浅析充油电气设备化学绝缘故障的分析

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1、浅析充油电气设备化学绝缘故障的分析（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司变电运检中心，内蒙古通辽028000）摘要：变压器等充油电气设备涉及产气的故障称为内部故障，这种通过分析变压器内部油中气体特征的故障称为化学绝缘故障，化学绝缘监督与故障分析对充油设备的安全运行只有重要作用，故障类型判断及其特征分析对安全生产运行只有重要意义。关键词：充油电气设备；化学绝缘故障；生产安全运行；1概述变压器等充油设备涉及产气的内部故障一般分两类[1,2]:即过热和放电。过热按温度高低可分为低温过热、中温过热与高温过热三种；放电乂可分为局部放电、火花放电、高

2、能量放电三种，此外设备内部进水受潮也是一种内部潜伏性故障。2过热故障分析所谓过热是指局部过热，乂称为热点，它与设备正常运行下的发热有区别。变压器正常运行时，热源来自线圈绕组的铁芯，即所谓的铜损和铁损。正常运行时，由于铜损和铁损转化而来的热量，造成变压器油温升高，通常上层油温不大于85°C。变压器运行温度直接影响到绝缘寿命。一般而言温度每升高8°C,绝缘材料的使用寿命将减少一半。过热性故障在变压器故障中占有很大比例，尽管其危害不像放电性故障严重，但若处理不适当，往往造成严重后果。存在于固体绝缘的热点会引起绝缘劣化与热解，对绝缘危害较大。过热

3、常会从低温逐步发展为高温过热，甚至迅速发展为电弧性放电，造成设备损坏事故。因此对过热性故障决不能轻视，必须在必要时采取适当的措施。2.1过热故障发生的部位过热故障通常发生的部位包括：载流带线和接头不良引起的过热故障，如分接开关动静触头接触不良，引起接头虚焊，线圈股间短路，引线过长或包扎绝缘损伤引起导体间相接产生环流发热，超负荷运行发热，线圈绝缘膨胀油道堵塞而引起的散热不良等。另一种是磁路故障，如铁芯多点接地，铁芯片间短路（接地片，接地隔屏，金属异物，片间绝缘不良等造成的），铁芯与穿心螺钉短路，漏磁引起的油箱、夹件、压环等局部过热。过热性故

4、障在少汕设备（互感器和电容套管）较少发生，主要发生的部位包括：电流互感器的一次引线紧固螺母松动，分流比抽头紧固螺母松动等；电容套管的穿缆线鼻与引线尽头焊接不良，导管与将军帽等连接螺母配合不当等。2.2过热故障产生气体的特征热点只影响到绝缘汕的分解，而涉及固体绝缘的裸金属过热性故障所产生的气体多为低分子烃类气体，其中甲烷乙烯是特征气体，一般二者之和常占总烃的80%以上。故障点温度较低吋，甲烷占的比例大，随着热点温度的升高（500°C以上吋），乙烯、氢组分急剧增加，比例增大。当严重过热（800°C以上）吋，也会产生少量的乙炔，但其最大含量不超

5、过总烃的6%。较高温度的过热涉及固体绝缘材料吋，除产生上述的低分子烃类气体外还产生较多的CO、CO2。随着温度的升高，CO/CO2的比值逐渐增大。对于只限于局部油道堵塞或散热不良的过热性故障，由于过热温度较低，对绝缘油的热解作用不大，因而低分子烃类气体不多。但由于绝缘长期承受低温过热的作用，绝缘纸加速老化，甚至炭化，且过热面积较大，此吋产生较多的CO、CO2气体。2.3案例分析2008年11月份检出本地区阿拉坦500千伏变电站阿科2号线电抗器B相，甲烷与乙烯气体迅速增长，还产生了少量的乙炔，乙炔值超出luL/L的标准值，然后进行了3个月的

6、跟踪监视，乙炔值增长到了4.99UL/L,总烃气体也迅速增长，产气速率远远大于标准值，通过跟踪监视对数据的分析可以判断出该设备存在严重的过热故障，提出了立即停止运行的建议，该设备停运后进行了吊罩检査，结果发现冇穿芯螺母连接松动已经掉落，产生漏磁形成环流导致设备过热。此次缺陷的发现以及及吋的消缺处理避免了一起重大设备烧损事件的发生。某220kV变电站（隔膜式）变压器油中含气量:氢气117UL/L，甲烷237uL/L,乙烷lOluL/L,乙烯698uL/L,乙炔3.3uL/L,总烃1039.3uL/L,特征气体是甲烷和乙烯，根据产气的特征分析

7、判断该设备属于大于700°C的过热故障，经大修检查该设备是铁芯片间短路引起的过热，与分析判断相吻合。2015年2月22日检出本地区右中220kV变电站2号主变过热故障缺陷。主变轻瓦斯动作，总烃153.08uL/L，超过注意值150UL/L。经过连续几次取样进行色谱试验，根据试验结果分析判断该变压器存在大于500°C的高温过热故障。经过现场设备检査发现在变压器10kV外部引线部位冇严重过热现象，10kV外部引线巴掌已经烧坏，故障点处理后设备运行正常无异常。3放电故障分析3.1高能量放电（电弧放电）该故障在变压器、套管、互感器内均奋发生。引起

8、电弧放电故障原因通常是线圈匝间绝缘击穿，过电压引起内部闪络，引线断裂引起的闪弧，分接开关飞弧和电容屏击穿等。这种故障气体产生剧烈、产气量大，故障气体往往来不及溶解于汕中，而聚集到气体继电器引起