中国石油环烷基变压器油研发的最新进展
马书杰，张玲俊，郭勇刚，王 鹏，杨俊杰
(中国石油润滑油研究开发中心克拉玛依研究所，新疆维吾尔族自治区 克拉玛依市 834003)
摘要： 介绍了我国和国际变压器油标准体系的制定情况以及SIEMENS、ABB公司对变压器油的规格要求，并介绍了中国石油润滑油公司为了适应我国直流变压器油及特高压变压器油的发展需要，近几年开发的K150GX、K150X、K150AX和K145X等变压器油新产品。关键词： 变压器油；标准；换流变压器；环烷基 随着我国电力需求的快速增长，电网建设已经进入全面推进西电东送、南北互供和全国联网，为了满足大容量、长距离的电力输送，采用高压直流输电和更高电压等级的交流输电是输变电技术的主要发展方向。作为40年来同电力和变压器行业紧密合作，成功完成了220、330 kV和500 kV用油国产化攻关的中国石油，义不容辞地直流变压器油及特高压变压器油的国产化担负责任。中国石油从2000年起，同国内国际变压器制造商和美国权威评定机构DOBLE公司度进行了合作，成功开发出了KI50GX（Petro50GX）、KI50X（Petro50X）、KI50AX（Petro50X）和KI45X（Petro50X）等达到国际一流水平的变压器油。
1 变压器油的标准体系
1.1 我国变压器油标准体系计
我国目前变压器油按其使用的电压等级分为普通变压器油（GB 2536—1990）和超高压变压器油（SH 0040—1991）（见表1），它们分别是参照IEC 60296—1982和ASTMD 3487—1982标准制定的。变压器油和超高压变压器油分别适用于330 kV以下及500 kV的变压器和有类似要求的电气设备中。普通变压器油按低温性能分为10、25和45三个牌号；超高压变压器油按低温性能分为25号和45号两个牌号。
在我国变压器油标准中，普通变压器油和超高压变压器油的区分主要体现在抗析气性能，同时电气性能也略有提高。超高压变压器油由于提高了抗析气性能需要在油品中增加芳烃含量，因此超高压变压器油的氧化安定性指标有所降低。也就是说我国的超高压变压器油标准是在牺牲变压器油氧化安定性指标的前提下，提高其抗析气性能。
表1 中国变压器油标准
项
目
| GB/T2536
变压器油
| SH 0040超高
压变压器油
| 试验方法
|
质
量
指
标
|
牌
号
| 10
| 25
| 45
| 25
| 45
|
外观
| 透明，无悬浮物
和机械杂质
| 透明，无沉淀
物和悬浮物
| 目
测
|
密度（20℃）/kg·m-3
不大于
| 895
| 895
| GB/T 1884
GB/T 1885
|
运动
黏度
/mm2
·s-1
| 40℃
不大于
| 13
| 13
| 11
| 13
| 12
|
GB/T 265
|
-10℃
不大于
| —
| 200
| —
| —
|
-30℃
不大于
| —
| —
| 1800
| —
|
0℃
不大于
| —
| —
| —
| 报
告
|
100℃
不大于
| —
| —
| —
| 报
告
|
色
度
| —
| 1
| GB/T 6540
|
苯胺点/ ℃
| —
| 报
告
|
|
倾点/ ℃
不高于
| -7
| -22
|
| -22
| 报告
| GB/T 3535
|
凝点/ ℃
不高于
| —
| -45
| 报告
| -45
| GB/T 510
|
闪点（闭口）/ ℃
不低于
| 140
| 135
| 140
| 135
| GB/T 261
|
酸值/ mgKOH·g-1
不大于
| 0.03
| —
| GB/T 264
|
中和值/ mgKOH·g-1
不大于
| —
| 0.01
| GB/T 262
|
腐
蚀
性
硫
| 非 腐 蚀 性
| 非 腐 蚀 性
| SH/T 0304
|
氧化安定性
氧化后酸值/mgKOH·g-1
不大于
氧化后沉淀/%
不大于
|
0.2
0.05
| 0.4
0.2
| SH/T 0206
|
水溶性酸或碱
| 无
| 无
| GB/T 259
|
击穿电压（间隔
2.5mm交货时）/kV
不小于
| 35
| 40
| GB/T 5075)
|
介质损耗因数（90 ℃）
不大于
| 0.005
| 0.002
| GB/T 5654
|
界面张力/mN·m-1
不小于
| 40
| GB/T 6541
| GB/T 6541
|
水分/mg·kg-1
| 报
告
| 50
| SH/T 0207
|
析气性/μL·min-1
不大于
| —
| +5
| GB/T 11142
|
比
色
散
| —
| 报
告
| SH/T 0205
|
1.2 国外变压器油标准体系
从国外主要变压器油规格（以ASTM3487和IEC60296为代表）来看，变压器油不是按电压等级分类，即无普通变压器油和超高压变压器油之分，而是按抗氧剂的加入量和抗氧化性能来分类。如ASTMD3487（见表2）根据抗氧剂含量分为Ⅰ类（抗氧剂含量≯0.08%）和Ⅱ类（抗氧剂含量≯0.3%）；IEC 60296—2003则按抗氧剂含量分为3类（U：抗氧剂含量检测不出；T＜0.08%；I：0.08%～0.4%）。在黏度和倾点等低温性能方面，ASTMD 3487和IEC 60296通用规格中都只有一类，即40℃黏度为不大于12mm2/s，倾点不高于-40℃。
表2
ASTMD 3487—00变压器油标准
项
目
| 质
量
指
标
| ASTM
试验方法
|
| Ⅰ类
| Ⅱ类
|
物
理
特
性
|
苯胺点/ ℃
| 63-84
| 63-84
| D611
|
颜色
≯
| 0.5
| 0.5
| D1500
|
闪点/℃
≮
| 145
| 145
| D92
|
界面张力/dynes·cm-1 ≮
| 40
| 40
| D971
|
倾点/ ℃
≯
| -40B
| -40B
| D97
|
相对密度
≯
| 0.91
| 0.91
| D1298
|
黏度/
mm2·s-1
| 100℃
≯
| 3.0（36）
| 3.0（36）
| D445
或
D88
|
40℃
≯
| 12.0（66）
| 12.0（66）
|
0℃
≯
| 76.0（350）
| 76.0（350）
|
目
测
| 透明、光亮
| 透明、光亮
| D1524
|
电
气
性
能
|
击穿电压（60 Hz，
圆盘电极）/kV ≮
