１ 絕緣油的常規試驗項目
變壓器油是由碳元素和氫元素組成的幾種不同分子量的混合物具有絕緣性。我國變壓器油的牌號是根據凝點(diǎn)劃分的分別有10號、25號、45號三種，變壓器發(fā)生熱性故障、放電故障時(shí)變壓器的絕緣材料和絕緣油會(huì )發(fā)生改變，生成一些分子量小的含碳和氫組成的氣體、碳和氧組成的氣體等，這些氣體會(huì )被絕緣油溶解，使得變壓器油變壞。沒(méi)使用過(guò)的油和運行中的絕緣油都要進(jìn)行檢驗，沒(méi)有使用過(guò)的經(jīng)檢驗合格方可使用，使用中的油依據機車(chē)走行公里規定的修程進(jìn)行取樣試驗，通常情況下做常規理化試驗，常規理化試驗包括如下項目。
1.1 絕緣油閃點(diǎn)的測試
依據規定的試驗條件下，絕緣油放入閉口杯中以一定的加熱速度加熱到產(chǎn)生的蒸汽遇到杯外的空氣發(fā)生混合后，接近火焰時(shí)出現閃火時(shí)的最低溫度， 即為該油的閃點(diǎn)，單位是℃，開(kāi)口閃點(diǎn)測定器和閉口閃點(diǎn)測定器，是針對不同的油使用的，如潤滑油用開(kāi)口閃點(diǎn)測定器，絕緣油用閉口閃點(diǎn)測定器。
閃點(diǎn)是絕緣油在保存和運用過(guò)程中的一項安全指標，尤其是對運用中變壓器油的監測，閃點(diǎn)是必不可少的檢測項目。絕緣油在高溫下使得部分電器設備產(chǎn)生過(guò)熱現象，生成一些易揮發(fā)可燃性的低分子碳氫化合物，這些物質(zhì)的存在會(huì )導致閃點(diǎn)下降，所以通過(guò)閃點(diǎn)能夠及早發(fā)現電器設備中的過(guò)熱故障，而對待新注入變壓器和檢修處理過(guò)的油，檢測閃點(diǎn)能夠發(fā)現其中是否有輕質(zhì)餾分油品存在，閃點(diǎn)太低會(huì )直接造成電氣設備出現火災，更為嚴重的還會(huì )引起爆炸，所以在變壓器油的新油和運用的標準中分別有嚴格的閃點(diǎn)控制指標，同時(shí)對運行油的閃點(diǎn)要嚴格按照標準進(jìn)行把控。對變壓器油顏色變黑且閃點(diǎn)太低的油要格外重視，必要時(shí)考慮做色譜分析依據特征氣體判斷變壓器油的故障。
1.2 絕緣油的顏色測試
新絕緣油是清澈透明呈淡黃色略帶一點(diǎn)兒紫色熒光，沒(méi)有懸浮物、機械雜質(zhì)、沉淀物。當絕緣油被污染和氧化后產(chǎn)生沉淀物，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)發(fā)生了變化，導致油品劣化，顏色逐漸變深，絕緣強度下降，目前通過(guò)觀(guān)察油的顏色可以粗略的斷定變壓器的運行狀況，這一方法已經(jīng)成了診斷絕緣油有無(wú)問(wèn)題的最基本簡(jiǎn)便方法。
1.3 絕緣油的游離碳測試
絕緣油在溫度高和電弧作用時(shí)，會(huì )發(fā)生氧化和分解作用析出固體游離碳的物質(zhì)稱(chēng)作游離碳。用三氯化鋁乙醇溶液與絕緣油按一定比例混合并劇烈搖動(dòng)，然后放入恒溫的熱水浴中靜置，待分層后觀(guān)察三氯化鋁與油層間所形成的液環(huán)，如果液環(huán)呈灰色或黑色，就認為油中存有游離碳。游離碳的存在促進(jìn)絕緣油加速乳化，吸濕性更強，絕緣強度降低，在變壓器油中即使存有微量的游離碳，也表明絕緣油有過(guò)熱故障，因此絕緣油中絕對不能存有游離碳。通過(guò)測定游離碳可及早發(fā)現并處理含游離碳的油品， 杜絕事故發(fā)生。
1.4 絕緣油的絕緣強度測試
