变压器油气相色谱分析

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1、变　压　器　油　气　相　色　谱　分　析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。这些气体大部分溶解在油中。当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。当变压器的气体继

2、电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。二、用气相色谱仪进行气体分析的对象　　氢（H2）、　甲烷（CH4）、　乙烷（C2H6）、　乙烯（C2H4）、　　　　乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）　　　　　九种气体作为分析对象。分析九种气体的主要目的组分分　　析　　的　　理　　由O2主要了解脱气程度和密封好坏，严重过热时O2有明显减少N2主要了解氮气饱和程度H2主要了解热源温度或有没有局部放电或受潮CH4主要了解热源温度C2H6主要了解热源温度C2H4主要了解热源温度C2H2主要了解有无放电或高温热源CO主要了解固体绝缘

3、有无热分解CO2主要了解固体绝缘老化或平均温度是否高三、试验结果的判断６1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。在

4、温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。例如：有载调压变压器中分解开关灭弧室的有向变压器本体的渗漏；设备曾经有过故障，而故障排除后绝缘油未经彻底脱气，部分残余气体仍留在油中；设备油箱曾作过带油补焊；原注入的油就含有某些气体等。还应注意油冷却系统附属设备（如潜油泵，油流继电器等）的故障也会反映到变压器本体的油中。３、正常设备油中气体含量正常变压器油中氢、烃气体含量气体组分氢

5、甲烷乙烷乙炔总烃含量ppm100(开放式)150(隔膜式)50705150正常互感器油中氢烃气体的含量气体组分氢甲烷乙炔总烃含量ppm150403100正常电容套管油中氢、烃气体的含量气体组分氢甲烷乙炔总烃含量ppm200803150４、《导则》推荐的油中溶解气体的注意值６油中溶解气体的注意值（１）设　备气　体　组　分含　量（ppm）变压器和电抗器　　　总　烃（３）乙　炔氢1505150互　感　器总　烃乙　炔氢1003　　　150（２）套　管甲　烷乙　炔氢1005　　　500（２）注：（１）气体浓度达到注意值时，应进行追踪分析、查明原因。注意值不是划分设备有无故障的唯一标准。　（２）

6、影响电流互感器和电容式套管油中氢气含量的因素较多，有的氢气含量低于表中数值，如增加较快，也应引起注意；有的只有氢气含量超过表中数值，如无明显增加趋势，也可判断为正常。　（３）本表所指的总烃是指甲烷（简称Ｃ1），乙烯，乙烷，乙炔（以上三者统称为C2）四种气体的总和，可简写为C1+C2。　（４）新投运的设备，油中一般不应含有乙炔。其它各组分含量也应该很低。　（５）上述数值不适用于从气体继电器放气嘴取出的气体。　　　仅仅根据分析结果的绝对值是很难对故障的严重性作出正确判断的，必须考虑故障的发展趋势，也就是故障点（如果存在的话）的产气速率。产气速率是与故障消耗能量大小，故障部位，故障点的温度

7、等情况直接有关的。５、变压器等设备内部故障类型　　变压器等设备的内部故障一般可分为两类：即过热和放电。过热按温度高低，可区分为低温过热，中温过热与高温过热三种情况。放电又可区分为局部放电与火花放电和高能量放电三种类型。６、判断故障性质的特征气体法当一种或几种溶解气体的含量超过《油中溶解气体的注意值》表中所列数值时，一般可用下表判断故障性质。判断故障性质的特征气体法序号故障性质特征气体的特点６１一般过热性故障总烃较高，C2H2＜5ppm２严重过热性故障总烃高