| 30
| 30
| D877
|
击穿电压（60 Hz，VDE电极）/kV
间隙 0.040-in（1.02mm）
≮
间隙 0.080-in（2.03mm）
≮
|
20C
35C
|
20C
35C
| D1816
|
击穿电压(25℃，脉冲下)/kV ≮
针负极到球面间隙1-in（25.4mm）
| 145D
| 145D
| D3300
|
析气性/μL·min-1 ≯
| +30
| +30
| D2300
|
介质损耗因
数（60 Hz）/%
| 25 ℃
≯
| 0.05
| 0.05
| D924
|
100℃
≯
| 0.30
| 0.30
|
化学性能E
|
氧化安定性
| 72 h
| 油泥/m% ≯
| 0.15
| 0.1
| D2440
|
总酸值/mgKOH·g-1
≯
| 0.5
| 0.3
|
164 h
| 油泥/m% ≯
| 0.3
| 0.2
|
总酸值/mgKOH·g-1
≯
| 0.6
| 0.4
|
氧化安定性（旋转氧弹）/min ≯
| —
| 195
| D2112
|
抗氧剂含量/% ≯
| 0.08
| 0.3
| D4768
或
D2668
|
腐
蚀
性
硫
| 非腐蚀性
| 非腐蚀性
| D1275
|
水含量/μL·L-1 ≯
| 35
| 35
| D1533
|
中和值，总酸值/mgKOH·g-1 ≯
| 0.03
| 0.03
| D974
|
PCB含量/μL·L-1 ≯
| 未检测出
| 未检测出
| D4059
|
同时IEC 60296—2003根据抗氧化性能分为标准级别变压器油和特殊级别变压器油。对析气性指标，ASTMD 3487要求析气性不能高于+30 μL/min，该指标除深度精制石蜡基变压器油外，一般不会超过。从IEC 60296修订历程来看，IEC 60296—1982标准中，无析气性要求，IEC 60296标准1991年征求意见稿则要求析气性不大于+5 μL/min，但由于意见不统一，经十几年的反复讨论，于2003年正式颁布的IEC 60296—2003标准中析气性指标仍未作通用规定，而是交由变压器油使用者和生产商协商。
ASTMD3487—00变压器油标准提出了苯胺点指标，要求63~84℃，该指标主要是为了保证变压器油的溶解性能，石蜡基变压器油及高压加氢深度精制的环烷基变压器油很难满足该指标要求。
1.3
SIEMENS、ABB公司变压器油规格
国外主要变压器制造商SIEMENS、ABB公司均有自己的变压器油要求，他们均是按抗氧化性能来区分变压器油的优劣。根据变压器油氧化、老化表现的优劣将所使用的变压器油分为普通级别和高级别。为提高变压器的散热性能，ABB公司还提出低黏度变压器油的要求。除SIEMENS公司直流换流变用绝缘油外，其他油品均未提出抗析气性的要求，这是由于变压器设计制造水平的提高，变压器设计的电场强度在下降的原因。
SIEMENS公司对变压器油要求见表3。
表3
SIEMENS公司对变压器油的要求
级别
| 不加抗氧
剂代号
| 加抗氧
剂代号
| 用
途
| 典型
寿命
| 符合
标准
|
高级别
| HG -N
| HG -N
|
≤200 MVA电力变压器
| 与变压
器同寿命
| DIN/IEC标准
|
HG -I
|
＞200 MVA电力变压器，用于高温变压器，如电炉变压器，整流器，牵引变压器
|
标准
级别
| ST -N
| ST -N
|
配电变压器
| ＜15年
|
ST -I
|
客户要求加抗氧剂油的配电变压器
|
BS标准
级别
| BG -N
|
|
客户要求符合BS148油的电力和配电变压器
| ＜15年
| 使用BS标准的市场有
效
|
BG -I
|
客户要求符合BS148加抗氧剂油的电力和配电变压器
|
ASTM
标准
级别
| AG -N
| BG -I
|
客户要求符合ASTMD3487油的电力和配电变压器
| ＜10年
| 使用BS标准的市场有效
|
AG-I
|
客户要求符合ASTMD3487加抗氧剂油的电力和配电变压器
|
气体吸
收级别
| GG -N
|
|
HVDC（高压直流输电）变压器
| 与变压器
同寿命
| -
|
GG -I
|
HVDC（高压直流输电）变压器
| -
|
SIEMENS公司对变压器油的评价结果见表4。
表4
SIEMENS公司对变压器油制造商变压器油评价结果
级
别
| Shell公司
| 中 国 石 油
| Nynas公司
| 级
别
| Shell公司
| 中 国 石 油
| Nynas公司
|
HG -N
| Diala D
|
| Nytro3000
| BG -I
| Diala GX
| Petro50GX
| NytroGBX
|
HG -I
| Diala DX
| Petro45X
| Nytro3000X/10X
| AG -N
| Diala A
| Petro45
|
|
ST -N
| Diala B
| Petro45
| Nytro10GBN
| AG -I
| Diala AX
| Petro45AX
| Petro50GX
|
ST -I
| Diala BX
| Petro45
| Nytro10GBX
| GG -N
| Diala G
|
| Nytro10GBXT
|
BG -N
| Diala G
|
| Nytro10GBN
| GG -I
| Diala GX
| PetroGX
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ABB公司对变压器油要求见表5、表6。
表5
ABB公司对不加抗氧抑制剂变压器油要求
性
能
| 试 验 方 法
| 标
准
级
别
| 高
级
别
|
分
类
| SU -A
| SU -B
| SU -C
| HU -A
| HU -B
| HU -C
|
运动黏度/mm2·s-1
| 40℃
| ISO 3104
| ≤11.0
| ≤11.0
| ≤16.5
| ≤11.0
| ≤11.0
| ≤16.5
|
-15℃
| -
| -
| ≤800
| -
| -
| ≤800
|
-30℃
| ≤800
| ≤1800
| -
| ≤800
| ≤1800
| -
|
闪点（PM）/℃
| ISO 2719
| ≥130
| ≥130
| ≥140
| ≥130
| ≥130
| ≥140