變壓器絕緣油放在專(zhuān)用油試驗器的清潔干燥的油杯中，待靜止15min后，在油杯的兩個(gè)電極間以每分鐘3kV的速度勻速升高電壓，此時(shí)在電極的負極要發(fā)射出電子，隨著(zhù)電壓的升高電子具有一定能量， 產(chǎn)生電流，在兩極間形成電弧絕緣油被擊穿，此時(shí)的電壓稱(chēng)為擊穿電壓，單位是kV，也就是常說(shuō)的變壓器油絕緣強度。透過(guò)變壓器絕緣油擊穿電壓值能夠評定出絕緣油的污染程度、是否干燥、是否含有機械雜質(zhì)等，是變壓器油電氣性能的重要檢測項目，是保證變壓器安全運行的重要指標，水和機械雜質(zhì)容易導電，絕緣油中混有水或機械雜質(zhì)時(shí)，擊穿電壓一定會(huì )降低，對于運行中絕緣油檢驗出擊穿電壓低一定要引起注意，需要進(jìn)一步檢查變壓器是否存在故障。
1.5 絕緣油的酸值和水溶性酸測試
酸值是表示油中含有酸性物質(zhì)的數量，它是油中烴類(lèi)化合物氧化的產(chǎn)物。酸值的測定是中和滴定油中1ｇ酸性物質(zhì)消耗氫氧化鉀的毫克數稱(chēng)為酸值，用毫克表示，新油中的酸值是評價(jià)油的精制程度，對于運行油是評判油品老化程度，衡量油品能否再使用的主要指標之一。
水溶性酸它是變壓器油在氧化初級階段生成分子量小的有機酸，當油中含有水時(shí)這些酸易溶于水， 使得ｐＨ 酸堿度降低，水溶性酸有無(wú)是依據ｐＨ酸堿度決定的，當ｐＨ≥4.2認為水溶性酸無(wú)，當絕緣油的酸值和水溶性酸都很接近超標值時(shí)，結合歷史檢驗數據對比，如果數值變化大考慮進(jìn)行更換新油， 對于顏色較深的變壓器油要縮短使用周期，加強化學(xué)分析檢驗防止事故發(fā)生。酸值和水溶性酸都是衡量油品被氧化程度的指標。
1.6 絕緣油水分測試
絕緣油水分來(lái)源有二種可能：一種是設備密封不嚴，由外界空氣中的水分侵入；另一種是變壓器持續高溫運行，導致變壓器內固體絕緣老化和油品劣化，水是有極性的在電場(chǎng)作用下能促使酸對銅、鐵等的腐蝕，加劇油的介質(zhì)損耗因數。水分的存在對油的氧化起催化作用，產(chǎn)生更多雜質(zhì)、絕緣油擊穿電壓下降，影響變壓器運行的安全性和使用壽命，水分的檢驗是評判變壓器絕緣老化的重要項目，必須嚴格控制變壓器油的水分指標。變壓器油的水分超標應采取的措施：①檢查呼吸器內干燥劑是否變色，如果由藍色變?yōu)榉凵虬咨?，需要更換干燥劑；②降低變壓器運行溫度；③通過(guò)真空濾油加熱蒸發(fā)掉水分。
1.7 絕緣油機械混合物
變壓器中固體絕緣材料、絕緣油局部過(guò)熱分解出來(lái)的氧化物，形成的游離碳、油泥等物質(zhì)稱(chēng)為機械混合物。油中含有機械混合物，絕緣強度會(huì )驟然下降，擊穿電壓降低，甚至達不到擊穿電壓規定的質(zhì)量標準。處理方法：用板框濾油或真空濾油。
1.8 絕緣油凝固點(diǎn)的測試
變壓器絕緣油在溫度逐漸降低時(shí)完全不能流動(dòng)時(shí)的最高溫度叫作凝固點(diǎn)。油中有石蠟，變壓器油的溫度降低時(shí)使油全部凝固，此時(shí)的凝固點(diǎn)是石蠟全部析出的原因，煉油時(shí)變壓器油中石蠟不需要全部脫完，少量的石蠟在變壓器油中起到抗氧化作用， 想降低變壓器油的凝固點(diǎn)通過(guò)加入降凝劑來(lái)調節。凝點(diǎn)的檢測方法：是將適量的變壓器油放入試管中， 將試管溫度降低至預期溫度把試管傾斜45°，60ｓ液面不流動(dòng)，此時(shí)的溫度就是凝固點(diǎn)。我國變壓器油的牌號是根據凝點(diǎn)劃分的有10號、25號、45號三種對應的凝點(diǎn)分別是-10℃、-25℃、-45℃。所以對新油的驗收以及不同牌號油的混用，凝點(diǎn)的測定是必不可少的。
