海上风电变压器需要安装在风机塔筒空腔内, 变压器安装空间基本处于全密闭空腔状态，白天日照状态下，空腔温度会急剧升高,加上变压器自身运行稳定，因此变压器基础运行温度较高，运行状态下温度更是有可能达到100+以上。

在如此较高温度运行，干式变压器多采用H级材料Nomex绝缘纸用作变压器内部绝缘，国内称芳纶纸，由于芳纶纸制造和可塑性均较好，其原材料规格种类较多，有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、6mm、10mm等多种规格的不同尺寸型材#此种材料可按照以往绝缘材料厚度进行组合，满足基本使用要求。由于近几年绝缘材料发展，国内已经可以生产出性能与进口材料的Nomex绝缘纸性能相当的产品，为了降低生产成本，可实现材料国内采购。

基于变压器工作运行环境和矿物油燃点低、易燃易爆、防火安全性差，不可再生、难以生物降解等缺点，在海上风电运行变压器一般采用燃点高、可降解、可再生的天然酯变压器油进行冷却和绝缘，本文中笔者将主要介绍芳纶纸和天然酯变压器油的相容性试验。

芳纶纸和天然酯变压器油相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。这两种材料混合时，在变压器高温运行时不会产生对产品质量产生危害的物质，或者发生不可控的质量隐患，彼此间不产生互相损害绝缘系统性能的物理或化学变化。由于天然酯变压器的设计及其制造方式和矿物油变压器并不能完全通用，因此研究常用绝缘材料芳纶纸和天然酯的相容性，对天然酯变压器的设计和安全运行有重要意义。

芳纶纸材料与天然酯变压器油的相容性试验主要是对液体绝缘材料与固体材料按照一定混合比例并在一定的操作措施下进行加速老化试验，测量液体材料电气性能及理化性能的变化情况，并和同样条件下的空白油样（不加固体材料）的性能变化情况进行对比。

由于天然酯变压器油使用比例相对于矿物油较小，其与芳纶纸组成油纸绝缘时,油纸绝缘老化特性、老化产物等还缺乏较多试验论证研究,因此,笔者选择在实验室条件下，通过密闭容器中天然酯的油纸模型进行加速老化试验％分析老化后产物,对变压器的应用有重要的理论和实际意义，为了进一步明确两者的相容性关系，本文通过进行老化试验，对其试验结果进行一定程度分析。

2、试验

2.1、试验前材料准备

笔者选用国内知名厂家的芳纶纸材料及国际知名厂家天然酯变压器油产品进行试验研究，其相关的性能指标，如表1所示。

2.2、试验过程及方案

参考标准ASTM D3455-11相关规定中的第5条Prepararion of Test Specimen,天然酯变压器油采用（800mL）芳纶纸用量如表2所示。

为避免固体材料初始差异性，试验前对其采用干燥处理，并开展老化试验：

1）采用真空133Pa,温度105℃,变压法干燥16。

2）将三组芳纶纸样件放入装有800mL新变压器油玻璃容器中，并使用氮气吹扫后密封。

3）再准备800mL新变压器油作为空白测试样,如图1和图2所示。

4）将密封好的玻璃容器放置在封闭烤箱内，在温度100±1℃温度下老化164。

5）老化结束后，将玻璃容器从烤箱中取出并冷却至室温，测试变压器油的介质损耗因数（参考GB/ T5654）和酸值（IEC62021-3）。

表3为天然酯未老化试验前指标、老化试验结束后相关指标对比表。

3、结果与分析

依据ASTM D3455-11的要求，在100℃下加速老化164后,对比老化后的空白油样，研究混为油 纸绝缘材料酸值和介质损耗的影响程度。

3.1、油样酸值变化

根据GB2536-2011《电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物变压器油》规定,新油的酸值不大于0.03mgK0H/g；GB/T!595-2011《运行中变压器油质量》规定投入运行前的油,其酸值必须小于或等于0.03mgKOH/g。

根据表3分析，在100度老化164h,酸值比初始油样都有所增加，但未超过运行标准$根据天然酯分子式可以看出(图3),天然酯变压器油成分为甘油三酯，其高温状态下会逐渐水解成甘油和游离脂肪酸,不饱和链断开形成过氧化物和自由基,酯类的每个脂肪酸基团含有两个氧原子，组成甘油三酯的各个脂肪酸基团未必相同，酯类的分子结构一般不对称,因此会具有一定的极性，从而造成酸值上升,如酸值较高可能会对变压器内部金属件造成一定 程度腐蚀，尤其是开关触点裸露在外的关键连接部位。

3.2、油样介质损失因数变化

根据IEC62770-2013《电工用液体变压器和类似电气设备用未使用过的天然酯》规定使用过的天然酯变压器油介质损耗因数不大于0.05；由表3可知，含有固体材料的油样,在100老化164h后，其介质损耗因数都比空白老化油样略有上升，依然小于天然酯标准值,可以认为试验油样和芳纶纸材料相容性较好。

4、结论

通过天然酯和芳纶纸老化试验，比对试验结果，分析结果如下：

1)天然酯油和芳纶纸相容性试验,能满足变压器运行指标。

2)伴随温度升高,天然酯的酸会产生变化,可能会对变压器产品中金属件产生一定影响,开关触头等位置要适当进行材质选择，同时套管接线板等有镀层要求位置要适当增加镀层厚度。