|
倾点/℃
| ISO 3016
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
|
浊点/℃
| ISO 3015
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
|
密度（20℃）/kg·m-3
| ISO 3675
| ≤895
|
界面张力（25℃）/mN·m-1
| ISO 6295
| ≥40
|
水含量
| IEC 60814
| 散装≤40 mg/kg，桶装≤30 mg/kg
|
介损（90℃）
| IEC 60247
| ≤0.005
|
击穿电压/kV
| 交
货
| IEC 60156
| ≥30
| ≥30
|
处理后
| ≥50
| ≥70
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897A
| —
| ≥160
|
析气性/μL·min-1
| IEC 60628A
| 供应商和用户协商
|
总芳含量/%
| IEC 60590
| —
| ≤13
|
极性芳烃含量/%
| ABB
| —
| ≤0.7
|
总硫含量/%
| ASTMD 2622
| —
| ≤0.15
|
腐蚀性硫
| DIN 51353
| 通
过
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 60296
| ≤0.03
|
抗氧剂含量/%
| IEC 60666
| 检
测
不
出
|
氧化
安定性
| 酸值/mgKOH·g-1
| IEC 61125A
| ≤0.30
| ≤0.15
|
沉淀/%
| ≤0.06
| ≤0.03
|
表6
ABB公司对加抗氧抑制剂变压器油要求
性
能
| 试 验 方 法
| 标
准
级
别
| 高
级
别
|
分
类
| SI -A
| SI -B
| SI -C
| HI -A
| HI -B
| HI -C
|
运动黏度/mm2·s-1
| 40℃
| ISO 3104
| ≤11.0
| ≤11.0
| ≤16.5
| ≤11.0
| ≤11.0
| ≤16.5
|
-15℃
| -
| -
| ≤800
| -
| -
| ≤800
|
-30℃
| ≤80
| ≤1800
| -
| ≤800
| ≤1800
| -
|
闪点（PM）/℃
| ISO 2719
| ≥130
| ≥130
| ≥140
| ≥130
| ≥130
| ≥140
|
续表
性
能
| 试 验 方 法
| 标
准
级
别
| 高
级
别
|
分
类
| SI -A
| SI -B
| SI -C
| HI -A
| HI -B
| HI -C
|
倾点/℃
| ISO 3016
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
|
浊点/℃
| ISO 3015
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
| ≤-45
| ≤-30
| ≤-20
|
密度（20℃）/kg·m-3
| ISO 3675
| ≤895
|
界面张力（25℃）/mN·m-1
| ISO 6295
| ≥40
|
水含量
| IEC 60814
| 散装≤40 mg/kg，桶装≤30 mg/kg
|
介损（90℃）
| IEC 60247
| ≤0.005
|
击穿电压/kV
| 交
货
| IEC 60156
| ≥30
| ≥30
|
处理后
| ≥50
| ≥70
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897A
| —
| ≥180
|
析气性/μL·min-1
| IEC 60628A
| 供应商和用户协商
|
总芳含量/%
| IEC 60590
| —
| ≤11
|
极性芳烃含量/%
| ABB
| —
| ≤0.35
|
总硫含量/%
| ASTMD 2622
| —
| ≤0.15
|
腐蚀性硫
| DIN 51353
| 通
过
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 60296
| ≤0.03
|
抗氧剂含量/%
| IEC 60666
| ≥0.3
|
氧化安定性/h
| IEC 61125B
| ≥120
| ≥140
|
1.4
国际石油公司变压器油分类
总体上来说，变压器油制造商对其变压器油的分类主要是在变压器制造商分类基础上结合其资源特点区分，而略有差别。Nynas公司也是按抗氧化性能的差别将变压器油分为普通级别、高级别和超高级别变压器油，见表7。
表7
Nynas公司对变压器油的分类
级
别
| 不加抗氧
抑制剂
| 加微量
抗氧抑制剂
| 加抗氧
抑制剂
|
标准级别
| Nytro10GBN
| Nytro10GBA
| Nytro10GBX
|
高 级 别
| Nytro3000
| Nytro3000A
| Nytro3000X
|
超高级别
|
| Nytro3000A
| Nytro4000X
|
南极用高级别
|
| Nytro10C
| Nytro10CX、Nytro10X
|
|
|
|
|
我国的变压器油标准已不能适应电力变压器行业的发展要求，特别是SH 0040超高压变压器油的抗氧化安定性要求太低。实际上，由于中国石油对变压器油的不断研究开发和产品质量的持续提高，国内各大变压器厂及合资变压器厂近年来已经普遍把抗氧化性能较好的KI25X/45X用于500 kV大容量变压器，也应用于他们的厂内试验用1 000、1 200 kV试验变压器，积累了很多成功的经验。
综上所述，目前国际上将变压器油的氧化安定性作为区分变压器油质量优劣的指标已成为潮流。
2 中国石油环烷基变压器油研发的最新进展
2.1 KI25X/45X变压器油
KI25X/45X变压器油是采用克拉玛依低凝环烷基原油为原料经过深度精制而成的基础油，加入优质抗氧复合添加剂调制生产的高级别变压器油。具有较好的电气绝缘性能，击穿电压高、介质损耗因数小，可有效防止高压电场下的放电现象和功率损失；优异的热安定性和氧化安定性，可防止使用过程中形成酸和油泥，延长电气设备的使用寿命；较低的黏度，具有较好的热传递性能、低温启动性能和过滤性能；低温性能优良，不含降凝剂，倾点可低至－45℃；环烷烃和芳香烃含量适宜，保证溶解电气设备运行过程中形成的油泥，且能避免破坏绝缘材料和影响传热；环境友好，不含任何多氯联苯。