2 變壓器絕緣油的質(zhì)量簡(jiǎn)便判斷方法
變壓器對絕緣油的質(zhì)量要求非常嚴格，必須經(jīng)過(guò)常規試驗的每一項檢測指標控制在標準范圍內才可使用，對于有些不合格的油在外觀(guān)上也能初步判斷其質(zhì)量，下面就其簡(jiǎn)便判斷方法進(jìn)行逐一說(shuō)明。
2.1 氣味
新變壓器絕緣油稍微有一點(diǎn)兒煤油味，如果油中有其他的氣味，說(shuō)明油質(zhì)變質(zhì)了，油有過(guò)熱現象， 有股燒焦味兒；油老化嚴重有種酸味兒；油內產(chǎn)生電弧有點(diǎn)臭味兒。
2.2 透明度
新變壓器絕緣油外觀(guān)上看是清澈透明沒(méi)有一點(diǎn)雜質(zhì)，而且從不同的角度都能看到似乎有一點(diǎn)兒紫色熒光，隨著(zhù)使用的過(guò)程漸漸地被污染、氧化，熒光消失，透明度不如從前，當混有游離碳和機械雜質(zhì)時(shí)，油有些渾濁。
2.3 變壓器油的顏色
新的變壓器油應該看見(jiàn)的是淺黃色，經(jīng)過(guò)氧化后顏色會(huì )逐漸變深。發(fā)現新變壓器油顏色較深，其質(zhì)量是不符合新油控制指標的。在運用過(guò)程中，發(fā)現變壓器油的顏色迅速變深，說(shuō)明油質(zhì)已劣化，其實(shí)變壓器油呈現棕色或褐色時(shí)，酸值和水溶性酸已接近或超過(guò)質(zhì)量標準注意值。通常對顏色較深的變壓器油，應該重點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)監督試驗，盡量縮短試驗周期，如果油樣顏色發(fā)暗，需要進(jìn)一步進(jìn)行氣相色譜分析，檢測各氣體含量是否超過(guò)注意值，然后通過(guò)三比值法斷定故障類(lèi)型。
3 變壓器絕緣油的取樣要求及取樣時(shí)的注意事項
3.1 在進(jìn)行變壓器絕緣油取樣時(shí)，應按照具體要求進(jìn)行變壓器對絕緣油要求非常高，有一項常規化驗達不到控制標準都不能使用，所以必須從取樣上嚴格把關(guān)，保證每一個(gè)樣品都具有代表性。
①在儲油容器中取樣時(shí)，通常油樣采集部位確定在污染可能性最大的部位。② 在取樣部位鎖定后，需要對使用的每一種設備及裝置詳細檢查，確保其清潔又干燥，不會(huì )給油樣造成污染。③ 采集過(guò)程中，應先打開(kāi)變壓器油箱的放油閥，先進(jìn)行排放油和清洗，再用少量油對取樣容器進(jìn)行2～3次沖洗，完成后再接取油樣。當在戶(hù)外取樣時(shí)一定要避開(kāi)雨天或刮風(fēng)天氣，保證樣品的清潔干燥。④為氣相色譜分析、微量水分檢測進(jìn)行取樣時(shí)，樣品中不能混有空氣，為此要通過(guò)溢流閥取樣（溢流閥的作用是使油從下至上溢出瓶口排盡瓶壁附近的空氣），打開(kāi)放油閥排放和沖洗閥口存有的死油，再將塑料管接到溢流閥口，目的是通過(guò)塑料管把溢流閥的油引入取樣瓶中，然后打開(kāi)放油閥排出塑料管的空氣最后將塑料管插入取樣瓶底部（必須插入底部），油從瓶底由下至上流滿(mǎn)待油溢出取樣瓶口后，將塑料管拔出，蓋好瓶蓋取樣工作完成。
3.2 變壓器絕緣油的取樣注意事項
