绝缘油简化20070120.doc

绝缘油试验 第一节 绝缘油的组成 绝缘油通常是指用于变压器类设备（包括电抗器、消弧线圈、套管、互感器等）、高压开关等设备中的矿物绝缘油。其主要作用是：散热、提高设备绝缘强度、隔绝空气防止绝缘氧化或受潮、灭弧（在开关设备中）。 绝缘油是由天然石油经过预处理、蒸馏 、精制等一系列复杂工艺过程炼制而成的。其主要组成元素是碳和氢，碳元素约占84%-85%，氢元素约占12%-14%，还有少量的硫、氧、氮（约占1%），以及很微量的金属元素：铁、镍、铜、铅、钒、镁等，此外，还有微量的非金属元素：磷、硅、氯等。由于碳、氢两元素互相结合的可能性千变万化，因此，石油产品是一种由多种碳氢化合物（即一般所说的“烃”）组成的混合物，其中碳氢化合物约占95%。另外，石油产品中还有非烃类化合物，如：含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、胶质、沥青等，这些物质的存在对石油产品的质量和运行都是不利的，在炼制时应尽可能除去。 由于石油产品是由各种烃类化合物组成的混合物，其成分是极其复杂的，因此，只能将彼此之间相似的烃类归纳入一族或一类，用所谓的族化学成分测试法进行分类。其烃类可大致分为6类：烷烃（又称石蜡烃）、环烷烃、芳香烃、石蜡-环烷属烃、石蜡-环烷属-芳香烃、环烷属-芳香族烃[5]。石油和石油产品中的主要烃类是：烷烃、环烷烃和芳香烃。 烷烃，其分子通式为CnH2n+2，化学性质最不活泼，具有较稳定的化学安定性、高闪点，但热稳定性能差，在运行过程中呈现不稳定性，特别是在电、热应力的作用下，易发生劣化，而且易析出气体造成“电晕”，另外，温度较低时，又易析出结晶格子，使油出现凝固。虽然其抗氧化安定性比环烷烃差，但对抗氧化剂的感受性较好，仍是绝缘油的良好成分之一。烷烃含量超过25-30%的石油称为烷基（或石蜡基）石油。 环烷烃，其分子通式为CnH2n、CnH2n-2、CnH2n-4等，碳原子以单键连成环状，其余价键与氢原子相结合构成饱和烃。它的碳原子为封闭环状链，故其分子结构严密，不易分解，具有良好的热稳定性和化学稳定性，而且对抗氧化剂也有较好的感受性，因此是构成绝缘油的理想成分。环烷烃含量在75-83%的石油称为环烷基石油，环烷基石油是炼制绝缘油的最好原油。 芳香烃，其分子通式为CnHn，、CnH2n-6、CnH2n-12等，其化学性质比环烷烃活泼，但其热稳定性最好，芳香烃的苯环在1000℃以上才会被打开。芳香烃在绝缘油中起天然抗氧化剂的作用，有利于改善油的抗氧化安定性，而且在高电场下还具有吸气性，这一性能对超高压设备尤为重要，有利于防止绝缘油在高电场作用下析出气体使油中形成气泡引起气泡放电、危及设备运行安全。 第二节 绝缘油的性质 一、物理性质 绝缘油的物理性质包括：外观、密度、粘度、倾点、凝点、闪点、水分、界面张力、苯胺点等。 外观颜色和透明度 油的外观颜色，与其精炼程度有关，可以直观地反映油的精炼程度与受杂质的污染程度。新油一般为淡黄色，近年来随着油精炼程度的加深，新油几乎是无色的。运行中的油，由于受电、热机械应力及氧气等的作用发生氧化生成氧化物，使油的颜色逐渐加深；另外，纤维素绝缘材料如：绝缘纸、木块等的氧化，则会使油的颜色变为棕色。油颜色的突然变化，是油质变坏或内部发生故障的反映，如：当设备内部出现电弧放电时，油的炭化将使有的颜色发黑变成酱色。 油的透明度，一方面反映了油受机械杂质、水分的污染情况，另一方面也反映了油中是否有固态烃类物质的存在。新油在常温下应该是透明的，如果有固态烃存在或受杂质尤其是水分污染，则呈浑浊状态。因此，油的外观颜色和透明度是评价油质的直观指标。当油的颜色变深，或呈浑浊状时，应引起注意。 密度 密度，即单位体积物质的质量。油的密度与温度有关，标准中规定的密度是指20℃时的密度。从冷却效果看，油的密度越小越好。另一方面，密度小，也有利于油中水分、油泥、游离碳等杂质的迅速沉淀。通过油密度的检测，可以帮助我们判断油品中是否混入了其他不同密度的油，例如：若变压器油中混入了一定量的抗燃油其密度将会变大，如果变压器油中混入了轻质的柴油或汽油等其密度将会变小。 粘度 当液体流动时，由于组成该液体的各分子之间的摩擦力而在液体内部产生阻力，这种阻力被称为粘度或内摩擦力。粘度的大小与液体的组成、温度等因素有关。油品的馏分愈重（分子量愈大），粘度也愈大。粘度的表示方式有三种：动力粘度，又称绝对粘度，用符号η表示，单位是g/cm.s。定义为面积为1cm2的两液体薄层，以1cm/s的速度相对移动时所需要的力。 运动粘度，又称内摩擦系数，用符号ν表示，单位是斯。定义为温度为t时的动力粘度η与相同温度下密度的比值。国标和IEC标准中均采用运动粘度来表示油品的粘度。 条件粘度，或称恩氏粘度，用符号E表示。定义为200mL、50℃的油的流出时间与200mL、20