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1、武汉华能阳光电气有限公司变压器油中溶解气体分析一、产气原理(一绝缘油的分解大约油温在150℃时,就能产生甲烷;150-500℃左右时产生乙烷;大约500℃时产生乙烯,随着温度的逐渐升高,乙烯占总烃的比例越来越大;800-1200℃左右时产生乙炔。生成碳粒的温度约在500-800℃左右。变压器油主要是由碳氢化合物组成(烷烃CnH2n+2,环烷烃CnH2n或CnH2n-2,芳香烃CnH2n-6。绝缘纸的成分主要是碳水化合物(C6H10O6n。由电和热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂,伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基,这些氢原子或自由基通过复
2、杂的化学反应迅速重新化合,形成氢气和低分子烃类气体,如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等,也能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物(X-石蜡。故障初期,所形成的气体溶于油中;当故障能量较大时,也能聚集成游离气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备内部。低能放电,如局部放电,能过离子反应促使最弱的键C-H键断裂,主要重新化合成氢气。随着放电能量越来越高,如火花放电、电弧放电,能使C-C断裂,然后迅速以C-C键、C=C键、C≡C键的形式重新化合成烃类气体。(二绝缘纸的分解纸、层压板或木块等固体绝缘材料分解时,主要产生CO、CO2,当武汉华能阳光电气有限公司怀疑故障涉及固体绝缘时,一般C
3、O2/C0〈3。(三气体的其它来源如分接开关油室向主油箱渗漏(C2H2高;设备油箱带油补焊(C2H2高;潜油泵出故障(是高速泵,轴和轴瓦产生磨擦,C2H2高,应改为低速泵;变压器油中含水(H2高;本体受潮(H2高等均可产生气体。(三变压器内部故障的类型变压器内部故障分为热性故障和电性故障两种,热性故障按温度高低又分为低温过热、中温过热和高温过热三种故障,电性故障按放电的能量密度分为局部放电、火花放电和电弧放电三种故障,现分别叙述如下。1、热性故障热性故障是指变压器内部的局部过热温度升高,而不是变压器正常运行时由铜损和铁损转化而来的热量,使上层油温升高。(l热性故障的
4、分类。当变压器内部发生局部过热时,人们可以按温度的升高范围分为四种情况:150℃以下属于轻微过热故障,150~300℃属于低温过热,300~700℃属于中温过热,大于700℃属于高温过热。(2热性故障产生的气体。热性故障是因热效应造成绝缘物加速裂解,所产生的特征气体主要是甲烷和乙烯,两者总量约占总烃的80%,随着故障点温度的升高,乙烯在总烃中所占的比例增大,甲烷为次,乙烷和氢气更次。其中氢气的含量一般在27%以下。通常热性故障是不产生乙炔的,但是,严重过热也会产生少量乙炔,其最大含量不超过总烃量的6%,当过热涉及固体绝缘物时,除了产生上述气体外,也会产生大量的CO和
5、CO2。武汉华能阳光电气有限公司(3热性故障产生的原因,可以分为下列三种情况:①接点接触不良,如引线连接不良,分接开关接触不良,导体接头焊接不良等,这种故障约占过热性故障的一半。②磁路故障,由于铁心两点或多点接地造成循环电流发热,如穿心螺丝轭铁夹件或压环压钉碰铁心;油箱及下轭铁等处有铁磁杂物;铁心用部分硅钢片短路造成涡流发热如连片短接,硅钢片间绝缘损坏或老化,以及漏磁引起的外壳、铁心夹件、压环等局部发热等。③导体故障,部分绕组短路,或不同电压比并列运行引起的循环,电流发热,绝缘导体因超负荷过流发热,绝缘膨胀,注油堵塞而引起的散热不良等。(4热性故障的危害。热性故障的
6、危害同故障部位有关,如果热点出现在固体绝缘材料中,则将引起材料的热解和劣化,热点范围和温度也会逐渐升高,最终导致电弧性热点而造成设备的损坏。如果热点出现在探金属部分,则将发生烧坏铁心、螺栓、螺帽垫板等部件,最终也会使设备损坏。同时探金属过热往往涉及到固体绝缘,造成固体绝缘的劣化和热解,进而损坏了固体绝缘材料的绝缘性能,最后造成更大的损坏后果。因此对热性故障决不可掉以轻心,必须防微杜渐,将故障在萌芽状态就予以消除。2、电性故障电性故障是在高电应力作用下所造成的绝缘劣化,根据放电的能量密度不同,又把电性故障分为高能量放电、火花放电和局部放电三种类型。1、局部放电局部放电
7、是一种低能量的放电,变压器内部出现这种放电时,情况比较复杂,按绝缘介质的不同可将局部放电分为气泡局部放电和油中局部武汉华能阳光电气有限公司放电,按绝缘部位来分,则有绝缘空穴、电极尖端、油角间隙、油一板中的油隙和油中沿固体绝缘表面等五处的局部放电。(1局部放电的原因①当油中存在空气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔,由于气体的介电常数和时压强度均低于油和纸绝缘材料,易引起放电。②外界环境条件的影响如油处理不彻底,带进杂物和水分,或因外界气温下降,油析出气泡等,都会引起放电。③由于制造质量不良如某些部位有尖角、毛刺、漆瘤等,它们承受的电场强度较高首先出现放电。④金属部
