高燃点绝缘油变压器的应用.pdf

第42卷第11期
Vol 42 No. 1
2005年11月
14/STOR1R
November 2005
争影
高燃点绝缘油变压器的应用
郭宏山,周晓凡
(上海电力变压器修造厂有限公司,上海200416
摘要:介绍∫高燃点绝缘油的性能及其变压器的应用,展望了高燃点油变压器的前景
关键词:变压器;高燃点油:应用
中图分类号:TM402文献标识码:B文章编号:1001-8425(2005)11-0010-03
力变压器标准,国际电工委员会(IFC)的有关标准
1前言
也在制定中。
将矿物油用于变压器中以提高绝缘强度和冷却
1972年美国认证实验室UL( Underwriters labora-
循环已有近百年的历史。纸质纤维与变压器油的相 tories INC)发表的UI340标准定义了火灾危险的程
互配合,迄今仍作为超高压电力变压器的理想绝缘。度。各种材料的火灾危险程度如图1所示,高燃点油
变压器油亦有缺点,主要是燃点低、易燃、易渗漏等。的危险程度为表中4~5级。
然而因用变压器油而造成火灾的事故率极低。在良
各种液体材料
好的制造质量和常规的运行条件下,各国变压器事
故率在0.29%~0.5%之间,而事故变压器中因油引起
燃烧的在1%左右,油浸电力变压器的火灾事故率
每年仅为十万分之几,甚至更低。但是一且发生了火
剑炽
30~40
灾,事故扩大,其后果便相当严重。
10~20
2高燃点油的由来
02~34~5.4~5
水PCBR-Temp硅油蜡油煤油汽油乙醇
?为变压器油容易燃烧,在20世纪30年代初便
有不燃油一一聚氯联苯油(PCB)问世,并己广泛使
高燃点油,β油变压器油亦属于此类
用于配电变压器中。1950年前上海的嘉丰纱」即装
图1火灾危险程度
有一台35kV、2000kVA的PCB油变压器,西安电力
Fig.l Fire possibility level
电容器厂制造的静电电容器也充这种油,以提高容
1993年R-Temp油等被美国国家电力安全标准
量。在20世纪70年代初发觉PCB有毒,各国相继中心评为防火安全材料,也通过了工厂联合会FM
禁用,便迫切地寻找代用液体。在20世纪80年代英(Fa
tory Matual)的标准
国有 Middel7131液(学名为季戌四醇酯)生产,并
β油是精选石油浴剂,符合ASTM及IE关于
获得有关国家消防许可证。日本有SUN-OHM不燃石油制成的防火油所有技术标准。
油液出售。美国DSI( Dielectric System INC)研发了
Alpha(ax)油和Beta(β)油,另外还有R-Temp油、FN
3高燃点绝缘油的性能
液以及在早期已使用的硅油等。
表1将α油、β油的典型特性与 ASTM D5222标
以往对高燃油的名称很多,如不燃油、难燃油准《高燃点油指南》和常规变压器油的特性作了比
( Less flammable oil,美国的称呼)、阻燃油等。现在较。表2给出了其热特性。β油从空气中和绝缘纸中
基本上统一称谓高燃点油( High burning point oil
吸收的水分比常规变压器油要少,对材料的腐蚀性
这名称较合理些。这类油的着火点要求大于300℃,比丁腈橡胶、硅橡胶也小
有低的起火焰性。当时认为300℃是属于不扩展火
从表2中可看出,高燃点油的最大特性就是燃点
灾型,所以沿用迄今。国内己在制订高燃点绝缘油电高,能将火灾风险降至极低点,其电气性能基本上不
郭宏山、周晓凡:高燃点绝缘油变压器的应用
表1@油、β油的典型特性
Table I Typical characteristics of a and B oil
特性
単位
β油
ASIM特征值常规变压器油
中基在油
燃点,D29
308
308
304~310
330
粘度,D88,100℃
mmn-?s-1
12.2
11.5-14.5
密度,20
0.86
0.87
凝点,D97
54
24
外观
黄色
介质击穿强度,)1816
61
损耗系数,100℃C,D924
%
0.001
0.10
0.30
0.01
酸值,)664,
ng.KOH/g
0.01
0).0
生物降解性(每次BOD试验)
0.0
止比
介电常数,20℃C.ASTM,D924
2.3
介电常数,100℃C.ASTM,D924
2.06
电阻率,20℃、ASTM,D1169
2.1×10
1.6x104
电阻率,100℃,ASTM,D1169
2·cm
4.0x10
2.3x103
表2油和β油的热特性
销售台数占国内配电变压器的20%以上,而高燃点
Table 2 Heat characteristics of c and B oil
油变压器在国内的销售则才刚刚展开。
性质与试验方法
单位
油
β油
国际上对变压器防火灾的措施有所不同,欧洲国
比热,20℃
JAgk05404186068046家对浇注型干变并发较早(20世纪60年代初),使
比热,70
JAsk0536418607048用量亦大,英国Midl油变压器的销售量不高,可
比热,100C
JAkg-K0613x41860.760416能是由于该液体价格太贵
热传导率,20
W/m q
0.1100
0.1300
美国则采用浇注型干变的不多,用a,βB,R
热传导率,90℃
w/m?℃
0.1000
0.1200
Iemp油的高燃点油变压器较普遍。这类变压器的售
气体生成趋向,ASDM,D2300 o ul/min
31
价低于干式变压器,因其器身不外露,从运行安全角
低于常规变压器油,比热和热传导性能比常规油低,度来说高于浇注型干变。
但是粘度较高,流动性差,并且价格较贵
变压器发生火灾的原因绝大部分是器身内部击穿,
4对变压器设计的要求
引起电弧,油箱不能承受过高的气体压力,破裂后绝缘
油逸出,被电弧引燃造成火灾。若保护设备能及时动
变压器的损耗所产生的热量需从油流中帯去。高作,及时切断电源,可避免油箱开裂的火灾事故。199
燃点油的粘度大,若按常规变压器设计的导热要求,年美国国家电气法规NEC450-23已将难燃油变压器
则上层油温,绕组温升将有増加。小容量的温升会高的户内、户外安装要求编入,美国UL.和FM机构也对
H出1℃~3℃,500kVA以上的温升还将高些。美国DSI该油的安全进行认证,并规定了详细的安装要求,?此
公司D. Sundin博士在“绝缘油的粘度与变压器冷却这类变压器得到了广泛的使用。NEC.450-23对难燃油
功能之间的关系研究”一文中指出,按绕组的高度,用于45kVA~10000k