浅谈变压器油中溶解气体的形成及分析方法
【摘 要】运行中的变压器必须定期对箱体内的油进行取样分析,以实时在线监测变压器的内部状态。获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。
【关键词】变压器;油中溶解气体;形成;故障判别
1.变压器油的作用
变压器油作为绝缘介质,使各绕组之间以及绕组与铁芯和箱壳之间有良好的绝缘;另一方面它又是散热的媒介,将铁芯和绕组的热量进行传递冷却。变压器油在运行过程中与空气接触的机会比较多,在保护不良的情况下,很有可能渗入雨、雪和露水等。变压器在较高的温度下运行或是长时间过负荷时,上层油温在高温状态下,都会使变压器的油质变劣,电气绝缘强度降低。因此,除处理好变压器的散热、防潮及防劣化三个问题外,还应定期地取油样试验或安装在线监测装置,以实时了解变压器油质在运行中的状态,及时发现问题应并解决,避免事故扩大化。
2.变压器油中气体产生的原因
变压器油是具有不同键能的化学键键合在一起的碳氢化合物,不同的物质分子是原子以化学键联接所构成的,因各分子的不同化学键及不同的键能,在不同的温度下会产生不同气体。
在正常运行条件下,变压器油和固体绝缘材料由于受到电场、热、水分、氧的作用,随时间而发生速度缓慢的老化现象,产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物。
当变压器在故障状态下运行时,故障点周围的油温升高,其化学键断裂,形成多种特征气体。因不同键能的化学键在高温下有不同的稳定性,根据热力动力学原理,油裂解时生成的任何一种气体,其产气速率都随温度而变化,在一特定温度下达到最大值。随着温度的上升,最大值出现的顺序是: CH4、 C2H6、C2H4、C2H2。在温度高于1000℃时,还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换,存在于变压器油的各个部分。
随故障的发展,当产气量大于溶解量时,便有一部分气体以自由气体的形态释放出来,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,分析油中溶解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状况。
3.变压器常见内部故障及判断
3.1不同故障类型产生的气体
变压器内部故障主要有过热性故障、放电性故障及绝缘受潮等类型。油过热,主要生成气体CH4,C2H4;油纸过热CH4,C2H4,CO,CO2油纸绝缘中局部放电H2,CH4,CO;油中火花放电H2,C2H2;油中电弧H2,C2H2。
3.2故障判断概述
变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法,对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判,根据DL/T596-1996电力设备性试验规程规定的试验项目及试验顺序,通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法,在不停电的情况下,对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常
浅谈变压器油中溶解气体的形成及分析方法
【摘 要】运行中的变压器必须定期对箱体内的油进行取样分析,以实时在线监测变压器的内部状态。获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。
【关键词】变压器;油中溶解气体;形成;故障判别
1.变压器油的作用
变压器油作为绝缘介质,使各绕组之间以及绕组与铁芯和箱壳之间有良好的绝缘;另一方面它又是散热的媒介,将铁芯和绕组的热量进行传递冷却。变压器油在运行过程中与空气接触的机会比较多,在保护不良的情况下,很有可能渗入雨、雪和露水等。变压器在较高的温度下运行或是长时间过负荷时,上层油温在高温状态下,都会使变压器的油质变劣,电气绝缘强度降低。因此,除处理好变压器的散热、防潮及防劣化三个问题外,还应定期地取油样试验或安装在线监测装置,以实时了解变压器油质在运行中的状态,及时发现问题应并解决,避免事故扩大化。
2.变压器油中气体产生的原因
变压器油是具有不同键能的化学键键合在一起的碳氢化合物,不同的物质分子是原子以化学键联接所构成的,因各分子的不同化学键及不同的键能,在不同的温度下会产生不同气体。
在正常运行条件下,变压器油和固体绝缘材料由于受到电场、热、水分、氧的作用,随时间而发生速度缓慢的老化现象,产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物。
当变压器在故障状态下运行时,故障点周围的油温升高,其化学键断裂,形成多种特征气体。因不同键能的化学键在高温下有不同的稳定性,根据热力动力学原理,油裂解时生成的任何一种气体,其产气速率都随温度而变化,在一特定温度下达到最大值。随着温度的上升,最大值出现的顺序是: CH4、 C2H6、C2H4、C2H2。在温度高于1000℃时,还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换,存在于变压器油的各个部分。
随故障的发展,当产气量大于溶解量时,便有一部分气体以自由气体的形态释放出来,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,分析油中溶解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状况。
3.变压器常见内部故障及判断
3.1不同故障类型产生的气体
变压器内部故障主要有过热性故障、放电性故障及绝缘受潮等类型。油过热,主要生成气体CH4,C2H4;油纸过热CH4,C2H4,CO,CO2油纸绝缘中局部放电H2,CH4,CO;油中火花放电H2,C2H2;油中电弧H2,C2H2。
3.2故障判断概述
变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法,对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判,根据DL/T596-1996电力设备性试验规程规定的试验项目及试验顺序,通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法,在不停电的情况下,对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常