KI25X/45X变压器油符合GB 2536—1990、IEC 60296—2003（Ⅰ）和ASTMD3487-00（Ⅱ）标准要求。通过了SIEMENS公司和DOBLE公司的评定，符合SIEMENS公司HG-I变压器油技术要求，可用于SIEMENS技术制造的容量大于200 MVA的高温变压器，国内500 kV超高压变压器和750 kV普通容量的变压器，能够与Nytro3000X、Nytro10X和Daila DX等高级别变压器油相互替代使用，其典型性质见表8。
表8
KI25X/45X变压器油典型性质（符合IEC 60296—2003（I）高级别）
性
质
| 试验方法
| 典型性质
|
KI25X/45X
| Nytro3000X
| Nytro4000X
| Nytro10GBX
|
外
观
| IEC60296
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
|
密度（20℃）/g·mL-1
| ISO 12185
| 0.880
| 0.870
| 0.862
| 0.888
|
黏度/mm2·s-1
| 40 ℃
| ISO 3104
| 9.56
| 9.5
| 9.5
| 9.1
|
-30 ℃
| ISO 3104
| 1467
| 9200
| 980
| 1200
|
倾点/ ℃
| ISO 3016
| -60
| -60
| -60
| -57
|
闪点/℃
| ISO 2719
| 143
| 148
| 148
| 148
|
水含量/mg·kg-1
| IEC 60814
| ＜30
| ＜20
| ＜20
| ＜20
|
击穿电压/kV
| 处理前
| IEC 60156
| 40～60
| 40～60
| 40～60
| 40～60
|
处理后
| ＞70
| ＞70
| ＞70
| ＞70
|
DDF（90℃）
| IEC 60274
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 62021—1
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
|
界面张力/mN·m-1
| ISO 6295
| 49
| 48
| 48
| 49
|
总硫含量/%
| ISO 14596
| 0.02
| 0.04
| 0.03
| —
|
腐蚀性硫
| DIN 51353
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
|
抗氧剂/%
| IEC 60666
| 0.3
| 0.3
| 0.38
| 0.3
|
PCA含量/%
| IP 346
| <3
| <3
| <3
| <3
|
PCB含量/mg·kg-1
| IEC 61619
| 检测不出
| 检测不出
| 检测不出
| 检测不出
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897
| >300
| —
| —
| —
|
带电趋势/μC·m-3
| DOBLE方法
| 1
| —
| —
| —
|
氧化安定性/h
| IEC 61125B
| ＞236
| —
| —
| 181
|
氧化安定性500 h
| 总酸值/mgKOH·g-1
| 沉淀/%
| DDF，90°C
|
| IEC 61125C
| ＜0.01
| 0.04
| ＜0.01
| 0.5
|
＜0.02
| ＜0.02
| ＜0.02
| 0.22
|
0.015
| 0.02
| 0.01
| 0.15
|
Baader老化※ 672 h
| 皂化值/mgKOH·g-1
| 沉淀/%
| DDF，90°C
|
| DIN 51554
| 0.04
| -
| -
| -
|
<0.01
| -
| -
| -
|
0.007
| -
| -
| -
|
※注：Baader老化项目为SIEMENS公司要求。
2.2
KI25AX/45AX变压器油
KI25AX/45AX变压器油是由适度精制的低黏度、低倾点环烷基基础油与抗析气性变压器油组分调和，加入优质抗氧复合添加剂调制而成，符合GB 2536—1990、SH 0040—1991、IEC 60296—2003（Ⅰ）和ASTMD3487（00）Ⅱ标准要求，该油属我国第二代超高压变压器油。与第一代超高压变压器油相比，其氧化安定性和脱水性得到较大的改善，且生产工艺简单，能大规模供应市场。该油的质量水平相当于Nynas公司Nytro10GBX。
KI25AX/45AX变压器油可用于早期设计的电场强度较大，对变压器油有析气性要求的超高压变压器，能够与Nytro10GBX变压器油相互替代使用，其典型性质见表9。
表9
KI25AX/45AX变压器油典型性质（符合IEC 60296—2003（Ⅰ）通用级别）
性
质
| 试验方法
| 典型性质
|
KI25AX/45AX
| 第一代超高变
| Nytro10GBX
|
外
观
| IEC 60296
| 透明无沉淀和悬浮物质
| 透明无沉淀和悬浮物质
| 透明无沉淀和悬浮物质
|
密度（20℃）/g·mL-1
| ISO 12185
| 0.884
| 0.8917
| 0.888
|
黏度
/mm2·s-1
| 40 ℃
| ISO 3104
| 9.746
| 10.86
| 9.1
|
-30 ℃
| ISO 3104
| 1731
| 2384
| 1200
|
倾点/ ℃
| ISO 3016
| ＜-50
| ＜-45
| -57
|
闪点/℃
| ISO 2719
| 143
| 148
| 148
|
水含量/mg·kg-1
| IEC 60814
| ＜30
| ＜30
| ＜20
|
击穿电压
/kV
| 处理前
| IEC 60156
| 40～60
| 40～60
| 40～60
|
处理后
| ＞70
| ＞70
| ＞70
|
DDF（90℃）
| IEC 60274
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 62021—1
