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變壓器的故障產(chǎn)生的氣體及故障類型

時(shí)間:2013/3/21閱讀:4333
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1變壓器盡緣材料產(chǎn)生的氣體組分

油和固體盡緣材料在電或熱的作用下分解產(chǎn)生的各種氣體中,對判定故障有價(jià)值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫、一氧化碳、二氧化碳。正常運(yùn)行的老化過程產(chǎn)生的氣體主要是一氧化碳和二氧化碳。在油紙盡緣存在局部放電時(shí),油裂解產(chǎn)生的氣體主要是氫和甲烷。在故障溫度高于正常運(yùn)行溫度未幾時(shí),產(chǎn)生的氣體主要是甲烷。隨著故障溫度的升高,乙烯和乙烷逐漸成為主要特征。在溫度高于1000℃時(shí),例如在電弧弧道溫度(3000℃以上)的作用下,油裂解產(chǎn)生和氣體中含有較多的乙炔。假如故障涉及到固體盡緣材料時(shí),會產(chǎn)生較多的一氧化碳和二氧化碳。

盡緣油和盡緣材料在不同溫度和能量作用下主要產(chǎn)生的氣體組分,回納如下:

1)在140℃以下時(shí)有蒸發(fā)汽化和較緩慢的氧化。

2)盡緣油在140℃到500℃時(shí)油分解主要產(chǎn)生烷類氣體,其中主要是甲烷和乙烷,隨溫度的升高(500℃以上)油分解急劇地增加,其中烯烴和氫增加較快,乙烯尤為明顯,而溫度(約800℃左右)更高時(shí),還會產(chǎn)生乙炔氣體。

3)油中存在電弧時(shí)(溫度超過1000℃,使油裂解的氣體大部分是乙炔和氫氣,并有一定的甲烷和乙烯等。

4)設(shè)備在運(yùn)行中,由于負(fù)荷變化所引起的熱脹和冷縮,用泵循環(huán)油所引起的湍流,以及鐵芯的磁滯伸縮效應(yīng)所引起的機(jī)械振動等,都會導(dǎo)致形成空穴和油開釋溶解氣體。假如產(chǎn)生的氣泡集在設(shè)備盡緣結(jié)構(gòu)的高電壓應(yīng)力區(qū)域內(nèi),在較高電場下會引起氣隙放電(一般稱為局部放電),而放電本身又能進(jìn)一步引起油的分解和四周的固體盡緣材料的分解,而產(chǎn)生氣體,這些氣體在電應(yīng)力作用下會更有利于放電產(chǎn)生氣體。這種放電使油分解產(chǎn)生的氣體主要是氫和少量甲烷氣體。

5)固體盡緣材料,在較低溫度(140℃以下)長期加熱時(shí),將逐漸地老化變質(zhì)產(chǎn)生氣體,其中主要是一氧化碳和二氧化碳,且后者是主要成分。

6)固體盡緣材料在高于200℃作用下,除產(chǎn)生碳的氧化物之外,還分解有氫、烴類氣體,溫度不同,一氧化碳和二氧化碳的比值有所不同,這一比值在低溫時(shí)小而高溫時(shí)大。

7)鐵鋼等金屬材料起催化作用,水與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。此外,奧氏不銹鋼材能蘊(yùn)躲氫,與盡緣油接觸開釋出來溶解于油中。

下表為不同故障類型產(chǎn)生的氣體組分:

有時(shí)設(shè)備內(nèi)并不存在故障,而由于其他原因,在油中也會出現(xiàn)上述氣體,要留意這些可能引起誤判定的氣體來源。例如:有載調(diào)壓變壓器中切換開關(guān)油室的油向變壓器本體滲漏或某種范圍開關(guān)動作時(shí)懸浮電位放電的影響:設(shè)備曾經(jīng)有過故障,而故障排除后盡緣油未經(jīng)*脫氣,部分殘余氣體仍留在油中;設(shè)備油箱曾帶油補(bǔ)焊;原注進(jìn)的油就含有某幾種氣體等。還應(yīng)留意油冷卻系統(tǒng)附屬設(shè)備(如潛油泵,油流繼電器等)的故障產(chǎn)生的氣體也會進(jìn)進(jìn)到變壓器本體的油中。運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部油中氣體含量超過下表所列數(shù)值時(shí),應(yīng)引起留意。

僅僅根據(jù)分析結(jié)果的盡對值是很難對故障的嚴(yán)重性作出正確判定的,必須考察故障的發(fā)展趨勢,也就是故障點(diǎn)(假如存在的話)的產(chǎn)氣速率。產(chǎn)氣速率是與故障消耗能量大小、故障部位、故障點(diǎn)的溫度等情況直接有關(guān)的。如總烴的相對產(chǎn)氣速率大于10%時(shí)應(yīng)引起留意。
 

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