（广西送变电建设有限责任公司广西南宁530031）
摘要：在对变压器油界面张力这一重要性能指标展开分析的基础上，本文对变压器油界面张力进行了试验分析，对张力试验的要求、方法等内容展开了探讨，并提出了更换新油和再生处理这两种超标处理方法，从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：变压器；油界面；张力试验；超标处理
引言
作为电力传输的关键设备，变压器在电力系统中得到了广泛的安装和投运。而在变压器日常管理中，油液监管为重要的工作，设置了闪点、外观、密度等各种指标。在众多指标中，油界面张力为重要的性能指标，直接能够反映出油的老化程度，关系到变压器的安全稳定运行。因此，还应加强对变压器油界面张力试验分析及其超标处理问题的研究，继而更好的进行变压器油液监督管理。
1变压器油界面张力
对于变压器来讲，油的性能为关系到设备安全运行的重要因素，将起到循环、冷却和绝缘等作用。但是在生产、运输和运行的过程中，变压器油的性能将发生改变，所以需要加强对变压器油性能的监测。而在变压器油的各种性能指标中，界面张力为十分重要的指标，反映了油的流动性能和老化程度。在油界面张力减小的情况下，说明油液已经发生老化，其中包含大量极性物质，以至于油的流动性变差，无法正常发挥冷却、循环等作用。因此，还应加强对变压器油界面的张力试验和分析，以便及时发现油界面超标的问题，做好油界面超标处理。
2变压器油界面张力试验分析
2.1试验要求
在电力设备油液检验方面，按照《电力用油取样方法》（GB7597-2007）规定进行油液采样，然后通过外观检验、油质分析和色谱分析确定油液各项指标能否满足要求。针对变压器用油，还要按照规定进行油液试验。开展油界面张力试验，是为了对油液中可溶性极性杂质进行化验。经过高温劣化，油液中将产生系列过氧化物，形成树脂状部分导电物质，在油中少量溶解。达到一定量后，会从油液中沉淀出来，粘附在变压器壳体边缘和绝缘材料等位置，导致固体绝缘料遭到破坏，影响设备散热，将导致变压器工作温度过高。在油界面上，这些物质会得到定向排列，极性基和非极性基分别在水相和油相，将导致界面张力下降，油液酸性化合物增加，最终导致油的酸值增大。因此在对油界面张力进行试验时，可以对油的酸值进行评价。针对油界面张力，可以采用GB/T6541检验方法，要求结果不小于38mN/m。在油液酸值评价上，采用SH/T0206检验方法，要求酸值不大于0.2mgKOH/g。
2.2试验方法
在变压器油中，极性分子的极性基团均为亲水基团，在油和水两相界面上，向极性水相转移，憎水基团则会向油相转移。两相液体分子将会受各自内部分子吸引力影响，不断缩小表面积[1]。如果油中含有极性分子，不仅会对水分子形成吸引力，也会对油分子形成吸引力，因此在界面会形成纵向联系，导致界面横向联系被削弱，造成界面张力减小。因此油界面张力大小，与油的老化程度有关。实际进行变压器油界面张力试验时，可以某电厂3号新变压器油作为试验对象，分别在100、110和120℃条件下进行开口杯老化试验。在此基础上，可以在110℃下进行油样酸值检验。如图1所示，为油界面张力与老化时间关系。从图中可以看出，在不同的温度下，油界面张力均有所下降。而从酸值试验结果来看，也出现了酸值变大的情况，由最初的0.07mgKOH/g提升至0.29mgKOH/g。在老化反应初期，油界面的张力迅速下降，酸值则基本不变，不超出0.10mgKOH/g。在70h-150h期间，油界面张力相对稳定，维持在23mN/m左右，酸值也基本保持稳定。在老化后期，也出现了界面张力迅速下降的情况。此时，油液酸值也发生了较大变化，达到了0.29mgKOH/g。
2.3试验分析
对试验结果进行分析可以发现，在老化初期，界面张力对老化产物量敏感性更强，可以使油液的老化程度得到更好的反映。因为在老化初期，油液中极性化合物含量较少，界面排列的极性物质并未饱和。但由于油界面张力对极性物质敏感，因此张力迅速下降。在经过一段稳定时间后，老化后期又出现了油界面张力迅速下降的情况，同时伴随酸值增加，主要是由于油液中抗氧化成分基本已经被消耗，极性物质量迅速增加，导致油酸值快速增加。此外，在温度较高的情况下，界面张力将会更快的下降。由此可见，油温升高将导致油老化加快，界面张力维持稳定时间越短。因此在变压器油质监督方面，还要加强油界面张力的检测。
图1油界面张力与老化时间关系
3变压器油界面张力超标处理
3.1更换新油
针对变压器油界面张力超标的问题，可以采用更换新油的处理方式。而在新油更换费方面，即可以进行全部更换，也可以进行局部更换。如果全部更换，可以使变压器油界面张力超标问题得到彻底解决。但是在变压器设备已经投运的情况下，通过换油实际很难将变压器中被吸附到绝缘纸等残留旧油去除干净，依然会污染更换的新油，导致油液使用寿命和品质受到不良的影响。因此在全部更换新油前，还应利用合格油对变压器进行冲洗，并进行真空注油。然而在实际工作中，采用该种方法不仅成本过高，也不负荷节能环保的要求，并非是首选的油界面张力超标处理方法。采用局部更换新油的方法，即按照一定的比例对运行油和新油进行混合，需要在均匀搅拌后对混合油样界面张力进行测定，并通过试验确定是否有油泥析出。采用的比例不同，对混合油样界面张力也有不同要求。如果采用5：5的比例，要求界面张力不小于22mN/m。新油所占的比例越大，张力要求也越高[2]。采用该种超标处理方法，可以使油界面张力得到一定程度的提高。但是由于油的老化趋势，原本油中老化产物依然会导致油质老化受到催化，继而导致变压器油液短期内再次超标。
3.2再生处理
采用再生处理方法，一方面可以利用吸附剂对油中油泥、酸性组分等老化产物进行去除，使油的品质得到恢复。在实际操作中，可以采用活性氧化铝、白土等吸附介质。但是，这些介质吸附活性较低，实际再生效果有限。另一方面，也可以采用硫酸白土法进行油液再生处理。采用该方法，需要先用硫酸对油液中的多种老化产物进行去除，然后利用白土将残留的极性物质去除[3]。
结论
通过研究可以发现，变压器油界面一旦出现张力减小的情况，意味着油液已经老化，无法满足变压器的使用要求。因此在日常进行变压器油液监督管理的过程中，还应重视界面张力这一性能指标，按照相关要求加强油界面张力试验，做好张力试验分析。结合分析结果，一旦判定张力指标超标，则要结合实际情况选择更换新油或实现再生处理，继而为变压器的安全稳定运行提供保障。
参考文献
[1]陈彬,韩超,刘阁，等.颗粒物对变压器油表面张力的影响研究[J].应用力学学报,2018,35(01):191-196+237.
[2]杨菊香.新变压器安装中正确看待新油界面张力[J].低碳世界,2014(01):33-34.
[3]陈兴来,梁惠茹.降凝剂对变压器油界面张力的影响[J].广东石油化工学院学报,2013,23(06):5-8.
作者简介
林健（1982-），籍贯：广西玉林市，职称：助理工程师，研究方向：电气试验、油化试验。