绝缘油中微量水分检测方案(其它石油专用分析仪器)

试论绝缘油中微量水分 绝缘油是指从石油中提炼出的矿物油，是电力系统中广泛应用的绝缘材料，主要起着绝 练冷却散热和灭弧等作用。纯净的绝缘油是由多种烃类所组成,是中性烃类分子的混合物。由于在电力系统中对绝缘油的性能要求很高，在使用中油质检测就显得尤其重要。油中如呆含有水分，会对绝缘油的各项理化性能、电气性能造成极大的影响,并可使油中其它物质对油质的影响加剧，所以对油中微量水分控制是很严格的。 1油中水分的来源 在炼油厂中炼制的新油是不含水的，但在运输，贮存等过程中，由于保管不善，往往会从 空气中渗入水气，用油的电气设备在安装过程中，由于干燥处理得不彻底，或者是用油设备存在缺陷，也可以使水分进入油中。此外，绝缘油在使用过程中，因为缓慢氧化，也伴随有少量水分生成。 1.1绝缘油中的含水量与油品的化学组成有关。 油是由不饱和烃,烷烃，芳香烃等物质组成， 一般不饱和烃、芳香烃对水的溶解能力最大,例如当绝缘油中含有6%的芳烃并温度为20C时, 能溶解45ppm的水，在80C时就能溶解300ppm。正构烷烃对水的溶解能力最小。因此， 含不饱和烃、芳香烃组分较多的绝缘油，吸水能力较大，吸收水分就较多，含正构烷烃组分校多的绝缘油，吸收水分就较少。参见图1。 1.2绝缘油中水分的溶行量与油的温度也密切相关。 水在油中的溶解度随温度的升高而有规律的增加。参见图2。但是由于油品的组成多为非极性烃类化合物，不能与水形成氢键，所以水在油品中溶解度最高只能达到0.4%，不会随温 度无限制地增加。 1.3绝缘油中含水量与在空气中暴露的时间有关 油品在空气中暴露的时间越长，大气的相对湿度越大时,则油吸收的水分就愈多。故测定绝缘油中含水量时,必须密封取样,密闭测定,其目的就是要避免试样与空气接触,以测定出试样的真实含水量，油从空气中吸收水分与暴露时间的关系,参见图3。 1.4油品对水的溶解能力与其精制程度有关 如精制比较粗糙不完全，或油净化的不彻底，油中含有未除尽的酚类、酸类、树脂、皂化物等,会增加油品的吸湿性,使油品中含水量增高,反之,则含水量较低。 1.5与油质化工深度有关，运行中的油品在自身氧化的同时，会产生一部分水分，如以CH2+2 型的纯烷烃的氧化为例:2C,Hn+2+ 302 - + 2CH,O2 + 2H2O即反应的结果是得到脂肪酸和水，也就是说随着油的深度净化，酸值的升高,所产生的水分也会随之增加。另一方面油深度氧化后,不仅生成酸和水，还有酮、醛、醇等,并在一定的条件下,进行聚合、缩合反应，生成的沥青质能增加油的吸湿性。故旧油比新油溶水力强。 2绝缘油中水分的存在形态在绝缘油中,水分主要以三种形态存在 2.1游离水:也称沉积的，主要是由外界漫入的水，如果不与油结合,且绝缘油中含水量又相对 较多，则水必将很快与油分离,沉到用油设备或容器的底部，或者以小水滴的形态游离于油中，这些水对用油电气设备的损害不大,可以采取直接从设备底排放的方法除去。 2.2溶解水:这种水是以极微细的颗粒,机械地分散在油中，它们通常是由空气中吸入的，在油 品中分布较为均匀,故相对称为溶解水。这种水能够用机槭方法除去一部分，但欲全部除去较难，在一定条件下，可以采用高真空雾化法除去。 2.3 乳化水:这种水主要是由于油品精制不良,长期运行中造成劣化，或是绝缘油中存在乳化剂.物质，降低了油一水之间的界面张力，难以分离。这种状态的水只用简单的物理方法难以除尽，一般需加破乳化剂，并配合适当的物理方法加以除去。 温度对绝缘油中水分的存在状态有很大影响,当油温度较低时,油中水分主要呈悬浮乳状， 随油温的不断升高,乳化水逐渐转变为溶解水。. 