絕緣油中溶解氣體的色譜分析

對(duì)絕緣油中溶解氣體的色譜分析，按《導(dǎo)則》規(guī)定，新投運(yùn)的設(shè)備及大修后的設(shè)備，投運(yùn)前至少應(yīng)作一次檢測(cè)。如果在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng)耐壓和局部放電試驗(yàn)，則應(yīng)在試驗(yàn)后再作一次檢測(cè)。在投運(yùn)后的第4、10、30天，應(yīng)各做一次檢測(cè)。若無(wú)異常，可轉(zhuǎn)為定期檢測(cè)。

一、絕緣油中溶解氣體超標(biāo)的危害

1、絕緣油中出現(xiàn)溶解氣體超標(biāo)不及時(shí)進(jìn)行處理

《規(guī)程》規(guī)定，運(yùn)行設(shè)備絕緣油中溶解氣體含量超過(guò)下列數(shù)值時(shí)應(yīng)引起注意：變壓器為：總烴>150ppm，氫>150ppm或乙炔＞5ppm（330kV及以上的變壓器為1ppm）；套管為：氫>500ppm，甲烷>100ppm，對(duì)110kV及以下的套管，乙炔＞2ppm，220~500kV的套管，乙炔>1ppm。

案例1：某發(fā)電廠一臺(tái)220kV啟動(dòng)變壓器，A相套管絕緣油中含氫量達(dá)1010.5ppm，超標(biāo)一倍多，乙炔含量達(dá)1806ppm，超標(biāo)近千倍，未及時(shí)進(jìn)行處理。

2、溶解氣體產(chǎn)氣速率超過(guò)規(guī)定注意值未采取措施

對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備，絕緣油中溶解氣體的產(chǎn)氣速率限值，《規(guī)程》規(guī)定為：開(kāi)放式設(shè)備產(chǎn)氣速率>0.25ml/h，密封式設(shè)備產(chǎn)氣速率＞0.5ml／h，或相對(duì)產(chǎn)氣速率＞10％／月時(shí)，則認(rèn)為設(shè)備有異常。對(duì)330kV及以上的電抗器，當(dāng)出現(xiàn)痕量的乙炔<5ppm時(shí)，也應(yīng)引起注意?！秾?dǎo)則》規(guī)定：總烴、乙炔、氫、CO和CO2的絕對(duì)產(chǎn)氣速率的注意值，開(kāi)放式的變壓器分別為6、0.1、5、50和100ml／h；隔膜式的分別為12、0.2、10、100和200ml／h。

案例2：某核電廠的500kV主變壓器，在1996年試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)三相總烴雖未超標(biāo)，但都有增長(zhǎng)趨勢(shì)。到1997年1月9日試驗(yàn)時(shí)，C相已超過(guò)注意值達(dá)188.9ppm，1997年2月24日試驗(yàn)時(shí)，又發(fā)現(xiàn)B相超標(biāo)達(dá)153.8ppm，A、C兩相繼續(xù)增長(zhǎng)（A相還未超標(biāo)、C相增達(dá)210ppm）。1997年5月13日進(jìn)行脫氣處理后測(cè)試，A、B、C三相總烴分別下降到68.8、61.6和41ppm。1997年6月18日測(cè)試時(shí)，三相都普遍增加了，到1997年7月24目測(cè)試時(shí)，C相已超標(biāo)達(dá)164.7ppm，A、C兩相也增加到接近注意值。1997年10月22日測(cè)試時(shí)，三相都超過(guò)注意值，分別為171.9、189.9和277.8ppm。1998年1月20日測(cè)試，三相分別增長(zhǎng)到192.6、233.7和304.2ppm。1998年2月26日第二次脫氣后測(cè)試，三相分別下降至13.1、8.1和11.1ppm，以后繼續(xù)跟蹤測(cè)試了8次，三相總烴仍呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì)。到1998年9月9日測(cè)試時(shí)，有兩相已超過(guò)注意值，10月29日再次測(cè)試時(shí)，三相都全都超過(guò)注意值，分別為153.2、171.4和190ppm。當(dāng)年11月，邀請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家作技術(shù)鑒定。結(jié)論為低溫過(guò)熱，并提出一些進(jìn)一步進(jìn)行跟蹤檢測(cè)和研究改進(jìn)的建議，認(rèn)為短期內(nèi)不會(huì)發(fā)生突發(fā)性損壞故障。可是運(yùn)行不久，C相就發(fā)生了爆炸事故。由此說(shuō)明，變壓器油中溶解氣體總烴、氫或乙炔超標(biāo)，或增長(zhǎng)速率超過(guò)限值，僅靠縮短檢測(cè)周期跟蹤測(cè)試分析和進(jìn)行脫氣處理是不夠的。有必要認(rèn)真對(duì)待，建議進(jìn)行大修檢查處理。

