變壓器的故障產(chǎn)生的氣體及故障類型

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，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，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，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，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℃以下時有蒸發(fā)汽化和較緩慢的氧化。

２）盡緣油在１４０℃到５００℃時油分解主要產(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，還會產(chǎn)生乙炔氣體。

３）油中存在電弧時（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，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，這一比值在低溫時小而高溫時大。

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，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％時應(yīng)引起留意。