變壓器油的取樣工作是否規范對油樣檢驗合格與否至關(guān)重要，因此取樣時(shí)要注意以下事項：①在濾油過(guò)程中取樣要注意。往往是兩個(gè)油罐串聯(lián)在一起，油經(jīng)過(guò)混合后過(guò)濾，分別從兩個(gè)油罐取樣，如果有一個(gè)油樣不合格，只能說(shuō)明是取樣的問(wèn)題。② 變壓器絕緣油進(jìn)行真空濾油后取油要注意。進(jìn)行真空濾油要把加熱溫度調至50℃～60℃ 下進(jìn)行濾油，濾油過(guò)程中，不斷觀(guān)察濾油機上的真空表數值是否已經(jīng)穩定在真空度最高點(diǎn)，否則可以適當把溫度調高一些進(jìn)行濾油，當真空表數值能夠穩定在真空度最高點(diǎn)數值已基本不動(dòng)，說(shuō)明脫氣效果能達到標準，符合取樣要求。要及時(shí)取油，當濾油罐溫度下降，內部壓力低于外部，形成了負壓，此時(shí)取樣會(huì )吸入外部空氣，導致樣品結果不合格而不是濾油效果不好。
取樣方法要正確，器具保持干凈，環(huán)境濕度適中等因素。取樣前保證油取樣裝置（如注射器、乳膠管、油瓶）等清潔干燥，取樣時(shí)詳細記錄日期、取樣人員、環(huán)境溫濕度、天氣情況，對于新油要記錄油品出廠(chǎng)日期、生產(chǎn)廠(chǎng)家、油品批次、進(jìn)貨數量，對于運行中油樣要記錄電力機車(chē)號、每一車(chē)號的哪一端等信息，并在取樣裝置上貼上標簽。
4 變壓器絕緣油的故障診斷
變壓器絕緣油按照一定的機車(chē)走行公里數進(jìn)行取樣化驗做常規檢測項目，檢測中有不合格的項目， 要找出不合格的原因、確定有問(wèn)題的部位，需要借助氣相色譜法分析變壓器內的潛伏性故障，氣相色譜分析法是檢測變壓器絕緣油中裂解產(chǎn)生的氣體的含量與各特征氣體的濃度標準值對比，由此確定變壓器內部是否有故障，超過(guò)特征氣體的注意值，說(shuō)明絕緣油可能存在問(wèn)題采用三比值法確定故障類(lèi)型，查找故障原因然后判斷故障部位，對于氣體含量在質(zhì)量標準值范圍內，要定期取樣進(jìn)行跟蹤監測，當氣體含量達到一定濃度時(shí)，必須加以重視。對于中修、大修機車(chē)時(shí)不僅要做氣相色譜分析還要做變壓器吊芯檢查，當氣相色譜分析有故障時(shí)，在吊出的變壓器上可以找到熱性或電性故障的部位，并且排除故障。為保證變壓器運行狀態(tài)的安穩性和及時(shí)發(fā)現異常，對變壓器絕緣油定期常規檢測和氣相色譜跟蹤分析監督是一種經(jīng)濟、便捷、有效的方法，也是變壓器日常維護和保養的有效措施，有利于盡早發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理故障，保證機車(chē)安全穩妥長(cháng)久的完成運輸任務(wù)。
5 結束語(yǔ)
可以這樣認為，牽引變壓器是電力機車(chē)的心臟，變壓器油是電力機車(chē)的血液，當血液是清澈的、純凈沒(méi)有其他混雜的，才能供給心臟豐富的營(yíng)養，保障心臟的正常運行。在變壓器運行過(guò)程中，通過(guò)檢測變壓器油的常規分析項目、進(jìn)行進(jìn)一步的氣相色譜分析，取樣時(shí)按標準要求，杜絕取樣時(shí)違規操作，把這一系列的工作做到位，能夠在一定程度上將變壓器絕緣油的優(yōu)劣和設備故障準確的診斷出來(lái)，給變壓器的運行狀態(tài)和故障檢修提供正確的指導方向，當外觀(guān)發(fā)現絕緣油異常時(shí)必須進(jìn)行化學(xué)監督，縮短試驗周期，檢查其狀態(tài)，并根據實(shí)際情況，對絕緣油進(jìn)行具體分析，以此確保電力機車(chē)更加安全、可靠的運行，為鐵路運輸事業(yè)做出應有的貢獻。
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