案例3：如某臺(tái)220kV電流互感器含氫量超標(biāo)，雖然連續(xù)進(jìn)行過(guò)兩次脫氣處理，投運(yùn)后雖然含氮量減少了，但運(yùn)行不久，含氫量又不斷增長(zhǎng)。有關(guān)人員對(duì)此現(xiàn)象不但沒(méi)有提高警惕，反而產(chǎn)生了麻痹情緒，直到含氫量增達(dá)1000ppm以上發(fā)生爆炸，將附近的變壓器套管和斷路器炸壞了。事故后檢查發(fā)現(xiàn)原來(lái)是電流互感器油紙絕緣中存在局部放電故障。

二、絕緣油中溶解氣體的色譜分析的必要性

按規(guī)定的項(xiàng)目和周期對(duì)絕緣油中的溶解氣體進(jìn)行檢測(cè)，是監(jiān)視變壓器、電抗器和互感器安全運(yùn)行的一種重要手段。這些從油中分解出的故障氣體，形成氣泡，通過(guò)對(duì)流、擴(kuò)散，不斷地溶解在油中。其組成和含量，與故障的類(lèi)型及其嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。因此，定期對(duì)變壓器油中溶解的氣體進(jìn)行色譜分析，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，并可隨時(shí)監(jiān)視故障的發(fā)展?fàn)顩r。

1、中文大屏幕 LCD 顯示器，顯示內(nèi)容豐富直觀，設(shè)定參數(shù)方便。

2、采用了微機(jī)自動(dòng)點(diǎn)火裝置。

3、采用了穩(wěn)定的數(shù)字調(diào)零，避免了電位器調(diào)零引起的基線不穩(wěn)定現(xiàn)象。

4、具有變頻功能的雙智能后開(kāi)門(mén)自動(dòng)降溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的近室溫操作。

5、柱室采用獨(dú)有的跟蹤升溫方式;避免了柱室的快速升溫造成檢測(cè)器的污染.

6、具有斷氣保護(hù)及中文提示功能，可***限度地保護(hù) TCD鎢絲和色譜柱不受損害。

7、具有故障自我診斷功能，隨時(shí)顯示中文故障原因,及報(bào)警提示.

