近期不少變電站運(yùn)維人員和電站業(yè)主咨詢(xún)，現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的變壓器絕緣油顏色變深甚至發(fā)黑，不確定是否可以繼續(xù)使用，也不知道該做哪些檢測(cè)判斷是否存在安全隱患。還有不少第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)管理單位，關(guān)心這類(lèi)油質(zhì)檢測(cè)需要符合哪些規(guī)范要求，檢測(cè)報(bào)告能否作為運(yùn)維決策和合規(guī)備案的依據(jù)。針對(duì)這些高頻問(wèn)題，我們結(jié)合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，從檢測(cè)技術(shù)層面給出可落地的判斷邏輯。

一、變壓器絕緣油發(fā)黑的核心誘因

變壓器絕緣油作為變壓器核心的絕緣和冷卻介質(zhì)，正常狀態(tài)下為淺黃色透明液體，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)期處于電場(chǎng)、高溫、氧氣的共同作用下，逐漸發(fā)生氧化、裂解等反應(yīng)【1】。輕微的顏色變深通常是氧化劣化的表現(xiàn)，油中會(huì)逐漸生成酸性物質(zhì)、油泥等雜質(zhì)，影響冷卻和絕緣性能；如果出現(xiàn)明顯的發(fā)黑現(xiàn)象，大多是變壓器內(nèi)部存在潛伏性故障，比如繞組局部過(guò)熱、鐵芯多點(diǎn)接地導(dǎo)致的高溫過(guò)熱，或是局部放電、沿面放電甚至電弧放電，故障過(guò)程中會(huì)分解油分子產(chǎn)生碳粒，懸浮在油中導(dǎo)致顏色發(fā)黑，這類(lèi)情況如果不及時(shí)排查，很可能引發(fā)絕緣擊穿、設(shè)備燒毀等重大事故。

去年某工業(yè)園10kV自建變電站巡檢時(shí)*發(fā)現(xiàn)主變變壓器絕緣油發(fā)黑，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)*初誤以為需要全部換油，后來(lái)通過(guò)檢測(cè)確認(rèn)只是氧化劣化，采用濾油工藝處理后*恢復(fù)了使用，大幅降低了運(yùn)維成本。

二、油質(zhì)檢測(cè)的核心項(xiàng)目及作用

僅憑外觀顏色判斷變壓器絕緣油的性能是完全不夠的，必須通過(guò)規(guī)范的油質(zhì)檢測(cè)獲取量化數(shù)據(jù)，才能精準(zhǔn)判斷油質(zhì)狀態(tài)和設(shè)備健康水平。油質(zhì)檢測(cè)的項(xiàng)目選擇需要兼顧實(shí)用性和合規(guī)性，既要滿(mǎn)足故障排查的需求，也要符合監(jiān)管部門(mén)的規(guī)范要求，目前行業(yè)內(nèi)通用的核心檢測(cè)項(xiàng)目為色譜分析和介損測(cè)試，兩者結(jié)合可以覆蓋90%以上的油質(zhì)和內(nèi)部故障判斷需求。

色譜分析全稱(chēng)是變壓器油中溶解氣體色譜分析（DGA），是目前檢測(cè)變壓器內(nèi)部潛伏性故障常用的有效手段之一【2】。變壓器內(nèi)部發(fā)生過(guò)熱或放電故障時(shí)，會(huì)先分解變壓器絕緣油和固體絕緣材料，產(chǎn)生氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等特征氣體，這些氣體會(huì)部分溶解在絕緣油中。色譜分析的原理*是通過(guò)脫氣裝置將油中溶解的特征氣體分離出來(lái)，再通過(guò)色譜柱對(duì)不同氣體進(jìn)行分離和定量檢測(cè)，根據(jù)特征氣體的含量、比值、產(chǎn)氣速率，*可以判斷故障的類(lèi)型（過(guò)熱/放電）、嚴(yán)重程度以及故障位置，哪怕故障還處于早期，沒(méi)有明顯的外觀變化，也能通過(guò)色譜分析的異常數(shù)據(jù)提前發(fā)現(xiàn)隱患。

