干式变压器故障油色谱分析方法的探讨

摘要：干式变压器故障检测主要包括电量检测和化学检测方法。化学检测主要分析判断干式变压器油中特征气体的含量、产气率和三比值法，对干式变压器潜在故障和故障发展程度的早期检测是有效的。在实际应用过程中，为了更准确地诊断干式变压器内部故障，色谱分析应根据设备运行条件、特征气体含量等采用不同的分析模型。确定设备运行是否正常或有潜在故障和故障类别。

在干式变压器的故障诊断中，应综合各种有效的检测手段和方法，对各种检测结果进行综合分析和评价。根据DL/T596-1996《电力设备试验规程》中规定的试验项目和试验顺序，干式变压器油中气体色谱分析的化学检测方法，对于干式变压器在不停电的情况下，一些潜在故障及其发展程度的早期诊断是非常敏感和有效的。经验证明，油中气体的各种成分含量与断层的性质和程度直接相关，它们之间存在不同的对应关系。

1.1过热故障是由于设备绝缘性能的恶化，油等绝缘的开裂和分解。分为裸机过热和固体绝缘过热。裸机过热和固体绝缘过热的区别是基于CO和CO2的含量，前者较低，后者较高。

1.2放电故障是设备内部产生的电气效应(即放电)，导致设备绝缘性能恶化。根据电效应，可分为高能放电(电弧放电)、低能放电(火花放电)和局部放电三种。

1.2.1发生电弧放电时，产生的气体主要是乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯。这种故障在设备中存在时间短，没有明显的征兆，很难用一般的色谱来预测。

1.2.2火花放电是间歇性放电故障。常见于套管引线放电至套管导电管和电位不固定的均压环；导线局部接触不良或铁芯接地板接触不良引起的放电；分接开关叉或金属螺钉等潜在悬挂引起的放电。产生的气体主要是乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯，但由于故障能量低，总烃含量一般不高。

1.2.3局部放电主要发生在变压器和套管上。设备潮湿、制造工艺不良或维护不当都会造成局部放电。产生的气体主要是氢气，其次是甲烷。放电能量高时，会产生少量乙炔气体。

1.3干式变压器绝缘潮湿时，其特征气体H2含量较高，而其他气体成分增加不明显。

值得注意的是，芳烃含量是个问题。因为它具有良好的抗析气性能。不同品牌的油含有不同的芳烃，电场产生的气体量也不同。芳烃含量少的油抗析气性差，在电场作用下容易产生氢气和甲烷，严重时还会产生蜡状物质，但芳烃含量多的绝缘油抗析气性更好，产生的氢气和甲烷更少。所以在具体判断时要考虑这个因素的影响。

2.1先先看特征气体的含量。如果H2、C2H2和总烃中有一项超过法规规定的注意值的20%，则应根据特征气体含量进行粗略判断。主要对应关系如下：如果存在乙炔，应怀疑有电弧或火花放电；(2)氢气量很大，应怀疑有水受潮的可能；总烃中烷烃和烯烃过多，炔烃很少或没有是过热的特征。 #p#分页标题#e#

2.2计算生成率，评估故障发展速度。

2.3

气体成分H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2总烃含量(10-6) 150 60 40 70 5 150

3.1任何一项内容超过注意值时，都要注意。但这些关注值并不是判断设备是否有故障的唯一标准，不可能取标准的死套。如果某些设备的气体含量由于某种原因高于注意值，就不能断言有故障，因为可能不是本体故障而是外界干扰造成的，所以要和历史数据对比。如果没有历史数据，需要确定一个合适的检测周期进行跟踪分析。比如某些气体的含量低于注意值，但含量增加很快，也要跟踪分析。也就是说，不要认为气体含量一超过注意值就判断为故障，甚至采取内部检查、修理或限载等措施。但是否存在故障的较终判断是分析结果的绝对值超过规定的关注值(注意非故障原因引起的故障气体的影响，避免误判)，产气率超过10%的关注值。

3.2注意，该值不是干式变压器停机的限值，应根据具体情况判断。如果不是电路(包括绝缘)问题，可以通过慢关机检查。

3.3如果油中含有氢气和烃类气体，但没有超过注意值，气体成分含量已经比较稳定，没有发展趋势，则认为干式变压器运行正常。

3.4表1中的注意值是根据我19个省市的6000多台干式变压器制定的，其中超过注意值的干式变压器数量约占总数的5%。

注意油中co和CO2的含量和比例。干式变压器固体绝缘老化会产生一氧化碳和二氧化碳。同时，油中的CO和CO2含量不仅与干式变压器的运行寿命有关，还与设备结构、运行负荷和温度有关，因此现行导则不能规定统一的注意值。仅粗略考虑一下，敞开式干式变压器中，CO含量小于300 l/L，CO2/CO比值约为7，属于正常范围。而密封干式变压器的二氧化碳/一氧化碳比为1

1 来源：中论文下载中心