8、采用微機(jī)控制，鍵盤(pán)設(shè)定，液晶顯示，有隨機(jī)記憶功能。

9、高性能檢測(cè)器及甲烷轉(zhuǎn)化器，檢出能力完全滿足電力部對(duì)變壓器油中氣體組分含量的測(cè)定。

10、采用一次進(jìn)樣、二次分流柱系統(tǒng)，分析速度快，重現(xiàn)性好。

11、雙氫焰設(shè)計(jì)，使低含量的烴類(lèi)和高含量的CO、CO2分別檢測(cè)，避免相互干擾。

12、采用新型柱填料，雙柱溫流程，使C2H2檢出時(shí)間提前，靈敏度提高，分析周期縮短

1.柱室溫度：室溫+5℃～420℃，控溫精度±0.1

2.檢測(cè)室溫度：室溫+15℃～420℃，控溫精度±0.1

3.轉(zhuǎn)化爐溫度：室溫+15℃～420℃，控溫精度±0.1℃

4.TCD靈敏度，***小檢測(cè)濃度對(duì)H2＜2ppm, O2<5ppm, N2<10ppm

5.FID 甲烷、乙烯、乙炔等烴類(lèi)的檢測(cè)濃度＜0.1ppm；對(duì)CO、CO2的檢測(cè)濃度＜2ppm。

6.TCD靈敏度,S>3000mv.ml/mg

在變壓器中能造成過(guò)熱性故障的原因，是由于在導(dǎo)電回路中分接開(kāi)關(guān)接觸不良、引線接頭焊接或接觸不良、低壓繞組股間漏磁不均、在焊接接頭處造成的電位差及其渦流和匝間短路等，以及在磁路上鐵芯短路、鐵芯多點(diǎn)接地、漏磁或主磁通在某些部件上（如穿芯螺栓）引起的渦流發(fā)熱等造成。

三、油色譜分析技術(shù)的應(yīng)用

由于大型電力變壓器、電抗器等設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量和運(yùn)行諸多方面的原因，這些設(shè)備的惡性事故和故障時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為確保變壓器、電抗器等設(shè)備乃至電網(wǎng)的安全運(yùn)行，國(guó)內(nèi)外發(fā)展了許多不同的監(jiān)測(cè)方法，其中以利用氣相色譜法檢測(cè)絕緣油中各種溶解氣體的含量，以此來(lái)判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障的類(lèi)型及嚴(yán)重程度最為有效。絕緣油在熱和電的作用下，能分解出氫、一氧化碳、二氧化碳以及多種小分子烴類(lèi)氣體，充油設(shè)備內(nèi)部故障的類(lèi)型及其嚴(yán)重程度與這些氣體組分及產(chǎn)氣速率有著密切關(guān)系

1、油色譜分析技術(shù)的特點(diǎn)

根據(jù)色譜分析結(jié)果來(lái)診斷變壓器及充油設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況，油色譜分析試驗(yàn)，既是定期試驗(yàn)項(xiàng)目，又是檢查性試驗(yàn)項(xiàng)目。例如在運(yùn)行中變壓器的氣體繼電器動(dòng)作后，作為檢查性試驗(yàn)一般都要同時(shí)取油樣及氣體繼電器中的氣樣作色譜分析。

2、油色譜分析故障的分類(lèi)

《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》規(guī)定，在油的色譜分析中，各組分氣體的含量有增加趨勢(shì)或超過(guò)注意值，就應(yīng)觀察產(chǎn)氣率，根據(jù)三比值或其他經(jīng)驗(yàn)（如TD圖），初步判斷存在過(guò)熱性故障或放電性故障。

1） 造成過(guò)熱性故障的原因

（1）在導(dǎo)電回路中，如分接開(kāi)關(guān)接觸不良，引線接頭焊接或接觸不良，低壓繞組股間漏磁不均在焊接頭處造成的電位差及其渦流，股間短路等。

（2）在磁回路中，如鐵芯短路，鐵芯多點(diǎn)接地，漏磁或主磁通在某些部件上（如穿芯螺栓）引起的渦流發(fā)熱。

2） 造成放電性故障的原因

（1）處于電場(chǎng)集中處的局部放電，某些該接地而未接地的金屬部件上的懸浮電位放電，變壓器受潮等原因引起圍屏或撐條上正在發(fā)展中的樹(shù)枝狀放電，以及油流靜電放電等。

（2）潛油泵的故障以及有載分接開(kāi)關(guān)小油箱漏油，也可以引起色譜分析數(shù)據(jù)的異常，而誤認(rèn)為內(nèi)部有放電性故障。