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变压器油常识讲座 2011.6.21 天威保变 质保部 王文昌 一、变压器油基础知识 1．有机化合物概念 变压器油是有机化合物。“有机化合物”的“机”指的就是“碳”。 “碳”为什么叫“机”呢？没有什么道理，这是中国化学家给起的名字。英文名是organic compound，而organic即“有机”这个词的含义是“器官的、有机体的”，里面并没有单独表达“机”的含义，也没有说“有机就是有碳”。 除变压器油外，绝缘纸和纸板以及其他绝缘材料也是有机物。 2．氢、碳、氧、氮原子的结构 为什么要讲“原子结构”？因为原子结构决定了原子构成什么样的物质。 为什么要讲这几个原子的结构？因为有机物主要是由这几个原子构成的。 2.1 氢原子的结构 核内一个质子，核外一个电子。 2.2 碳原子的结构 碳原子的原子核中有6个正电荷，那么，原子核的外部就有6个电子。其排布方式是： 第一层：两个1S电子，各自的自旋方向相反。 第二层：4个电子，2S亚层2个，各自的自旋方向相反；2P亚层2个，没有配对，同向各自旋转。 2.3 氧原子的结构 核内8个正电荷，核外8个电子，即比碳原子多两个。 所以： 第一层：两个1S电子，各自的自旋方向相反。 第二层：6个电子，2S亚层2个，各自的自旋方向相反；2P亚层2个，配对，各自的自旋方向相反；第5个第6个，没有配对，同向各自旋转。 2.4 稳定结构 对于绝大多数原子而言，当最外层的电子为8个时，才最为稳定（惰性气体除氦外全是这样）。碳原子也不例外。它有再结合4个电子而成为8电子层的倾向。氧原子有再结合2个电子而成为8电子层的倾向。 3．有机化合物的形成 3.1 简单的有机化合物 甲烷。哪个原子最容易和碳原子结合呢？氢原子最容易，它的原子核外边只有一个电子。照这个规律，碳原子应该结合4个氢原子才达到8电子稳定结构，于是就得到甲烷：CH4。应该指出：刚才所讲2S亚层2个电子，各自的自旋方向相反；2P亚层2个电子，没有配对，同向各自旋转，在和氢原子结合的过程中，2S亚层的2个电子分离开来，和2P亚层上的2个电子完全一样了。（氧原子结合两个氢原子达到8电子稳定结构，即成为水H2O，但水不是有机物。） 乙烷。碳原子和碳原子也能结合，于是就形成其他化合物，乙烷就是最简单的碳原子和碳原子的结合物：CH3—CH3，可以理解为两个甲烷分子个失去一个氢原子后的结合。 以上两个属于烷烃。 乙烯：乙烯中只有4个氢原子，碳和碳再互相结合，也是形成了8电子稳定结构。那么，得到双键：CH2=CH2 乙炔：只有2个氢原子，形成三键。 环戊烷： 为环烷烃。 苯： 为芳香烃。 3.2复杂的有机化合物 种类很多，可能已经超过100万种。 前述两个碳原子结合，叫“乙”，照此类推，就有丙、丁、戊、己、庚，等等，超过癸之后，就有十一、十二等等，分子式如：CH3-CH2-[CH2]n-CH3 而环烷烃和芳香烃也已有很复杂的结合形式。 R R 其中R为烷烃去掉一个氢原子剩余的部分。 4．变压器油化学组成 4.1石油的成分 石油天然气 C1~C4 常温下是气体； 汽油 C5~C12 馏程40~200℃； 煤油 C11~C16 馏程200~270℃； 柴油 C15~C18 馏程270~340℃； 润滑油 C18~C24 馏程340~400℃以上。 4.2 变压器油的成分 变压器油就是由润滑油精制而成的。它的主要成分和石油一样有以下三类物质,也就是上面给出结构式的三大类物质（当然微量杂志是必然会有的）： （1）烷烃 变压器油中的烷烃碳原子数大约在18~24之间。烷烃含量大约占25%~60%。 值得说明：上述像乙烯那样的双键化合物和像乙炔那样的三键化合物，也有含十几个碳的，但变压器油里不含长链烯烃和炔烃。 （2）环烷烃 当烷烃的分子链比较长时，会形成环烷烃。五、六元环是最为常见的，因为容易成环并且稳定。但是，仅仅有一个五、六元环，还够不上变压器油（例如环己烷就是一种溶剂）。而是在环上还有其他基团，比如—R基，“R”里可能有十几个碳原子。环烷烃含量大约占30%~60%。 （3）芳香烃 最简单