变压器油常识讲座2011.6.21天威保变质保部王文昌一、变压器油基础知识1．有机化合物概念变压器油是有机化合物。“有机化合物”的“机”指的就是“碳”。“碳”为什么叫“机”呢？没有什么道理，这是中国化学家给起的名字。英文名是organiccompound，而organic即“有机”这个词的含义是“器官的、有机体的”，里面并没有单独表达“机”的含义，也没有说“有机就是有碳”。除变压器油外，绝缘纸和纸板以及其他绝缘材料也是有机物。2．氢、碳、氧、氮原子的结构为什么要讲“原子结构”？因为原子结构决定了原子构成什么样的物质。为什么要讲这几个原子的结构？因为有机物主要是由这几个原子构成的。2.1氢原子的结构核内一个质子，核外一个电子。2.2碳原子的结构碳原子的原子核中有6个正电荷，那么，原子核的外部就有6个电子。其排布方式是：第一层：两个1S电子，各自的自旋方向相反。第二层：4个电子，2S亚层2个，各自的自旋方向相反；2P亚层2个，没有配对，同向各自旋转。2.3氧原子的结构核内8个正电荷，核外8个电子，即比碳原子多两个。所以：第一层：两个1S电子，各自的自旋方向相反。第二层：6个电子，2S亚层2个，各自的自旋方向相反；2P亚层2个，配对，各自的自旋方向相反；第5个第6个，没有配对，同向各自旋转。2.4稳定结构对于绝大多数原子而言，当最外层的电子为8个时，才最为稳定（惰性气体除氦外全是这样）。碳原子也不例外。它有再结合4个电子而成为8电子层的倾向。氧原子有再结合2个电子而成为8电子层的倾向。3．有机化合物的形成第1页,共15页小知识①变压器油箱和夹件是由钢材做成的，钢材主要是由铁原子构成的，还含有碳、硫、硅、锰、磷等原子。所以，严格地说，钢材是铁和这后几种原子的合金。铁能够和这些原子结合起来形成强度这么高强度的材料，是由它的原子结构决定的。②导体铜是由铜原子构成的，它的纯度很高。少量的杂质原子和铜原子也是以合金的形式存在的。③硅钢片是由钢和硅原子构成的。钢的成分上边已讲，那么，硅钢片就是在那些原子里又混入硅原子。④有机物和上述几类不一样，它们不是直接由原子构成的，首先是由原子构成分子，分子再构成大分子（例如纤维素的分子量可以高达200万）。3.1简单的有机化合物甲烷。哪个原子最容易和碳原子结合呢？氢原子最容易，它的原子核外边只有一个电子。照这个规律，碳原子应该结合4个氢原子才达到8电子稳定结构，于是就得到甲烷：CH4。应该指出：刚才所讲2S亚层2个电子，各自的自旋方向相反；2P亚层2个电子，没有配对，同向各自旋转，在和氢原子结合的过程中，2S亚层的2个电子分离开来，和2P亚层上的2个电子完全一样了。（氧原子结合两个氢原子达到8电子稳定结构，即成为水H2O，但水不是有机物。）乙烷。碳原子和碳原子也能结合，于是就形成其他化合物，乙烷就是最简单的碳原子和碳原子的结合物：CH3—CH3，可以理解为两个甲烷分子个失去一个氢原子后的结合。以上两个属于烷烃。乙烯：乙烯中只有4个氢原子，碳和碳再互相结合，也是形成了8电子稳定结构。那么，得到双键：CH2=CH2乙炔：只有2个氢原子，形成三键。环戊烷：为环烷烃。苯：为芳香烃。3.2复杂的有机化合物种类很多，可能已经超过100万种。前述两个碳原子结合，叫“乙”，照此类推，就有丙、丁、戊、己、庚，等等，超过癸之后，就有十一、十二等等，分子式如：CH3-CH2-[CH2]n-CH3而环烷烃和芳香烃也已有很复杂的结合形式。RR其中R为烷烃去掉一个氢原子剩余的部分。4．变压器油化学组成4.1石油的成分石油天然气C1~C4常温下是气体；汽油C5~C12馏程40~200℃；煤油C11~C16馏程200~270℃；柴油C15~C18馏程270~340℃；润滑油C18~C24馏程340~400℃以上。4.2变压器油的成分变压器油就是由润滑油精制而成的。它的主要成分和石油一样有以下三类物质,也就是上面给出结构式的三大类物质（当然微量杂志是必然会有的）：（1）烷烃变压器油中的烷烃碳原子数大约在18~24之间。烷烃含量大约占第2页,共15页CHCH25%~60%。值得说明：上述像乙烯那样的双键化合物和像乙炔那样的三键化合物，也有含十几个碳的，但变压器油里不含长链烯烃和炔烃。（2）环烷烃当烷烃的分子链比较长时...
