[行业技术文章]变压器油中溶解气体的分析与故障判断

随着变压器运行时间的延长，变压器可能发生早期故障，油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆，这些可燃气体可下降变压器油的闪点，从而引发早期故障。

　　变压器油和纤维尽缘材料在运行中遭到水份、氧气、热和铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分化，发生的气体年夜部门溶于油中，但发生气体的速度是相当缓慢的。当变压器内部存在早期故障或形成新的故障条件时，其产气速度和产气则十分较着，尽年夜大都的早期缺陷城市泛起早期迹象，是以，对变压器发生气体进行适当分析即能检测出故障。

1、变压器油中的气体种别

　　气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的切实可行的方式，该方式包括从油中脱气和丈两个进程。矿物油是由年夜约2871种液态碳氢化合物组成的，凡是只判别尽缘油中的氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(CO2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体，将这些气体从油中脱出并经分析，证实它们的存在及含，即可反映生产生这些气体的故障类型和严重水平。油在正常老化进程发生的气体主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)，油尽缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿)，油裂解发生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。在故障温度高于正常运行温度不多时，发生的气体主要是甲烷(CH4)，随故障温度的升高，乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000℃时(如在电弧弧道温度300℃以上)，油裂解发生的气体中含有较多的乙炔(C2H2)，假设故障触及到固体尽缘材料时，会发生较多的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。

2、若何判定电气装备的故障性

　　运用五种特征气体的三对比值判定电气装备的故障性：

(1)C2H2/C2H4≤0.1　　0.1＜CH4/H2＜1

C2H4/C2H6＜1时，属变压器已正常老化。

(2)C2H2/C2H4≤0.1　　CH4/H2＜0.1

0.1＜C2H4/C2H6＜1时，属低能密度的局部放电，是含气空腔中的放电，这类空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等缘由酿成的。

(3)0.1＜C2H2/C2H4＜1　　CH4/H2＜0.1

0.1＜C2H4/C2H6＜1时，属高能密度的局部放电(除含气空腔的放电)，致使固体尽缘的放电痕迹。

(4)1＜C2H2/C2H4＜3　　0.1＜CH4/H2＜1

C2H4/C2H6＞3时，有工频续流的放电、线圈、线饼、线匝之间或线圈对地之间油的电弧击穿。

(5)C2H2/C2H4≈3　　0.1＜CH4/H2＜1

C2H4/C2H6≈3时，属低能的放电，随着火花放电强度的增加，特征气体的比值逐渐增加到3，故障多是悬浮电位体的接连火花放电或固体材料之间油的击穿。

(6)C2H2/C2H4≤0.1　0.1＜CH4/H2＜1

1＜C2H4/C2H6＜3时，属低于150℃的热故障，气体主要来自固体尽缘材料的分化，凡是是包有尽缘层的导线过热。

(7)C2H2/C2H4≤0.1　1＜CH4/H2＜3

C2H4/C2H6＜1时，属300℃以下的低温热故障。

(8)C2H2/C2H4≤0.1　1＜CH4/H2＜3

1＜C2H4/C2H6＜3时，属300～700℃的中温热故障。

(9)C2H2/C2H4≤0.1　1＜CH4/H2＜3

C2H4/C2H6＞3时，属高于700℃的高温热故障。

造成(7)、(8)、(9)的主要缘由是由于磁通集中引发的铁芯局部过热，在现实中泛起没有包括的比值组合，多是过热和放电同时存在或有载调压变压器的切换开关油室渗漏。

3、发生内部故障时的处置

(1)取油样观察，有无悬浮颗粒，有无芬芳气息等外观检查和油中消融气体的色谱分析。

(2)考查故障的成长趋向，也就是故障点(假设存在的话)的产气速度是与故障消耗能年夜小，故障部位，故障点的温度等情况有关。

(3)当认为变压器内部存在故障时，可用三比值法对故障的类型作出判定。

(4)在气体继电器内部泛起气体的情况下，应将继电器内气样的分析成效与油中掏出气体的分析成效作比力。