介損測(cè)試全稱(chēng)是絕緣油介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試，是判斷變壓器絕緣油老化程度、污染程度的核心指標(biāo)【3】。介質(zhì)損耗因數(shù)指的是絕緣油在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的有功損耗和無(wú)功損耗的比值，這個(gè)數(shù)值越高，說(shuō)明油中的雜質(zhì)、水分、酸性物質(zhì)含量越高，絕緣性能越差。合格的新變壓器絕緣油的介損值通常低于0.5%（90℃），如果運(yùn)行中油的介損測(cè)試值超過(guò)2%，*說(shuō)明油的劣化已經(jīng)比較嚴(yán)重，需要做再生處理或者更換。介損測(cè)試還可以同步檢測(cè)體積電阻率、微水含量等指標(biāo)，進(jìn)一步輔助判斷油質(zhì)狀態(tài)。

油質(zhì)檢測(cè)的采樣和操作流程也需要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，采樣時(shí)要避免油樣被外界污染，檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度要符合設(shè)備操作規(guī)范，才能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、不同場(chǎng)景下的油質(zhì)判定及處理方案

針對(duì)變壓器絕緣油發(fā)黑的場(chǎng)景，需要結(jié)合油質(zhì)檢測(cè)的結(jié)果分類(lèi)處理，兼顧運(yùn)行安全和成本控制，符合變電站運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求。

如果色譜分析結(jié)果顯示，油中沒(méi)有乙炔含量，總烴、氫氣的含量都在GB/T 7252規(guī)定的注意值以?xún)?nèi)，且產(chǎn)氣速率沒(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明內(nèi)部沒(méi)有明顯的潛伏性故障，僅通過(guò)介損測(cè)試發(fā)現(xiàn)介損值略高、酸值和微水含量輕度超標(biāo)，那這種發(fā)黑大多是油的氧化劣化導(dǎo)致的，不需要全部更換變壓器絕緣油，可以通過(guò)真空濾油、吸附再生等工藝處理，處理后再次做油質(zhì)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)合格后*可以繼續(xù)使用，能大幅降低運(yùn)維成本，這種方案很適合工業(yè)企業(yè)自建變電站、小型并網(wǎng)電站等對(duì)成本敏感度較高的B端用戶(hù)。

如果色譜分析發(fā)現(xiàn)乙炔含量超標(biāo)，或是總烴、氫氣的產(chǎn)氣速率遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明變壓器內(nèi)部已經(jīng)存在放電或嚴(yán)重過(guò)熱故障，哪怕變壓器的運(yùn)行參數(shù)還沒(méi)有明顯異常，也需要立刻安排停電排查，定位故障點(diǎn)并檢修，同時(shí)對(duì)應(yīng)的變壓器絕緣油需要做更換或者深度凈化處理，處理后的油需要再次做色譜分析和介損測(cè)試，全部指標(biāo)合格后才能重新投入使用。

如果介損測(cè)試值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求的3倍以上，說(shuō)明油的絕緣性能已經(jīng)嚴(yán)重下降，哪怕色譜分析沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障特征氣體，也不能繼續(xù)使用，否則很容易在過(guò)電壓等工況下發(fā)生絕緣擊穿，引發(fā)設(shè)備事故。對(duì)于G端用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這類(lèi)檢測(cè)結(jié)果需要同步存入設(shè)備運(yùn)維檔案，作為后續(xù)設(shè)備檢修、等級(jí)評(píng)定的合規(guī)依據(jù)。

四、檢測(cè)設(shè)備的選型及應(yīng)用

為了提升油質(zhì)檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性，不少變電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)都會(huì)選擇符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)設(shè)備。康高特代理的太乙絕緣油介損測(cè)試儀、油色譜分析系統(tǒng)等設(shè)備，可對(duì)絕緣油進(jìn)行介電損耗、微水含量、酸值、色譜（DGA）等多項(xiàng)檢測(cè)，通過(guò)油質(zhì)綜合分析判斷變壓器內(nèi)部是否存在過(guò)熱、放電等潛伏性故障。

