變壓器油中溶解氣體故障分析與判斷 1 前言
變壓器油中溶解氣體分析技術(shù)基于油中溶解氣體類型與內(nèi)部故障的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用氣相色譜儀分析溶解于油中的氣體，根據(jù)氣體的組成和各種氣體的含量判斷變壓器內(nèi)部有無異常情況，診斷其故障類型、大概部位、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢(shì)，通過油中氣體分析，對(duì)早期診斷變壓器內(nèi)部故障和故障性質(zhì)提出針對(duì)性防范措施、實(shí)現(xiàn)變壓器不停電檢測(cè)和早期故障診斷等安全生產(chǎn)要求都具有極為重要的指導(dǎo)意義。氣相色譜法診斷變壓器故障常用的方法有特征氣體法和比值法兩大類，以下將對(duì)這兩方面進(jìn)行介紹和說明。
2 特征氣體法診斷故障
正常情況下變壓器內(nèi)部的絕緣油和絕緣材料在熱和電的作用下，逐漸老化和受熱分解，緩慢產(chǎn)生少量氫和低分子烴類，以及CO和CO2氣體。當(dāng)變壓器內(nèi)部存在局部過熱和局部放電故障時(shí)，這種分解作用就會(huì)加強(qiáng)，不同性質(zhì)的故障，絕緣物分解產(chǎn)生氣體不同;而對(duì)于同一性質(zhì)的故障，由于程度不同，所產(chǎn)生的氣體數(shù)量也不同。所以，根據(jù)變壓器油中氣體的組分和含量，可以判斷故障的性質(zhì)及嚴(yán)重程度。
特征氣體法是基于哈斯特的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：任何一種特征的烴類氣體產(chǎn)氣速率隨溫度變化，在特定溫度下，某一種氣體的產(chǎn)氣速率會(huì)呈現(xiàn)zui大值，隨著溫度的升高，產(chǎn)氣速率zui大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2，就證明故障的溫度與溶解氣體含量之間存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過分析油中溶解氣體組分的含量，即可以判斷出變壓器內(nèi)部可能存在的潛伏性故障和故障的種類。
經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐和統(tǒng)計(jì)，人們總結(jié)出一些利用特征氣體進(jìn)行故障分析的方法，當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的是：油中特征氣體組分含量為特征量的故障診斷法和油中氣體的總烴及CO、CO2為特征量的故障診斷法。
2.1 油中特征氣體組分含量為特征量的故障診斷法
目前，國內(nèi)外通常以油中溶解的特征氣體組分含量分析數(shù)據(jù)與注意之比較來診斷變壓器故障的性質(zhì)，特征氣體主要包括總烴、C2H2、H2、CO、CO2等，根據(jù)變壓器油的氣相色譜測(cè)定結(jié)果和產(chǎn)期的特征及特征氣體的注意值，對(duì)變壓器等設(shè)備有*性質(zhì)作出初步判斷。
從大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中可以看出，變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的總烴中，各種氣體的比例在不斷變化，隨著故障點(diǎn)溫度的升高，CH4所占的比例逐漸減少，而C2H2和C2H6的比例逐漸增加，當(dāng)達(dá)到電弧溫度時(shí)C2H2成為主要成分?？梢杂帽?-1所列特征氣體的特點(diǎn)來判斷故障的性質(zhì)。
表2-1 判斷變壓器故障性質(zhì)的特征氣體特點(diǎn)
用表2-1進(jìn)行設(shè)備故障的判斷，對(duì)故障的性質(zhì)有較強(qiáng)的針對(duì)性，比較直觀，但是沒有明確的量。同時(shí)也要注意：(1)設(shè)備出現(xiàn)高溫?zé)狳c(diǎn)時(shí)，也有可能產(chǎn)生C2H2，所以并非凡是有C2H2出現(xiàn)就存在放電故障;(2)H2的產(chǎn)生不*都是由放電現(xiàn)象所產(chǎn)生的，H2單一組分升高的原因有：設(shè)備進(jìn)水或氣泡引起水和鐵的化學(xué)反應(yīng)、高電場(chǎng)強(qiáng)度下水或氣體分解、電暈作用產(chǎn)生、固體絕緣材料受潮后加速老化;(3)設(shè)備的老化也有可能產(chǎn)生H2、低分子烴類以及CO、CO2氣體。
DL/T722-2000《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》給出了對(duì)出廠和新投運(yùn)的變壓器等設(shè)備氣體含量要求和運(yùn)行中設(shè)備油中溶解氣體含量的注意值，作為診斷變壓器故障性質(zhì)的重要依據(jù)，如下表2-2、表2-3：
表2-2 對(duì)出廠和新投運(yùn)的設(shè)備氣體含量的要求
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