变压器润滑油(通常称为变压器油)是电力变压器等充油电气设备的核心材料之一,具有独特的物理化学性质和多重功能。以下是其主要特点、作用及相关要点的详细介绍:

一、变压器油的主要特点
1. 优异的电气绝缘性能
高击穿电压:击穿电压通常≥40kV(新油标准),能有效隔离变压器内部高电压部件,防止放电或短路。
低介质损耗:介质损耗因数(tanδ)极低(≤0.5%),减少电能在传输过程中的损耗。
2. 良好的导热散热能力
高比热容与导热系数:比热容约为 2.0kJ/(kg・K),导热系数 0.12-0.14W/(m・K),可快速吸收绕组和铁芯产生的热量,通过循环流动将热量传递到散热器,确保设备温度稳定。
3. 化学稳定性强
抗氧化性佳:添加抗氧化剂(如 2,6 - 二叔丁基对甲酚)后,在长期高温(90-110℃)下不易变质,使用寿命可达 10-20 年。
抗水解与抗腐蚀:对金属(如铜、铁)无腐蚀性,且不易与水分、氧气反应生成酸性物质。
4. 低温流动性与高温稳定性
低凝点:根据地域不同,凝点通常为 - 45℃(环烷基油)至 - 25℃(石蜡基油),确保严寒地区设备正常运行。
高闪点:闪点≥140℃(闭口杯法),高温下不易汽化,减少火灾风险。
5. 杂质控制严格
低含水量:新油含水量≤10ppm,运行中油≤30ppm,避免水分降低绝缘性能。
低含气量:含气量≤1%(体积分数),防止气泡引发局部放电。
二、变压器油的核心作用
1. 电气绝缘作用
隔离高压部件:填充于绕组、铁芯与外壳之间,形成绝缘屏障,耐受数千伏至数百千伏的电压。
熄灭电弧:当内部发生局部放电或电弧时,油分解产生的气体(如氢气、甲烷)可快速熄灭电弧,防止故障扩大。
2. 散热冷却作用
热传导介质:通过 “油浸自冷” 或 “强迫油循环” 系统,将绕组焦耳损耗和铁芯涡流损耗产生的热量传递到变压器外壳或散热器,使绕组温度控制在安全范围(如 A 级绝缘绕组温升≤65K)。
示例:一台 1000kVA 变压器,油的散热能力可使其在满负荷运行时油温维持在 70-90℃。
3. 防腐与延缓老化作用
隔绝氧气与水分:油层覆盖在金属表面,减少氧气、水分与绕组导线(铜)、铁芯(硅钢片)的直接接触,抑制氧化和锈蚀。
溶解老化产物:油可溶解纤维素分解产生的醛、酮等物质,延缓绝缘纸的老化速度。
4. 设备状态监测作用
油中溶解气体分析(DGA):通过检测油中氢气(H₂)、乙炔(C₂H₂)、一氧化碳(CO)等气体含量,可早期发现设备内部过热(如≥700℃)、放电等潜伏性故障。
典型特征气体:
过热故障:甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)含量升高;
放电故障:乙炔(C₂H₂)、氢气(H₂)含量骤增。