變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)方法的基本原理

發(fā)布日期：2019-03-15 00:00 來源：http://tzqx.com.cn 點(diǎn)擊：

1. 變壓器常見故障類型

電力變壓器故障類型劃分的方式較多，按變壓器結(jié)構(gòu)區(qū)分有以下幾種較常見的故障類型。

1）出口短路故障

出口短路故障是指運(yùn)行變壓器由于受出口短路故障的影響而遭受到的破壞。變壓器出口短路時(shí)，其高、低壓繞組可能同時(shí)通過數(shù)十倍于額定值的短路電流，它將產(chǎn)生很大的熱量，使變壓器嚴(yán)重發(fā)熱，損壞絕緣。

2）繞組故障

各類變壓器的繞組均是由帶絕緣層的繞組導(dǎo)線按一定排列規(guī)律和繞向，經(jīng)繞制、整形、浸烘、套裝而成。由于繞組在生產(chǎn)時(shí)的不當(dāng)、運(yùn)輸中受傷、運(yùn)行中受潮、受各類過電壓及過電流沖擊等，致使繞組絕緣受到損傷、老化、劣化，造成繞組的短路、斷路、變形等故障，由此可能造成變壓器內(nèi)部出現(xiàn)局部過熱、局部放電、火花放電、電弧放電等故障。

a、局部放電

當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過某一極限值（耐壓值）時(shí)，絕緣油等電介質(zhì)將失去絕緣作用，在此過程中，若強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)只局限于電極附近很小的區(qū)域內(nèi)，則電介質(zhì)只遭受局部損壞，產(chǎn)生放電脈沖電流，此現(xiàn)象即為電介質(zhì)的局部放電。若強(qiáng)電場(chǎng)的區(qū)域很大，形成貫穿性的通道，造成極間短路，則為電介質(zhì)的擊穿。局部放電往往是液體或固體電介質(zhì)擊穿的前奏，若不及時(shí)消除，有可能發(fā)展為擊穿故障。

b、火花放電

在通常大氣壓下，當(dāng)電壓增高一定值后，氣隙中突然發(fā)生斷續(xù)而明亮的火花，在電極間伸展出細(xì)光束，此種放電稱為火花放電。其特點(diǎn)是放電過程不穩(wěn)定，擊穿后形成收細(xì)的發(fā)光放電通道，而不再擴(kuò)散于整個(gè)間隙的空間。

c、電弧放電

當(dāng)電源功率足夠大！外電路電阻較小時(shí)，氣隙火花放電之后，可形成非常明亮的連續(xù)弧光 ,此種放電稱為電弧放電。其特點(diǎn)是弧溫較高，電弧不易熄滅，電路具有短路的特征。火花放電與電弧放電對(duì)于變壓器的危害最大，因?yàn)榇祟惙烹姷哪芰棵芏雀?，在電?yīng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生高速電子流，固體絕緣材料、金屬材料等遭受這些電子轟擊后將受到嚴(yán)重破壞，與此同時(shí)產(chǎn)生的大量氣體一方面會(huì)進(jìn)一步降低絕緣強(qiáng)度，另一方面還含有較多的可燃?xì)怏w。若不及時(shí)處理，嚴(yán)重時(shí)有可能造成設(shè)備的重大損壞或爆炸事故。

3）鐵芯故障

變壓器的器身主要是由繞組和鐵芯構(gòu)成，它們是變壓器傳遞、交換電磁能量的主要部件。鐵芯不僅要求質(zhì)量好，還必須有可靠的一點(diǎn)接地。鐵芯只有一點(diǎn)接地時(shí)，變壓器才能正常運(yùn)行當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地時(shí)將可能導(dǎo)致鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵耗增加，鐵芯局部過熱。嚴(yán)重的多點(diǎn)接地甚至?xí)菇拥鼐€燒斷，使變壓器失去正常的一點(diǎn)接地，遭受嚴(yán)重?fù)p壞。

變壓器的故障類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)

2. 變壓器內(nèi)部故障類型與油中溶解特征氣體含量的關(guān)系

在正常情況下，變壓器油在熱和電的作用下，逐漸老化和分解，會(huì)緩慢地產(chǎn)生少量的低分子烴類，在故障處有纖維材料時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生CO 和CO 2氣體。當(dāng)變壓器內(nèi)部存在潛伏性的局部過熱和局部放電故障時(shí)，就會(huì)加快產(chǎn)氣的速度。一般說來，對(duì)于不同性質(zhì)的故障，絕緣物分解產(chǎn)生的氣體不同；而對(duì)于同一性質(zhì)的故障，由于程度不同，所產(chǎn)生的氣體數(shù)量也不同。所以，根據(jù)油中氣體的組分和含量，可以判斷故障的性質(zhì)及嚴(yán)重程度。變壓器內(nèi)部故障方式主要有機(jī)械的、熱的和電的三種類型，而又以后兩種為主，且機(jī)械性故障常以熱的或電的故障形式表現(xiàn)出來。表1 對(duì) 359 臺(tái)故障變壓器的故障類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可以看出，運(yùn)行中變壓器的故障主要有過熱性故障和高能放電性故障。根據(jù)模擬試驗(yàn)和大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，電弧放電的電流大，變壓器油主要分解出C 2 H 2、H 2及較少的CH 4 ；局部放電的電流較小，變壓器油主要分解出H2和CH 4 ；變壓器油過熱時(shí)分解出H 2和CH 4 、C 2 H 4 等，而紙和某些絕緣材料過熱時(shí)還分解出CO和CO 2等氣體。我國(guó)現(xiàn)行的《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》 (GB/T7252-2001)，將不同故障類型產(chǎn)生的主要特征氣體和次要特征氣體歸納為表2。