变压器油有着非常复杂的化学组成,大概含有几千种化合物,碳、氢两元素占居主要成分,这些化合物归纳起来,一般来说划分为以下四类:烷烃CnH2n+2、环烷烃 CnH2n、芳香烃和不饱和烃。
烷烃归属饱和烃,俗称石蜡烃。烷烃电气性能优异,表现为化学安定性较好、闪点较高。其低温流动性不佳,即凝点很高。含直链烷烃的变压器油当油温下降到某一温度,就会开始凝固,其自由流动性就会消失,限制了其在地域上应用。一般来讲,若烷烃分子中的碳原子在四个以下,则为气态;若分子中的碳原子为5~15个,则为液态,它是石油的主要成分;若烷烃分子中的碳原子在16个以上,则为固态,其悬浮在石油中。从化学分子构效关系可知,烷烃具有更好的化学稳定性和较高的安全性等优良性能,但它的流动性在室温下便很差,即凝点较高。
环烷烃结构比较复杂,其分子结构有一环、二环或多环。环烷烃不但拥有优异的低温流动性,而且倾点也较低,所以利用其制得的油品性能优良,氧化安定性和热力性能突出,成为电力绝缘用油的首先。
芳香烃可分为二类:一类为带侧链如甲苯的芳烃,另一类为对称结构如苯、萘、蒽的芳烃。芳香烃侧链的数量和大小较多,这就决定了它们的化学性质,其活泼性比环烷烃的强。芳烃能够改良绝缘油的析气性能,可是它不够稳定, 会轻易的劣化就沉淀,造成绝缘油的色泽变深。
油品中最有害组之一是分不饱和烃,其很容易氧化且不安定性,在炼制时候应尽可能去掉。变压器油中还容有非烃化合物,比如氮类、硫类、含氧化合物及胶质等等,极大的影响绝缘油品的性能,也应一并除掉。
变压器油的分子构成决定了其优异的理化性能。若想变压器油在设备中达到正常的功能,则必须力争变压器油在两方面达到一定的要求,一为保证油品的理化性质,二为使用性能,才能保证设备的稳定、正常运作,譬如,为了尽可能减低使用中变压器油的挥发,减低着火点,变压器油则必须具有比较高的闪点;要使变压器的寿命尽可能延长,减轻变压器油的氧化,变压器油的抗氧化性能则应比较好;若要使绝缘油拥有良好的绝缘性能,绝缘油电气性能则必须优良;适当黏度和粘温性的变压器油,则可使变压器油起到良好的绝缘、导热及润滑灭弧作用。