油温对变压器油燃烧特性的影响
1.引燃时间和燃烧速率
研究表明,变压器油的引燃时间和燃烧速率会随着初始油温的升高而发生变化。当初始油温升高时,引燃时间基本呈现缩短趋势,而燃烧速率则会不断增加。这是因为初始油温的升高减少了用于加热油品的热量,从而使燃烧过程更加迅速。
2.热释放速率和CO生成速率
随着初始油温的升高,变压器油的热释放速率和一氧化碳(CO)生成速率也会相应增加。在外加辐射热通量为20kW/m²时,这种影响尤为明显。然而,当辐射热通量提高到50kW/m²时,初始油温对热释放速率和CO生成速率的影响变得不明显。这可能是因为在高辐射热通量条件下,变压器油蒸发速度快,即便在较低的燃料温度条件下,燃料上方的蒸气浓度也能较快达到爆炸极限。
3.燃烧阶段和沸腾层厚度
变压器油池火的整个发展过程可以分为初始发展阶段、稳定燃烧阶段和火焰熄灭阶段。在初始发展阶段,燃烧速率会随着初始油温的升高而不断增加。然而,对于稳定燃烧阶段,虽然燃烧速率也会随着初始油温的升高而增加,但增幅较小。实验数据显示,除了直径为20cm的油池外,变压器油的沸腾层厚度在稳定燃烧阶段与初始油温无关。
4.环境风速对燃烧特性的影响
环境风速的变化也会影响变压器油燃烧特性。例如,随着环境风速的增大,池火质量损失速率会出现转折点,这些转折点与浮力诱导速度有关,说明油池火浮力与环境风动量存在竞争机制。
5.温度变化对变压器油运行的影响
变压器油的温度变化会影响其运行稳定性。合格的变压器油在40℃时含水状态变化界限,只要保证变压器油中水分含量在国标规定范围内,即使因温度使含水量变化,也不会引起水分的形态变化。此外,温度变化还会对变压器油的击穿电压和老化速度产生影响。
综上所述,油温对变压器油的燃烧特性有显著影响,包括引燃时间、燃烧速率、热释放速率、CO生成速率、燃烧阶段、沸腾层厚度以及温度变化对运行稳定性的影响。因此,在变压器的设计和运行中,需要考虑到油温的变化,并采取相应的措施来确保系统的安全性和稳定性。