变压器油指导培训课件.ppt

变压器油是烃类化合物，其结构由烷烃（CnH2n + 2 ）、环烷烃（CnH2n ）、芳烃（CnH2n _ 2 ）组成，而烷烃又分直链烷烃和异构烷烃。直链烷烃是直线型的正链烷烃（正构烷烃），即石蜡结构的组合分子呈直线或分枝状；直线型的正链烷烃称之为石蜡，若含正链烷烃的油冷却下来，则油的流动性就会受到阻碍。直链烷烃通常是生产蜡、化工产品及汽油柴油的原料。直链烷烃凝点高，在高电压下易于产生氢气。使油粘度随温度变化很大，在低温时油易凝固。 长直链的脂肪族饱和烃，不仅影响变压器油的倾点，使倾点升高，而且在高压电场中，最易析放氢。在高温下，易氧化生成酸，应通过脱蜡或加氢异构化把这类饱和烃除去或改质。此外，应将影响氧化安定性的碱性氮化合物减少。 异构烷烃由于具有许多优良的性质而成为变压器油的主要组成部分。其特性：① 闪点高，其闪点高于170 ℃ ，安全性好；② 凝点低；③ 酸值低，其酸值小于0 . 00lmgKOH / g ；④ 氧化安定性较好，其使用寿命可达30 年；⑤ 界面张力很高；⑥ 抗光、电的作用极强，在烈日和高电压下仍能保持非常好的稳定性；⑦ 析气性适中。 环烷烃分子为封闭的环状链，分子结构严密，不易破坏。环烷烃结构的组合分子是环烷，其特点是具有极佳的低温特性，溶解能力较正链烷烃高，在环结构中有5 一7 个碳原子，最常见的是6 个碳原子。可以得到廉价的低凝固点油。在炼油加工工艺不太先进，人工难以制造低凝点油的时代，这一点很宝贵。尤其是对生产45 号变压器油，石蜡基油经几道工序，用很大成本，也做不到这一点。 通常环烷烃和异构烷烃都可达到变压器油的电性能，差异在于加工方法和条件。环烷烃的析气性适中，缺点是闪点低，抗氧化性能稍差。但环烷烃具有较好的化学稳定性和介电稳定性，凝固点低，使用温度范围宽，介质损耗因数小，电气强度高。 芳烃按结构又可以分为单环芳烃、多环芳烃和稠环芳烃。实验表明，后两种芳烃氧化安定性差，是生产中应该清除的。单环芳烃因为它具有良好的析气性，可用于超高压变压器油。芳烃最大的缺点是对健康有影响。芳族结构的变压器油都含有芳族分子，芳族分子至少包含一个6 碳原子的环，含一个碳原子环称单芳族，含有多个碳原子环称聚芳族；其特性与石蜡分子、环烷分子完全不同。变压器油中单芳族必定是烷基化，一般具有良好的电气性能和吸气特性，且单芳族在氧化过程中是比较稳定的。 聚芳族PAC 是在加氢过程中形成的。此外，在自然环境下PAC 也会在油中产生，随着沸腾范围的增加，通常PAC 含量也会增加。PAC 具有良好的抑制氧化作用，吸气能力比单芳族好，PAC 对电气性能会有不良的作用。芳烃在天然石油中含量较少，但在环烷基石油中含量较高，其化学稳定性和介电稳定性较好。在电场作用下，不但不析气反而吸气，具有一定的抗析气性，对延长电力设备使用寿命有意义。但芳烃在电弧作用下生成碳粒较多，会降低电气性能。芳烃易燃，随含量增多而使油的密度和粘度增大，其介质损耗因数比烷烃稍大，因此变压器油中只宜保留一定的数量。 变压器油分子中碳原子个数为16 一23 ，其分子量在250 - 310 范围内。 用通常手段加工的环烷基变压器油中芳烃含量一般为8 % - 9 ％。据介绍，出于环保原因，美国1991 年规定，8 . 16MPa 加氢压力，4 27 ℃ 下生产出来的环烷基油才可以在美国随便销售，否则要加注“含有致癌物质”。尼纳斯公司及英国变压器油标准中在健康环保项目下规定多环芳烃含量小于3 % ，反映了欧美对此问题的重视，也说明变压器油中确实存在多环芳烃。我国变压器油二环以上芳烃（包括稠环胶质）石蜡基约为5 . 5 % ，环烷基约为3 . 1 % ，以异构烷烃为主调和的变压器油为0 % ~ 1 . 5 ％。 任何种油品要达到完全由理想组分来组成是不现实的，因在各种原油中，以上各种烃类都有存在。在石蜡基原油中直链烷烃多一些，环烷基原油中环烷烃多一些，合成异构烷烃中异构烷烃为72 % ，环烷烃约28 % ，基本没有芳烃。变压器油较好的生产方案是，以环烷烃或异构合成烃为主，后者需添加深精制环烷基原料，适量合成单环芳烃为辅，并根据用户的需要加人复合添加剂。这样组合的变压器油安全性、电性能、安定性均处于最好水平，且毒性小。 法国等欧洲一些国家规定变压器油用石蜡基原油生产，但通过深加工令这种油中的直链烷烃、芳烃含量很低，主要含异构烷烃和环烷烃。 变压器油组分性能比较变压器油的理想组分为异构烷烃、环烷烃和少量的单环芳烃。安定性：合成异构烷烃＞环烷烃＞单环芳烃。电性能：均可以。析气性：单环芳烃优于异构烷烃、环烷烃。安全性（闪点）：合成异构烷烃＞单环芳烃＞环烷烃。对人危害性：芳烃＞异构烷烃、环烷烃。凝固点：合成单环芳烃最低，合成异构烷烃、环烷烃相当。 为保障变压器油