GB7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则

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1、前言分析油中溶解气体的组分和含量是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一利用气相色谱法分析油中溶解气体监视充油电气设备的安全运行在我国已有多年的使用经验年由原国家标准局颁发的变压器油中溶解气体分析和判断导则在电力安全生产中发挥了重要作用并积累了丰富的实践经验随着电力生产的发展和科学技术水平的提高对所使用的分析方法和分析结果的判断及解释均需要加以补充和修订本标准非等效采用对进行修订主要修订内容根据国家标准编写格式的新规定增加了引用标准和定义两章并结合本标准的内容在编写章节上做了必要的修改修改了对故障产气原理的阐述和对非故障气体来源的分析使得更

2、系统清晰针对各种不同设备规定了不同的检测周期这是本标准主要新增加的内容之一将故障判断改为两章首先判断有无故障针对不同设备推荐了油中溶解气体的注意值和产气速率的注意值其次再进一步判断故障的性质及其严重程度推荐了国内最有效的判断方法和最新推荐的方法结合科技发展对分析方法进行了修改并增加了对测试误差估计等相关内容在附录中增加了及其他国外文献的最新有关判断故障类型的方法和实例供参考本标准的附录和附录都是标准的附录本标准的附录附录附录和附录都是提示的附录本标准从实施之日起代替原国家标准变压器油中溶解气体分析和判断导则本标准由原电力工业部提出本标准起草单位

3、中国电力科学研究院本标准主要起草人贾瑞君薛辰东本标准委托中国电力科学研究院解释中华人民共和国国家标准变压器油中溶解气体分析和判断导则代替范围本标准推荐了利用油中溶解气体和自由气体浓度分析判断充油电气设备状况的方法以及建议应进一步采取的措施本标准适用于充有矿物绝缘油和以纸或层压纸板为固体绝缘材料的电气设备其中包括变压器电抗器电流互感器电压互感器和油纸套管等分析结果的结论要结合设备的结构检修电气试验运行状况以及当时当地的环境条件等进行综合判断引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被

4、修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性电力用油变压器油汽轮机油取样方法绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法电力设备预防性试验规程从充油电气设备取气样和油样及分析自由气体和溶解气体的导则定义本标准采用下列定义特征气体对判断充油电气设备内部故障有价值的气体即氢气甲烷乙烷乙烯乙炔一氧化碳二氧化碳总烃烃类气体含量的总和即甲烷乙烷乙烯和乙炔含量的总和自由气体非溶解于油中的气体包括继电器中和设备内油面上的气体产气原理绝缘油的分解绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物分子中含有和化学基团并由键键合在一起由于电或热故障的结果可

5、以使某些键和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如或其中包括许多更复杂的形式中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局批准实施这些氢原子或自由基通过复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可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物蜡故障初期所形成的气体溶解于油中当故障能量较大时也可能聚集成自由气体碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备的内部低能量故障如局部放电通过离子反应促使最弱的键键断裂大部分氢离子将重新化合成氢气而积累对键的断裂需要较高的温度较多的能量然后迅速以键键和键的形式重新化合成烃类气体依次需要越

6、来越高的温度和越来越多的能量乙烯是在大约为高于甲烷和乙烷的生成温度下生成的虽然在较低的温度时也有少量生成乙炔的生成一般在的温度而且当温度降低时反应迅速被抑制作为重新化合的稳定产物而积累因此大量乙炔是在电弧的弧道中产生的当然在较低的温度下低于也会有少量的乙炔生成油起氧化反应时伴随生成少量的和和能长期积累成为显著数量油碳化生成碳粒的温度在哈斯特用热动力学平衡理论计算出在热平衡状态下形成的气体与温度的关系热平衡下的气体分压温度关系见附录提示的附录固体绝缘材料的分解纸层压纸板或木块等固体绝缘材料分子内含有大量的无水右旋糖环和弱的键及葡萄糖甙键它们的热稳

7、定性比油中的碳氢键要弱并能在较低的温度下重新化合聚合物裂解的有效温度高于完全裂解和碳化高于在生成水的同时生成大量的和以及少量烃类气体和呋喃化合物同时油被氧化和的形成不仅随温度而且随油中氧的含量和纸的湿度增加而增加不同的故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体可归纳为表分解出的气体形成气泡在油里经对流扩散不断地溶解在油中这些故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重程度有密切关系因此分析溶解于油中的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并可随时监视故障的发展情况在变压器里当产气速率大于溶解速率时会有一部分气体进入气体继电器或储油柜中当变压器气体继

8、电器内出现气体时分析其中的气体同样有助于对设备的状况做出判断表不同故障类型产生的气体故障类型主要气体组分次要气体组分油过热油和纸过热油纸绝缘中局部放电