干式變壓器故障油色譜分析方法的探討

摘要：干式變壓器故障檢測主要包括電量檢測和化學(xué)檢測方法。化學(xué)檢測主要分析判斷干式變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣率和三比值法，對干式變壓器潛在故障和故障發(fā)展程度的早期檢測是有效的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了更準(zhǔn)確地診斷干式變壓器內(nèi)部故障，色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行條件、特征氣體含量等采用不同的分析模型。確定設(shè)備運(yùn)行是否正常或有潛在故障和故障類別。

在干式變壓器的故障診斷中，應(yīng)綜合各種有效的檢測手段和方法，對各種檢測結(jié)果進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。根據(jù)DL/T596-1996《電力設(shè)備試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)順序，干式變壓器油中氣體色譜分析的化學(xué)檢測方法，對于干式變壓器在不停電的情況下，一些潛在故障及其發(fā)展程度的早期診斷是非常敏感和有效的。經(jīng)驗(yàn)證明，油中氣體的各種成分含量與斷層的性質(zhì)和程度直接相關(guān)，它們之間存在不同的對應(yīng)關(guān)系。

1.1過熱故障是由于設(shè)備絕緣性能的惡化，油等絕緣的開裂和分解。分為裸機(jī)過熱和固體絕緣過熱。裸機(jī)過熱和固體絕緣過熱的區(qū)別是基于CO和CO2的含量，前者較低，后者較高。

1.2放電故障是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的電氣效應(yīng)(即放電)，導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能惡化。根據(jù)電效應(yīng)，可分為高能放電(電弧放電)、低能放電(火花放電)和局部放電三種。

1.2.1發(fā)生電弧放電時(shí)，產(chǎn)生的氣體主要是乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯。這種故障在設(shè)備中存在時(shí)間短，沒有明顯的征兆，很難用一般的色譜來預(yù)測。

1.2.2火花放電是間歇性放電故障。常見于套管引線放電至套管導(dǎo)電管和電位不固定的均壓環(huán)；導(dǎo)線局部接觸不良或鐵芯接地板接觸不良引起的放電；分接開關(guān)叉或金屬螺釘?shù)葷撛趹覓煲鸬姆烹姟．a(chǎn)生的氣體主要是乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯，但由于故障能量低，總烴含量一般不高。

1.2.3局部放電主要發(fā)生在變壓器和套管上。設(shè)備潮濕、制造工藝不良或維護(hù)不當(dāng)都會(huì)造成局部放電。產(chǎn)生的氣體主要是氫氣，其次是甲烷。放電能量高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生少量乙炔氣體。

1.3干式變壓器絕緣潮濕時(shí)，其特征氣體H2含量較高，而其他氣體成分增加不明顯。

值得注意的是，芳烴含量是個(gè)問題。因?yàn)樗哂辛己玫目刮鰵庑阅堋２煌放频挠秃胁煌姆紵N，電場產(chǎn)生的氣體量也不同。芳烴含量少的油抗析氣性差，在電場作用下容易產(chǎn)生氫氣和甲烷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生蠟狀物質(zhì)，但芳烴含量多的絕緣油抗析氣性更好，產(chǎn)生的氫氣和甲烷更少。所以在具體判斷時(shí)要考慮這個(gè)因素的影響。

2.1先先看特征氣體的含量。如果H2、C2H2和總烴中有一項(xiàng)超過法規(guī)規(guī)定的注意值的20%，則應(yīng)根據(jù)特征氣體含量進(jìn)行粗略判斷。主要對應(yīng)關(guān)系如下：如果存在乙炔，應(yīng)懷疑有電弧或火花放電；(2)氫氣量很大，應(yīng)懷疑有水受潮的可能；總烴中烷烴和烯烴過多，炔烴很少或沒有是過熱的特征。 #p#分頁標(biāo)題#e#

2.2計(jì)算生成率，評(píng)估故障發(fā)展速度。

2.3

氣體成分H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2總烴含量(10-6) 150 60 40 70 5 150

3.1任何一項(xiàng)內(nèi)容超過注意值時(shí)，都要注意。但這些關(guān)注值并不是判斷設(shè)備是否有故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)，不可能取標(biāo)準(zhǔn)的死套。如果某些設(shè)備的氣體含量由于某種原因高于注意值，就不能斷言有故障，因?yàn)榭赡懿皇潜倔w故障而是外界干擾造成的，所以要和歷史數(shù)據(jù)對比。如果沒有歷史數(shù)據(jù)，需要確定一個(gè)合適的檢測周期進(jìn)行跟蹤分析。比如某些氣體的含量低于注意值，但含量增加很快，也要跟蹤分析。也就是說，不要認(rèn)為氣體含量一超過注意值就判斷為故障，甚至采取內(nèi)部檢查、修理或限載等措施。但是否存在故障的較終判斷是分析結(jié)果的絕對值超過規(guī)定的關(guān)注值(注意非故障原因引起的故障氣體的影響，避免誤判)，產(chǎn)氣率超過10%的關(guān)注值。

3.2注意，該值不是干式變壓器停機(jī)的限值，應(yīng)根據(jù)具體情況判斷。如果不是電路(包括絕緣)問題，可以通過慢關(guān)機(jī)檢查。

3.3如果油中含有氫氣和烴類氣體，但沒有超過注意值，氣體成分含量已經(jīng)比較穩(wěn)定，沒有發(fā)展趨勢，則認(rèn)為干式變壓器運(yùn)行正常。

3.4表1中的注意值是根據(jù)我19個(gè)省市的6000多臺(tái)干式變壓器制定的，其中超過注意值的干式變壓器數(shù)量約占總數(shù)的5%。

注意油中co和CO2的含量和比例。干式變壓器固體絕緣老化會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳。同時(shí)，油中的CO和CO2含量不僅與干式變壓器的運(yùn)行壽命有關(guān)，還與設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行負(fù)荷和溫度有關(guān)，因此現(xiàn)行導(dǎo)則不能規(guī)定統(tǒng)一的注意值。僅粗略考慮一下，敞開式干式變壓器中，CO含量小于300 l/L，CO2/CO比值約為7，屬于正常范圍。而密封干式變壓器的二氧化碳/一氧化碳比為1

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