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
|
界面张力/mN·m-1
| ISO 6295
| 49
| 43
| 49
|
腐蚀性硫
| DIN 51353
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
|
抗氧剂/%
| IEC 60666
| 0.3
| 0.5
| 0.3
|
PCA含量/%
| IP 346
| ＜3
| ＜3
| ＜3
|
PCB含量/mg·kg-1
| IEC 61619
| 检测不出
| 检测不出
| 检测不出
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897
| ＞300
| —
| —
|
带电趋势/μC·m-3
| DOBLE方法
| 1
| 160.6
| —
|
析气性/μL·min-1
| IEC 60628A
| -3
| -3
| ＜+5
|
氧化安定性164 h
| ASTMD2240
|
|
|
|
总酸值/mgKOH·g-1
|
| ＜0.01
| 0.32
| ＜0.01
|
沉淀/%
|
| ＜0.01
| 0.049
|
|
氧化安定性/h
| IEC 61125B
| ＞236
| —
| 181
|
氧化安定性500 h
| IEC 61125C
|
|
|
|
总酸值/mgKOH·g-1
|
| 0.4
| -
| 0.5
|
沉淀/%
|
| 0.08
| -
| 0.22
|
DDF，90°C
|
| 0.07
| -
| 0.15
|
|
|
|
|
|
|
2.3
KI45变压器油
KI45变压器油是由适度精制的低黏度、低倾点环烷基基础油调制而成，符合GB 2536—1990、IEC 60296—2003（U）和ASTMD3487（00）I标准要求，该油通过了DOBLE公司和SIEMENS公司的评定，符合SIEMENS公司ST-N要求。
KI45变压器油可用于要求使用不加抗氧抑制剂的进口变压器的补油和换油，也可用于出口变压器。该油能够与Nytro10GBN或Diala B变压器油相互替代使用，其典型性质见表10。
表10
KI45变压器油典型性质（符合IEC 60296—2003（U）通用级别）
性
质
| 试验方法
| 典型性质
|
KI45
| Nytro10GBN
|
外
观
密度（20 ℃）/g·mL-1
| IEC 60296
| 透明无沉淀和悬浮物质
| 透明无沉淀和悬浮物质
|
ISO 12185
| 0.880
| 0.887
|
黏度/mm2·s-1
| 40 ℃
| ISO 3104
| 9.56
| 9.1
|
-30 ℃
| ISO 3104
| 1 467
| 1 200
|
续表
性
质
| 试验方法
| 典型性质
|
KI45
| Nytro10GBN
|
倾点/ ℃
| ISO 3016
| -60
| -57
|
闪点/℃
| ISO 2719
| 143
| 148
|
水含量/mg·kg-1
| IEC 60814
| ＜30
| ＜20
|
击穿电压/kV
| 处理前
| IEC 60156
| 40～60
| 40～60
|
处理后
| ＞70
| ＞70
|
DDF（90℃）
| IEC 60274
| ＜0.001
| ＜0.001
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 62021—1
| ＜0.01
| ＜0.01
|
界面张力/mN·m-1
| ISO 6295
| 49
| 49
|
腐蚀性硫
| DIN 51353
| 无腐蚀性
| 无腐蚀性
|
抗氧剂/%
| IEC 60666
| 0.3
| 0.3
|
PCA含量/%
| IP 346
| <3
| <3
|
PCB含量/mg·kg-1
| IEC 61619
| 检测不出
| 检测不出
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897
| ＞300
| —
|
带电趋势/μC·m-3
| DOBLE方法
| 1
| —
|
氧化安定性164 h
| IEC 61125C
|
|
|
总酸值/mgKOH·g-1
|
| 0.22
| 0.24
|
沉淀/%
|
| 0.05
| 0.08
|
DDF，90°C
|
| 0.10
| 0.10
|
|
|
|
|
|
2.4
KI50X变压器油
KI50X变压器油是中国石油润滑油研究开发中心克拉玛依研究所根据我国直流输电的发展与ABB公司合作开发的变压器油新产品。它是以克拉玛依环烷基原油为原料，采用特殊工艺生产的窄馏分基础油，加入优质抗氧复合添加剂调制而成的高级别变压器油，具有极好的电气绝缘性能，击穿电压高、介质损耗因数小，可有效防止高压电场下的放电现象和功率损失；具有优异的热安定性和氧化安定性，可防止使用过程中形成酸和油泥，延长电气设备的使用寿命；极低的黏度，提供有效的冷却性和热传递性、低温启动性能和过滤性能；低温性能优良，不含降凝剂，倾点可低至-50 ℃；环烷烃和芳香烃含量适宜，保证溶解电气设备运行过程中形成的油泥，且能避免破坏绝缘材料和影响传热；环境友好，不含任何多氯联苯。
KI50X变压器油符合GB 2536—1990、IEC 60296—2003（Ⅰ）和ASTMD3487（93）Ⅱ标准要求，同时符合ABB公司HU-A变压器油技术要求和原材料规格IZBA 117001—1要求。KI50X变压器油通过了ABB公司的实验室评定，达到Nynas公司Nytro 10X变压器油质量水平。根据ABB公司的实验室评价结果，KI50X变压器油可用于采用ABB公司技术制造的高压直流换流变（HVDC）和超高压交流变压器（HVAC），能够与Nytro10X变压器油相互替代使用。
KI50X变压器油已用于我国建设的第一条国产直流输电示范工程（灵－宝线）中西安变压器厂制造的环流变压器中。该产品已通过ABB公司总部的工厂检查，其典型性质见表11。
表11
KI50X变压器油典型性质
项
目
| 质
量
指
标
Q/SY RH 2097—2004
| KI50X
典 型 性 质
| Nytro10X
典 型 性 质
| 试 验 方 法
|
外
观