其中太乙油色譜分析系統(tǒng)的檢測(cè)精度符合GB/T 17623的要求，對(duì)特征氣體的檢測(cè)下限滿(mǎn)足早期潛伏性故障的預(yù)判需求，一次進(jìn)樣*可以完成7種特征氣體的定量檢測(cè)，檢測(cè)周期短，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，既適合實(shí)驗(yàn)室的高精度檢測(cè)，也適合現(xiàn)場(chǎng)的快速篩查，能大幅提升變電站運(yùn)維的故障排查效率。太乙絕緣油介損測(cè)試儀的測(cè)試精度符合DL/T 421的要求，支持不同溫度下的介損和體積電阻率測(cè)試，自帶溫度校準(zhǔn)功能，不需要繁瑣的人工換算，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)僅需要少量油樣*可以快速出結(jié)果，數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出生成規(guī)范的檢測(cè)報(bào)告，既可以為B端用戶(hù)提供故障排查的精準(zhǔn)依據(jù)，也可以滿(mǎn)足G端用戶(hù)的合規(guī)備案、檢測(cè)資質(zhì)認(rèn)證的相關(guān)要求。

目前這套設(shè)備已經(jīng)在多地電網(wǎng)公司、工業(yè)企業(yè)電站的油質(zhì)檢測(cè)場(chǎng)景中應(yīng)用，檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率和可靠性都得到了用戶(hù)的認(rèn)可。

五、變電站運(yùn)維中的油質(zhì)管理優(yōu)化建議

變壓器絕緣油的狀態(tài)管理是變電站運(yùn)維的核心內(nèi)容之一，做好油質(zhì)管理可以大幅降低設(shè)備故障概率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低全生命周期運(yùn)維成本。

首先要建立完善的油質(zhì)檢測(cè)臺(tái)賬，將每一次色譜分析、介損測(cè)試的結(jié)果按時(shí)間歸檔，分析各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)，不要等到變壓器絕緣油變黑了才安排檢測(cè)，通過(guò)趨勢(shì)分析可以提前發(fā)現(xiàn)油質(zhì)劣化或故障的苗頭，在故障早期*介入處理，避免造成更大的損失。其次要根據(jù)變壓器的電壓等級(jí)、負(fù)荷重要性制定差異化的油質(zhì)檢測(cè)周期，110kV及以上的主變壓器建議每年做一次全面的油質(zhì)檢測(cè)，35kV及以下的變壓器可以每2年做一次，重要負(fù)荷區(qū)域的變壓器、運(yùn)行年限超過(guò)20年的變壓器可以適當(dāng)縮短檢測(cè)周期，增加快速檢測(cè)的頻次。另外油質(zhì)檢測(cè)的流程要嚴(yán)格符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢測(cè)設(shè)備要定期校準(zhǔn)，檢測(cè)人員要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，出具的檢測(cè)報(bào)告才能同時(shí)滿(mǎn)足運(yùn)維決策和合規(guī)備案的需求。

總的來(lái)說(shuō)，變壓器絕緣油變黑并不意味著必須更換，核心是要通過(guò)規(guī)范的油質(zhì)檢測(cè)，結(jié)合色譜分析和介損測(cè)試的量化數(shù)據(jù)，綜合判斷油質(zhì)劣化程度和內(nèi)部是否存在潛伏性故障，再針對(duì)性采取處理措施，既可以避免盲目換油帶來(lái)的成本浪費(fèi)，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，保障變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

【1】 GB/T 1094.7-2008 電力變壓器 第7部分：油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則

【2】 GB/T 7252-2001 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則

【3】 DL/T 421-2019 電力用油體積電阻率測(cè)定法

【4】 DL/T 596-2021 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程

【5】 Q/GDW 11399-2015 變電站運(yùn)維管理規(guī)范