，抗氧化剂可选用2.6–二叔丁基对甲酚（T501），含量为（0.3±0.05）%。
2.3.2腐蚀性硫、PCB含量、水溶性酸、界面张力和体积电阻率。不同标准规定的变压器用油腐蚀性硫、多氯联苯（PCB）含量、水溶性酸、界面张力和体积电阻率有不同的通用规范，特高压变压器用油参照采用符合现有标准的指标。
2.4油品固有特性指标
2.4.1脉冲击穿电压与油品特殊指标。
脉冲击穿电压是评定油品本身电气性能的指标，其值与油的组分密切相关。芳烃含量特别是多环芳烃、胶质等含量增多使脉冲击穿电压峰值明显降低，而过量添加抗氧化剂也会影响脉冲击穿电压。析气性也与芳烃含量有关，芳烃含量越多，吸收气体的效果越好。变压器用油不应片面追求高的析气性指标，而应以保证抗氧化安定性指标和绝缘性能为前提。变压器中油流带电除了与变压器的电压等级、器身结构、运行温度和油流速度有关外，还与变压器油品的油流带电度（带电倾向，ECT）有关。碳型结构就是将组成复杂的基础油简单视为由芳香环、环烷环和烷基侧链3种结构组成的单一分子，利用油分子结构中各种烃类组分与苯胺的临界溶解温度不同测定油的苯胺点，可较简单地测定油的大致结构组分。油中芳烃含量会带来氧化安定性和绝缘相关性能变差的问题，IEC60296—2003。规定多环芳烃（PCA）含量3%。特高压变压器用油优先选用环烷基油，其链烷烃碳原子百分数50%。对于特高压变压器，油品供应单位应提供脉冲击穿电压、析气性、带电度、碳型结构及苯胺点分析结果等特殊指标的测试报告，以确保油品绝缘性能、氧化安定性和质量稳定性。
2.4.2倾点与最低冷态投运温度。
变压器油牌号多种多样，以凝点为基础规定油牌号的编号方法在国际上无法统一。
2.4.3粘度、闪点和密度。
粘度除包括与最低冷态投运温度相关的指标要求以外，还有与冷却效果相关的指标要求。GB2536—1990[2]和IEC60296—2003[3]均规定了变压器油在40℃时粘度的上限值作为对冷却效果的保证，但规定值略有差别，可按IEC60296—2003[3]要求统一为：运动粘度（40℃）12mm2/s。
3结论
3.1提高击穿电压控制指标的首要目的是提高绝缘系统的绝缘强度和安全裕度，直接作为特高压变压器提高设计场强的依据是不充分的。
3.2提高变压器油净化处理的工程应用水平是提高油击穿电压控制指标的前提。杂质颗粒含量按NAS1638标准分级，并与含水量配合控制特高压变压器用油的净化质量。
3.3为延长特高压变压器的使用寿命，需在油中添加较大量合适的抗氧化剂，并对氧化安定性等指标提出严格要求。
参考文献：
[1]中国石油化工集团公司.GB2536—1990变压器油[S].北京：国家技术监督局，1990.
（作者单位：国网滨州供电公司山东滨州）
【关键词】特高压变压器；绝缘油；技术指标
1变压器油技术指标分类
变压器油技术指标按常规分类方法可分为：物理性能、化学性能、电气性能等指标；按IEC60296—2003分类方法可分为：功能特性、精制与稳定性、运行性能以及健康、安全和环境因素等4类指标。综合考虑变压器油的技术指标特性及其在不同检验环节的不同要求，将变压器油技术指标重新分类为：固有特性指标、化学特性指标、电气质量指标和特征量指标。
1.1固有特性指标。在运行中无需监测的与油品质有关而与油劣化过程和净化处理无关的反映油品固有特性的指标，具有相对稳定性。通过油品供应测试报告或新油检验确认。
1.2化学特性指标。检测油中有害化学物质以及影响和反映油品自身劣化（氧化或老化）程度的指标。油品劣化与油中氧含量和油温度密切相关，并有一个时间过程。
1.3电气质量指标。反映和影响油品电气特性的指标（不限于电气特性指标）。其中反映油品电气特性的指标包括击穿电压、介质损耗因数和体积电阻率；影响油品电气特性的指标包括含水量、颗粒污染度以及含气量等。
1.4特征量指标。溶解在油中的反映变压器故障特征和绝缘纸老化特征的气体和液体指标，与油性能无关。
2若干问题探讨
2.1击穿电压及影响因素
变压器油须经过过滤和干燥处理才有可能被应用在产品上。特高压变压器对油的击穿电压、含水量、颗粒污染度和含气量指标提出了更高的要求。提高油净化处理的工程应用技术是特高压变压器用油区别于其他变压器油的显著特点之一。
2.2.1击穿电压。
变压器油在实验室条件下经过十分仔细的净化处理后得到的特别纯净的油，其击穿电压可高达1000kV/cm以上。在工业生产中考虑到实际情况，经过充分过滤的油一般可达到60kV/2.5mm以上。GB/T7595—2000[4]规定500kV设备投运前油击穿电压不小于60kV，运行油不小于50kV。IEC60296—2003在新油的通用規范中注明：经实验室处理，变压器油击穿电压可达70kV及以上。对于特高压工程，通过提高油净化处理的应用技术，击穿电压可控制在70kV及以上。
2.2.2含水量和颗粒污染度。