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 目
测
|
密度（20℃）/kg·m-3
| ≤895.0
| 873
| 876
| GB/T 1884
|
运动黏度
/mm2·s-1
| -30℃
| ≤800
| 738
| 730
| GB/T 265
|
20 ℃
| 报
告
| 15.8
| —
|
40 ℃
| ≤8.0
| 7.6
| 7.6
|
续表
项
目
| 质
量
指
标
Q/SY RH 2097—2004
| KI50X
典 型 性 质
| Nyh20X
典 型 性 质
| 试 验 方 法
|
倾点/ ℃
| ≤-50
| -56
| -60
| GB/T 3535
|
闪点（闭口）/ ℃
| ≥140
| 146
| 144
| GB/T 261
|
中和值/mgKOH·g-1
| ≤0.03
| ＜0.01
| ＜0.01
| GB/T 4945
|
腐
蚀
性
硫
| 非
腐
蚀
性
| 非
腐
蚀
性
| 非
腐
蚀
性
| SH/T 0304
|
水分/mg·kg-1
| ≤30
| 11
| ＜20
| SH/T 0207
|
击穿电压/kV
| 处理前
| ≥35
| 88
| 40～60
| GB/T 507
|
处理后
| ≥70
| —
| ＞70
|
介质损耗因数
（90℃）
| 处理前
| ≤0.002
| 0.0007
| ＜0.001
| GB/T5654
|
处理后
| ≤0.001
| —
| —
|
界面张力/mN·m-1
| ≥40
| 48
| 45
| GB/T 6541
|
抗氧剂含量/％
| 0.3±0.05
| 0.31
| 0.3
| IEC 666
|
碳型分布/％
| CA
| ≤11
| 6.9
| 7
| IEC 60590
|
CP
| —
| 40.7
| —
|
CN
| —
| 52.4
| —
|
脉冲击穿电压/kV
| —
| ＞300
| —
| IEC 60897
|
带电趋势/μC·m-3
| —
| ＜1
| —
| DOBLE方法
|
极性芳烃含量/％
| ≤0.35
| 0.15
| —
| IZBA 076001—1
|
总硫含量/％
| ≤0.15
| ＜0.05
| —
| ASTMD 2622
|
氧化安定性/h
| ≥236
| ＞288
| 236
| GB/T 12580
|
Baader
法老化
（672h/110℃）
| 皂化值/mgKOH·g-1
| ≤0.15
| 0.06
| 0.15
| DIN 51554
|
沉淀/%
| ≤0.010
| ＜0.006
| ＜0.006
|
介质损耗因数（90℃）
| ≤0.003
| 0.0022
| 0.003
|
|
|
|
|
|
|
2.5
KI50GX变压器油
KI50GX变压器油也是中国石油润滑油公司根据我国输变电工业的发展与SIEMENS公司合作开发的变压器油新产品。它的性能与KI150X相似。
KI50GX变压器油符合GB 2536—1990、SH 0040—1991、IEC 60296—2004（I）和ASTMD3487（00）Ⅱ标准要求，同时符合SIEMENS公司GG-I变压器油技术要求。
KI50GX变压器油通过了SIEMENS公司的实验室评定。该产品达到或超过Shell公司Daila GX变压器油质量水平。根据SIEMENS公司的实验室评价结果，KI50GX变压器油用于采用SIEMENS公司技术制造的高压直流换流变压器（HVDC）和超高压交流变压器（HVAC），能够与Daila GX变压器油相互替代使用。
该产品已用于我国建设的第一条国产直流输电示范工程（灵－宝线）中沈阳变压器厂制造的换流变压器中，其典型性质见表12。
表12
KI50GX变压器油典型性质
项
目
| 质
量
指
标
Q/SY RH 2097—2004
| KI50GX
典 型 性 质
| Diala GX
典 型 性 质
| 试 验 方 法
|
外
观
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 透明，无沉淀物和悬浮物
| 目
测
|
密度（20℃）/kg·m-3
| ≤895.0
| 887
| 886
| GB/T 1884
|
运动黏度/
mm2·s-1
| -30 ℃
| ≤1100
| 861
| 1100
| GB/T 265
|
20 ℃
| ≤19
| 16.58
| 19
|
40 ℃
| 报
告
| 77.56
| 9.5
|
倾点/ ℃
| ≤-45
| ＜-50
| ＜-45
| GB/T 3535
|
凝点/ ℃
| 报
告
| ＜-50
| —
| GB/T 510
|
续表
项
目
| 质
量
指
标
Q/SY RH 2097—2004
| KI50GX
典 型 性 质
| Diala GX
典 型 性 质
| 试 验 方 法
|
闪点（闭口）/ ℃
| ≥135
| 142
| 136
| GB/T 261
|
中和值/mgKOH·g-1
| ≤0.03
| ＜0.01
| ＜0.03
| GB/T 4945
|
腐
蚀
性
硫
| 非
腐
蚀
性
| 非
腐
蚀
性
| 非
腐
蚀
性
| SH/T 0304
|
水分（出厂）/mg·kg-1
| ≤30
| 11
| —
| SH/T 0207
|
击穿电压/kV
| 交货时
| ≥35
| 77
| —
| GB/T 507
|
处理后
| ≥60
| ＞70
| ＞60
|
介质损耗因
数（90℃）
| 交货时
| ≤0.002
| 0.0003
| 0.001
| GB/T 5654
|
处理后
| ≤0.001
| －
| －
|
脉冲击穿电压/kV
| —
| ＞300
| —
| IEC 60897
|
带电趋势/μC·m-3
| —
| ＜1
| —
| DOBLE方法
|
界面张力/mN·m-1
| ≥40
| 48
| —
| GB/T 6541
|
析气性/μL·min-1
| ≤-10
| ＜-10
| -10
| IEC 60628A
|
Baader
法
老
化
（672 h/110℃）
| 皂化值/mgKOH·g-1
| ≤0.2
| 0.06
| 0.1
| DIN 51554
|
沉淀/%
| ≤0.01
| ＜0.006
