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盘点准时播|几起变压器油色谱异常的分析

变压器油色谱检测时如出现乙炔 ， 一般被认为与变压器内部的放电性故障有关 ， 但如其它气体含量变化不大时 ， 则需进行多方面的分析 。 本文通过对三台35kV主变压器油色谱中出现乙炔含量的综合分析判断 ， 认为是变压器有载分接开关油室渗漏引起 ， 经处理后恢复正常 ， 避免了变压器盲目进行吊芯检查的繁重工作 。
盘点准时播|几起变压器油色谱异常的分析
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电力变压器是电力系统中最关键的设备之一 ， 它承担着电压变换 ， 电能分配和传输 ， 并提供电力服务 。 因此 ， 变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证 ， 必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生 。
但由于变压器长期运行 ， 故障和事故总不可完全避免 ， 且引发故障和事故又出于众多方面的原因 。 如外力的破坏和影响 ， 不可抗拒的自然灾害 ， 安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患 ， 特别是电力变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响 ， 已成为发生故障的主要因素 。
在变压器故障诊断中 ， 通过变压器油色谱分析这种化学检测方法 ， 对于及早发现变压器内部存在的潜伏性故障及其发展程度非常有效 ， 而油中气体各种组分含量的多少与故障的性质及程度直接有关 。
有关变压器油纸绝缘材料与热分解气体的关系
油浸电力变压器主要的绝缘材料是绝缘油及固体绝缘材料绝缘纸、纸板和木块等 ， 在正常情况下 ， 油浸电力变压器内的油/纸绝缘材料 ， 在热和电的作用下 ， 会逐渐老化、变质 ， 并分解出少量的气体（主要包括H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2）等 。 当变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝缘受潮时 ， 这些气体的含量会迅速增加 ， 有关油浸电力变压器油纸绝缘材料与热分解气体的关系可以归纳如下：
（1）绝缘油在300～800℃时 ， 热分解产生的气体主要是低分子烷烃（甲烷、乙烷）和低分子烯烃（乙烯、丙烯） ， 也含有氢气 。
（2）绝缘油暴露于电弧之中时 ， 分解气体大部分是氢气和乙炔 ， 并有一定量的甲烷、乙烯 。
（3）局部放电时 ， 绝缘油分解的气体主要是氢气和少量甲烷 ， 除此之外 ， 还有较多的乙炔 。
（4）绝缘纸在120～150℃长期加热时 ， 产生一氧化碳和二氧化碳 ， 且后者是最主要成份 。
（5）绝缘纸在200～800℃下热分解时 ， 除产生碳的氧化物之外 ， 还含有氢烃类气体 ， CO/CO2比值越高 ， 说明热点温度越高 。
变压器内部故障类型与油中气体含量的关系
变压器的内部故障 ， 就其故障现象来看 ， 主要有热性故障和电性故障 。
1热性故障
热性故障是由于有效热应力所造成的绝缘加速劣化 ， 具有中等水平的能量密度 。 如果热应力只引起热源处绝缘油分解时 ， 所产生的特征气体主要是甲烷和乙烯 ， 二者之和一般占总烃的80%以上 。 而且随着故障点的温度升高 ， 乙烯所占的比例将增加 。
通常热性故障是不产生乙炔的 ， 一般低于500℃的过热时 ， C2H2的含量不会超过总烃的2% ， 而严重过热时 ， C2H2的最大含量也不超过烃总量的6% 。 当过热涉及固体绝缘材料时 ， 除产生上述气体之外 ， 还产生大量的一氧化碳和二氧化碳 。
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 ， 变压器内部电弧放电其故障特征气体主要是乙炔和氢气 ， 其次是大量的乙烯和甲烷 ， 乙炔一般占烃总量的20～70% ， 氢占氢烃总量的30～90% ， 并且在绝大多数情况下 ， 乙烯含量高于甲烷 。
火花放电其特征气体也是以乙炔和氢气为主 ， 但因故障能量较小 ， 一般烃总量不高 ， 油中溶解的乙炔在烃总量中所占比例可达25～90% ， 乙烯含量约占烃总量的20%以下 ， 氢气亦占氢烃总量的30%以上 。


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