极微量的杂质也将显著地影响电气强度。事实上，最大可能影响击穿电压的杂质是水分和纤维，特别是二者同时存在时，尤为严重。当绝缘油中含有5L/L以上的水，并同时含有固体杂质时，其绝缘强度大为降低，但将杂质过滤后，油的绝缘强度降低甚微。GB/T7595—2000规定330～500kV设备投运前油含水量不大于10L/L，运行油不大于15L/L。美国宇航标准NAS1638的颗粒污染度分级标准将粒径分为5个范围，将油分为14个级别，对每个级别的每个范围都作了规定。对于特高压变压器，鉴于水分与固体杂质颗粒共存对击穿电压的影响极大，根据目前现场油净化处理水平，将含水量指标分为5L/L或10L/L2档，将颗粒污染度控制在NAS2级或NAS3级。运行油控制在10L/L和NAS3级；注入油和投运前油控制在10L/L和NAS2级，在实际应用中，当含水量实测指标达到5L/L及以下时，颗粒污染度可按NAS3级控制。
2.2.3含气量指标。
含气量指标没有统一的标准。1976年国际大电网会议规定500kV级电气设备含气量不大于0.5%；GB/T7595—2000[4]规定330～500kV设备投运前油含气量不大于1%，运行油不大于3%。一般溶解在油中的气体不会影响击穿电压，但含量较高的油中气体在温度和压力变化时有可能达到饱和值而析出气泡。变压器进行高压试验前必须静置足够的时间，使残留气泡溶于油中，以免造成局部放电。
2.3氧化安定性及相关检测指标
变压器油应具有良好的氧化安定性。一般情况下，需添加少量合适的抗氧化剂（常态抗氧化）；高温下运行或重要的变压器用油，通常采用添加较大量合适的抗氧化剂（较大抗氧化）。为延长变压器的使用寿命，按重量计0.3%的抗氧化剂是必不可少的。特高压变压器的极端重要性必然体现于要求其绝缘用油具有较大抗氧化性能。
2.3.1抗氧化剂。
IEC60296—2003通用规范中将油分为3种：未加抗氧化剂油、加微量抗氧化剂油和加抗氧化剂油，并规定了抗氧化剂指标，在变压器油中加入2.6–二叔丁基对甲酚抗氧化剂，我国已积累大量运行经验。对特高压变压器，抗氧化剂可选用2.6–二叔丁基对甲酚（T501），含量为（0.3±0.05）%。
2.3.2腐蚀性硫、PCB含量、水溶性酸、界面张力和体积电阻率。不同标准规定的变压器用油腐蚀性硫、多氯联苯（PCB）含量、水溶性酸、界面张力和体积电阻率有不同的通用规范，特高压变压器用油参照采用符合现有标准的指标。
2.4油品固有特性指标
2.4.1脉冲击穿电压与油品特殊指标。
脉冲击穿电压是评定油品本身电气性能的指标，其值与油的组分密切相关。芳烃含量特别是多环芳烃、胶质等含量增多使脉冲击穿电压峰值明显降低，而过量添加抗氧化剂也会影响脉冲击穿电压。析气性也与芳烃含量有关，芳烃含量越多，吸收气体的效果越好。变压器用油不应片面追求高的析气性指标，而应以保证抗氧化安定性指标和绝缘性能为前提。变压器中油流带电除了与变压器的电压等级、器身结构、运行温度和油流速度有关外，还与变压器油品的油流带电度（带电倾向，ECT）有关。碳型结构就是将组成复杂的基础油简单视为由芳香环、环烷环和烷基侧链3种结构组成的单一分子，利用油分子结构中各种烃类组分与苯胺的临界溶解温度不同测定油的苯胺点，可较简单地测定油的大致结构组分。油中芳烃含量会带来氧化安定性和绝缘相关性能变差的问题，IEC60296—2003。规定多环芳烃（PCA）含量3%。特高压变压器用油优先选用环烷基油，其链烷烃碳原子百分数50%。对于特高压变压器，油品供应单位应提供脉冲击穿电压、析气性、带电度、碳型结构及苯胺点分析结果等特殊指标的测试报告，以确保油品绝缘性能、氧化安定性和质量稳定性。
2.4.2倾点与最低冷态投运温度。
变压器油牌号多种多样，以凝点为基础规定油牌号的编号方法在国际上无法统一。
2.4.3粘度、闪点和密度。
粘度除包括与最低冷态投运温度相关的指标要求以外，还有与冷却效果相关的指标要求。GB2536—1990[2]和IEC60296—2003[3]均规定了变压器油在40℃时粘度的上限值作为对冷却效果的保证，但规定值略有差别，可按IEC60296—2003[3]要求统一为：运动粘度（40℃）12mm2/s。
3结论
3.1提高击穿电压控制指标的首要目的是提高绝缘系统的绝缘强度和安全裕度，直接作为特高压变压器提高设计场强的依据是不充分的。
3.2提高变压器油净化处理的工程应用水平是提高油击穿电压控制指标的前提。杂质颗粒含量按NAS1638标准分级，并与含水量配合控制特高压变压器用油的净化质量。
3.3为延长特高压变压器的使用寿命，需在油中添加较大量合适的抗氧化剂，并对氧化安定性等指标提出严格要求。
参考文献：
[1]中国石油化工集团公司.GB2536—1990变压器油[S].北京：国家技术监督局，1990.
（作者单位：国网滨州供电公司山东滨州）