| 0.02
|
介质损耗因数（90℃）
| ≤0.05
| 0.0033
| 0.01
|
|
|
|
|
|
|
2.6
KI50AX变压器油
KI50AX变压器油是中国石油润滑油公司为适应我国正在建设的750 kV输变电工程或将来更高电压等级变电设备而开发的新一代变压器油。KI50AX变压器油具有与KI50X 和KI50GX相似的性能。
KI50AX变压器油符合GB 2536—1990、SH 0040—1991、IEC 60296—2003（Ⅰ）和ASTMD3487（00）Ⅱ标准要求，同时符合SIEMENS公司HG-I变压器油技术要求，通过了DOBLE公司评定。
KI50AX变压器油的开发成功，在综合性能方面超过了Nytro3000X、Nytro10X（在保持较好的氧化安定性的条件下，其抗析气性能得到较大的改善）和Daila DX（黏度更低，有利传热）的质量水平。K250AX是一种适用于750 kV及以上电压等级的大容量高温变压器，能够保证长期稳定性能的变压器油，其典型性质见表13。
表13
KI50AX变压器油典型性质（符合IEC 60296—2003（Ⅰ）高级别）
性
质
| 试 验 方 法
| 典
型
性
质
|
KI50AX
| Nytro3000X
| Nytro10X
| Nytro10GBX
|
外
观
| IEC 60296
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
|
密度（20 ℃）/g·mL-1
| ISO 12185
| 0.880
| 0.870
| 0.88
| 0.886
|
黏度/mm2·s-1
| 40 ℃
| ISO 3104
| 7.39
| 9.5
| 7.5
| 9.1
|
-30 ℃
| ISO 3104
| 691
| 920
| 730
| 1200
|
倾点/ ℃
| ISO 3016
| -60
| -60
| -63
| -57
|
闪
点
| ISO 2719
| 143
| 148
| 148
| 148
|
水含量/mg·kg-1
| IEC 60814
| ＜30
| ＜20
| ＜20
| ＜20
|
击穿电压/kV
| 处理前
| IEC 60156
| 40～60
| 40～60
| 40～60
| 40～60
|
处理后
| ＞70
| ＞70
| ＞70
| ＞70
|
DDF（90 ℃）
| IEC 60274
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC6 2021—1
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
|
界面张力/mN·m-1
| ISO 6295
| 49
| 48
| 50
| 49
|
总硫含量/%
| ISO 14596
| 0.01
| 0.04
| 0.01
| —
|
腐
蚀
性
硫
| DIN 51353
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
|
抗氧剂/%
| IEC 60666
| 0.3
| 0.3
| 0.30
| 0.3
|
PCA含量/%
| IP 346
| ＜3
| ＜3
| ＜3
| ＜3
|
PCB含量/mg·kg-1
| IEC 61619
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897
| >300
| —
| —
| —
|
续表
性
质
| 试 验 方 法
| 典
型
性
质
|
KI50AX
| Nytro3000X
| Nytro10X
| Nytro10GBX
|
带电趋势/μC·m-3
| DOBLE方法
| 1
| —
| —
| —
|
析气性/μL·min-1
| IEC 60628A
| ＜0
| +12
| +35
| ＜+5
|
氧化安定性/h
| IEC 61125B
| ＞236
| —
| —
| 181
|
氧化安定性500 h
| IEC 61125C
|
|
|
|
|
总酸值/mgKOH·g-1
|
| ＜0.01
| 0.04
| ＜0.04
| 0.5
|
沉淀/%
|
| ＜0.02
| ＜0.02
| ＜0.02
| 0.22
|
DDF，90°C
|
| 0.018
| 0.02
| 0.03
| 0.15
|
Baader老化※ 672 h
| DIN 51554
|
|
|
|
|
皂化值/mgKOH·g-1
|
| ＜0.01
| —
| 0.15
| —
|
沉淀/%
|
| ＜0.01
| —
| ＜0.005
| —
|
DDF，90 ℃
|
| 0.008
| —
| 0.003
| —
|
※注： Baader老化项目为SIEMENS公司要求。
2.7
KI40AX变压器油
KI40AX变压器油是由适度精制的低黏度、低倾点环烷基基础油，加入优质抗氧复合添加剂和抗析气性添加剂调制而成的高级别变压器油，符合GB 2536—1990、SH 0040-1991、IEC 60296—2003（Ⅰ）和ASTMD3487（00）Ⅱ标准要求，该油属我国第三代超高压变压器油，该油在保持KI25X/45X变压器油高氧化安定性基础上，其抗析气性得到较大改善，与第一代和第二代超高压变压器油相比，其氧化安定性得到较大的改善，且生产工艺简单，能大规模供应市场。该油的质量水平优于Nynas公司Nytro10GBX。KI40AX变压器油通过DOBLE公司和SIEMENS公司的评定。它可用于对析气性有要求的大容量、高电场强度的电气设备，能够与Nytro10GBX变压器油相互替代使用。KI40AX变压器的油的典型性质见表14。
表14
KI40AX变压器油典型性质（符合IEC 60296—2003（Ⅰ）高级别）
性
质
| 试 验 方 法
| 典
型
性
质
|
|
| KI40AX
| Nytro3000X
| Nytro4000X
| Nytro10GBX
|
外
观
| IEC 60296
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
| 透明无沉淀
和悬浮物质
|
密度（20 ℃）/g·mL-1
| ISO 12185
| 0.880
| 0.870
| 0.862