3绝缘油含有水分的危害 绝缘油中含有水分会对油的许多性能造成损害,降低油的绝缘强度，加速油品的氧化,引起用油设备的腐蚀，严重时会引起短路，甚至烧毁设备。 3.1对绝缘油的击穿强度的影响 水分溶解于油中,对油的击穿强度的不利影响是众所周知的。水是一种板性分子,在电场力的作用下，很容易被拉长，并且沿着电场方向排列起来，从而在电极间形成导电小桥,连接两电极,使绝缘强度剧降。水对油的击穿强度的影响参见图4。 绝缘油的含水量是油的物理性质,而击穿强度是油的电气特性。测定油样时,油中微水含量与击穿强度，虽然不一定达到图中所示的那种协调的关系,但也不会差别很大,因此,耐压值与含水量这种数据在试验时便有相互核证的意义。 在同一含水量的油中,水分在油中呈悬浮的乳状水较溶解水更能降低油中击穿电压，因为溶解水在油中呈高度分散，在电场力的作用下，导电小桥不易形成。而悬浮状的乳状水,尤其是当油中水分全部呈乳化状时，小水珠在电场力下很易拉长，并形成导电小桥。在近几年的春、秋检工作中，我们通过试验发现，当绝缘油中水分含量较少时(在10ppm以下),油的耐压值一定高，一般在50KV左右;当油中微水含量较高时，(在10~ 20ppm左右),油的耐压值却不一定低，这就是由于水分在绝缘油中的存在状态不同造成的(参见表)这是齐局齐齐哈尔一次变电所1995年春检的油化验分析。中微水与耐压的对比值。 绝缘油中含有水分，会使油中含有的其它杂质对绝缘强度的影响更加突出。如绝缘油中. 无水时，纤维质对绝缘强度的影响不大，但存在水分时，因纤维的强烈吸湿性而变为导电的物质，在电场作用下，按电场力的方向排列，形成“桥键”,大大降低了油品的绝缘强度。 3.2 油的含水量对介质损耗的影响 由于影响绝缘油的tgδ值的因素较多,所以这里仅讨论油的含水量与tgδ 值的关系。 对于品质纯净的油来说，当油中含水量较低时(30- 40ppm), 对油的值的影响不大，只有 当油中含水量较高时,才有十分明显的影响。参见图5。油的含水量在60ppm以上时,油的值急骤增加。 在历次春秋检中，常遇到下列情况:油净化处理后，油中含水量很少，而油的tgδ值却居高不下，这是由于油的tgδ值与许多因素有关，不单取决于水分。tgδ值高,说明油已被污染，污染物可能具有滤过性能，没有从油中分离出来，所以油tgδ的值异常。 4结论 绝缘油中的含水量属于油的物理性质，但它对油的击穿强度，值等电气性能却能造成很 大的影响，明确油中水分的来源，及含量的影响因素，就可以采取合适的手段有效地减少油中水分的含量。在试验中,根据含水量与耐压，介损值之间存在的必然联系，可以对试验数据的可信性做出正确判断，达到准确评价绝缘油的品质的目的。 绝缘油是指从石油中提炼出的矿物油，是电力系统中广泛应用的绝缘材料，主要起着绝练冷却散热和灭弧等作用。纯净的绝缘油是由多种烃类所组成,是中性烃类分子的混合物。由于在电力系统中对绝缘油的性能要求很高，在使用中油质检测就显得尤其重要。油中如呆含有水分，会对绝缘油的各项理化性能、电气性能造成极大的影响,并可使油中其它物质对油质的影响加剧，所以对油中微量水分控制是很严格的。1油中水分的来源在炼油厂中炼制的新油是不含水的，但在运输，贮存等过程中，由于保管不善，往往会从空气中渗入水气，用油的电气设备在安装过程中，由于干燥处理得不彻底，或者是用油设备存在缺陷，也可以使水分进入油中。此外，绝缘油在使用过程中，因为缓慢氧化，也伴随有少量水分生成。1.1绝缘油中的含水量与油品的化学组成有关。油是由不饱和烃,烷烃，芳香烃等物质组成，