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檢測方法。化學檢測主要分析判斷干式變壓器油中特征氣體的含量、產氣率和三比值法，對干式變壓器潛在故障和故障發展程度的早期檢測是有效的。在實際應用過程中，為了更準確地診斷干式變壓器內部故障，色譜分析應根據設備運行條件、特征氣體含量等采用不同的分析模型。確定設備運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，應綜合各種有效的檢測手段和方法，對各種檢測結果進行綜合分析和評價。根據DL/T596-1996《電力設備試驗規程》中規定的試驗項目和試驗順序，干式變壓器油中氣體色譜分析的化學檢測方法，對于干式變壓器在不停電的情況下，一些潛在故障及其發展程度的早期診斷是非常敏感和有效的。經驗證明，油中氣體的各種成分含量與斷層的性質和程度直接相關，它們之間存在不同的對應關系。

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

1.2放電故障是設備內部產生的電氣效應(即放電)，導致設備絕緣性能惡化。根據電效應，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發生電弧放電時，產生的氣體主要是乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯。這種故障在設備中存在時間短，沒有明顯的征兆，很難用一般的色譜來預測。

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電管和電位不固定的均壓環；導線局部接觸不良或鐵芯接地板接觸不良引起的放電；分接開關叉或金屬螺釘等潛在懸掛引起的放電。產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局部放電主要發生在變壓器和套管上。設備潮濕、制造工藝不良或維護不當都會造成局部放電。產生的氣體主要是氫氣，其次是甲烷。放電能量高時，會產生少量乙炔氣體。

1.3干式變壓器絕緣潮濕時，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，芳烴含量是個問題。因為它具有良好的抗析氣性能。不同品牌的油含有不同的芳烴，電場產生的氣體量也不同。芳烴含量少的油抗析氣性差，在電場作用下容易產生氫氣和甲烷，嚴重時還會產生蠟狀物質，但芳烴含量多的絕緣油抗析氣性更好，產生的氫氣和甲烷更少。所以在具體判斷時要考慮這個因素的影響。

2.1先先看特征氣體的含量。如果H2、C2H2和總烴中有一項超過法規規定的注意值的20%，則應根據特征氣體含量進行粗略判斷。主要對應關系如下：如果存在乙炔，應懷疑有電弧或火花放電；(2)氫氣量很大，應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#分頁標題#e#

2.2計算生成率，評估故障發展速度。

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任何一項內容超過注意值時，都要注意。但這些關注值并不是判斷設備是否有故障的唯一標準，不可能取標準的死套。如果某些設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，因為可能不是本體故障而是外界干擾造成的，所以要和歷史數據對比。如果沒有歷史數據，需要確定一個合適的檢測周期進行跟蹤分析。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，不要認為氣體含量一超過注意值就判斷為故障，甚至采取內部檢查、修理或限載等措施。但是否存在故障的較終判斷是分析結果的絕對值超過規定的關注值(注意非故障原因引起的故障氣體的影響，避免誤判)，產氣率超過10%的關注值。

3.2注意，該值不是干式變壓器停機的限值，應根據具體情況判斷。如果不是電路(包括絕緣)問題，可以通過慢關機檢查。

3.3如果油中含有氫氣和烴類氣體，但沒有超過注意值，氣體成分含量已經比較穩定，沒有發展趨勢，則認為干式變壓器運行正常。

3.4表1中的注意值是根據我19個省市的6000多臺干式變壓器制定的，其中超過注意值的干式變壓器數量約占總數的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產生一氧化碳和二氧化碳。同時，油中的CO和CO2含量不僅與干式變壓器的運行壽命有關，還與設備結構、運行負荷和溫度有關，因此現行導則不能規定統一的注意值。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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