| 0.888
|
黏度/mm2·s-1
| 40 ℃
| ISO 3104
| 9.38
| 9.5
| 9.5
| 9.1
|
-30 ℃
| ISO 3104
| 1 417
| 920
| 980
| 1 200
|
倾点/ ℃
| ISO 3016
| -60
| -60
| -60
| -57
|
闪点/℃
| ISO 2719
| 146
| 148
| 148
| 148
|
水含量/mg·kg-1
| IEC 60814
| ＜30
| ＜20
| ＜20
| ＜20
|
击穿电压/kV
| 处理前
|
IEC 60156
| 40～60
| 40～60
| 40～60
| 40～60
|
处理后
| ＞70
| ＞70
| ＞70
| ＞70
|
DDF（90 ℃）
| IEC 60274
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
| ＜0.001
|
酸值/mgKOH·g-1
| IEC 62021—1
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
| ＜0.01
|
界面张力/mN·m-1
| ISO 6295
| 49
| 48
| 48
| 49
|
总硫含量/%
| ISO 14596
| 0.02
| 0.04
| 0.03
| —
|
析气性/μL·min-1
| IEC 60628A
| ＜0
| +12
| —
| ＜+5
|
腐
蚀
性
硫
| DIN 51353
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
| 无 腐 蚀 性
|
抗氧剂/%
| IEC 60666
| 0.3
| 0.3
| 0.38
| 0.3
|
PCA含量/%
| IP 346
| ＜3
| ＜3
| ＜3
| ＜3
|
PCB含量/mg·kg-1
| IEC 61619
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
| 检 测 不 出
|
脉冲击穿电压/kV
| IEC 60897
| ＞300
| —
| —
| —
|
带电趋势/μC·m-3
| DOBLE方法
| 5
| —
| —
| —
|
氧化安定性/h
| IEC 61125B
| ＞236
| —
| —
| 181
|
氧化安定性500 h
| IEC 61125C
|
|
|
|
|
总酸值/mgKOH·g-1
|
| ＜0.01
| 0.04
| ＜0.01
| 0.5
|
沉淀/%
|
| ＜0.02
| ＜0.02
| ＜0.02
| 0.22
|
DDF，90 ℃
|
| 0.023
| 0.02
| 0.01
| 0.15
|
续表
性
质
| 试 验 方 法
| 典
型
性
质
|
KI40AX
| Nytro3000X
| Nytro4000X
| Nytro10GBX
|
Baader老化※ 672 h
| DIN 51554
|
|
|
|
|
皂化值/mgKOH·g-1
|
| ＜0.01
| —
| —
| —
|
沉淀/%
|
| ＜0.01
| —
| —
| —
|
DDF，90 ℃
|
| 0.010
| —
| —
| —
|
※注： Baader老化项目为SIEMENS公司要求。
3 结论
中国石油润滑油公司依托中国石油独特的环烷基原油资源和先进的加工工艺，经过近几年与OEM厂家的合作开发，变压器油产品无论从品种、质量还是产量上已达到国外主要变压器油制造水平，能够满足我国110～750 kV交直流变压器用油需求。
推荐主要变压器油品种、用途见表15。
表15
中国石油润滑油公司主要变压器油品种、用途
产 品 牌 号
| 级
别
| 符 合 标 准
| 推
荐
用
途
| 代替国外牌号
|
KI25X/45X
| 高 级 别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD3487（00）II
GB 2536—1990
| 500 kV及以下高温、长寿命、大容量变压器750 kV普通容量变压器
| Nytro3000X
Diala DX
|
KI25AX/45AX
| 标准级别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD3487（00）II
GB 2536—1990，SH 0040—1991
|
以前生产的500 kV变压器
| Nytro10GBX
|
KI45
| 标准级别
| IEC 60296—2003（U）
ASTMD 3487（00）I
|
国外公司生产的变压器，不加抑制剂
| Nytro10GBN
Diala B
|
KI50X
| 高 级 别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD 3487（00）II
GB 2536—1990
| ABB公司技术制造的HVDC、HVAC
| Nytro10X
|
KI50GX
| 高 级 别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD 3487（00）II
GB 2536—1990，SH 0040—1991
| SIEMENS公司技术制造技术的HVDC、HVAC
| Diala GX
|
KI40AX
| 高 级 别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD3487（00）II
GB 2536—1990，SH 0040—1991
|
有析气性要求的高电压、高温、长寿命、大容量变压器
|
|
KI50AX
| 高 级 别
| IEC 60296—2003（I）
ASTMD3487（00）II
GB 2536—1990、SH 0040—1991
| 750 kV及更高电压，高温、长寿命、大容量变压器
|
|
|
|
|
|
|
收稿日期：2004-10-20作者简介：马书杰（1963-），男，高级工程师，从事环烷基润滑油、变压器油的研究工作；张玲俊（1969-），女，工程师，从事润滑油、变压器油研究工作；郭勇刚（1961-），男，高级工程师，从事润滑油、变压器油生产、应用及营销工作。
