变压器油中溶解气体的检测与分析技术

变压器油中溶解气体现象的分析 ----宋停云与您分享----

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第一步：引言

变压器油是一种用于绝缘和冷却变压器的重要介质。然而，随着变压器运行时间的增加，变压器油中溶解气体的含量可能会逐渐增加。本文将分析变压器油中溶解气体的现象，并探讨其对变压器性能和可靠性的影响。

第二步：溶解气体的来源

变压器油中的溶解气体主要来自两个方面。首先，变压器运行时，由于油和固体绝缘材料的老化或损坏，可能会产生气体。这些气体可以是空气中的氧、氮等。其次，变压器油中的溶解气体还可能来自油中的悬浮颗粒的气体释放。这些颗粒可能是由于变压器运行时的摩擦和磨损或材料老化产生的。

第三步：溶解气体的影响

变压器油中溶解气体的存在会对变压器性能和可靠性产生不利影响。首先，氧是变压器油中常见的溶解气体之一。氧的存在会导致油中产生氧化反应，使油质变差，进而降低绝缘性能。其次，氮和氢等气体----宋停云与您分享----

----宋停云与您分享---- 的存在会增加变压器中气体的总体积，从而增加内部压力。如果压力过高，可能会导致油泄漏或甚至引发爆炸。此外，溶解气体的存在还会降低油的介电强度，增加击穿的风险。

第四步：溶解气体的分析方法

为了准确评估变压器油中溶解气体的含量，常用的方法是通过气相色谱法进行分析。该方法可以快速、准确地检测油中的氧、氮、氢等气体含量。通过定期进行油样分析，可以监测变压器油中溶解气体的变化趋势，及时采取相应的维护措施。

第五步：溶解气体的控制和维护

为了保持变压器的正常运行和延长其使用寿命，需要控制和维护变压器油中的溶解气体含量。首先，定期检查变压器的绝缘材料，及时更换老化或损坏的部件，以减少气体的产生。其次，定期进行变压器油的维护，包括油的过滤和再生处理，以去除油中的悬浮颗粒和溶解气体。此外，对于高压变压器，还可以考虑安装气体放散装置，以便及时排放变压器内部的气体。

变压器油中溶解气体分析

一、产气原理

（一）绝缘油的分解

变压器油主要是由碳氢化合物组成（烷烃CnH2n+2，环烷烃CnH2n或CnH2n-2 ，芳香烃CnH2n-6。绝缘纸的成分主要是碳水化合物（C6H10O6）n。由电和热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物（X-石蜡）。故障初期，所形成的气体溶于油中；当故障能量较大时，也能聚集成游离气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备内部。

低能放电，如局部放电，能过离子反应促使最弱的键C-H键断裂，主要重新化合成氢气。随着放电能量越来越高，如火花放电、电弧放电，能使C-C断裂，然后迅速以C-C键、C=C键、C≡C键的形式重新化合成烃类气体。

大约油温在150℃时，就能产生甲烷；150-500℃左右时产生乙烷；大约500℃时产生乙烯，随着温度的逐渐升高，乙烯占总烃的比例越来越大；800-1200℃左右时产生乙炔。生成碳粒的温度约在500-800℃左右。

（二）绝缘纸的分解

纸、层压板或木块等固体绝缘材料分解时，主要产生CO、CO2，当怀疑故障涉及固体绝缘时，一般CO2/C0〈3。

（三）气体的其它来源 如分接开关油室向主油箱渗漏（C2H2高）；设备油箱带油补焊（C2H2高）；潜油泵出故障（是高速泵，轴和轴瓦产生磨擦，C2H2高，应改为低速泵）；变压器油中含水（H2高）；本体受潮（H2高）等均可产生气体。

（四）变压器内部故障的类型

变压器内部故障分为热性故障和电性故障两种，热性故障按温度高低又分为低温过热、中温过热和高温过热三种故障，电性故障按放电的能量密度分为局部放电、火花放电和电弧放电三种故障，现分别叙述如下。

1、热性故障

热性故障是指变压器内部的局部过热温度升高，而不是变压器正常运行时由铜损和铁损转化而来的热量，使上层油温升高。

变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000

导言

1.引言

2.检测指标

根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对变压器油中的氢气（H2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4）进行了分析。

3.分析结果

我们对样品进行了气相色谱分析，并得到了以下结果：

- 氢气（H2）含量：30 ppm

- 一氧化碳（CO）含量：15 ppm

- 甲烷（CH4）含量：10 ppm

- 乙烯（C2H4）含量：5 ppm

4.判断导则

根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对分析结果进行了判断。

-对于氢气（H2），一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）的含量，当其超过以下限值时，需要进一步评估变压器的绝缘可靠性：

- 氢气（H2）：100 ppm

- 一氧化碳（CO）：50 ppm - 甲烷（CH4）：50 ppm

-对于乙烯（C2H4）的含量，当其超过以下限值时，需要考虑变压器绝缘系统的性能：

- 乙烯（C2H4）：100 ppm

根据以上判断导则和分析结果，我们可以得出以下结论：

- 氢气（H2）的含量为30 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 一氧化碳（CO）的含量为15 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 甲烷（CH4）的含量为10 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；

- 乙烯（C2H4）的含量为5 ppm，远远低于评估限值，变压器绝缘系统性能优秀。

综上所述，根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们认为该变压器的绝缘系统可靠性良好，性能优秀。

浅谈变压器油中溶解气体分析与故障诊断

摘要：在电力系统的各种电气设备中，变压器是其重要的组成部分。采用油中溶解气体分析（dga）技术对变压器故障进行早期故障诊断，可减少变压器不必要的事故停用，对保证电力系统安全可靠运行有较大的作用。文章对变压器油中溶解气体的组分及故障诊断方法进行了分析讨论。

关键词：变压器 油中溶解气体 故障诊断

变压器是电力系统中最重要的设备，用途非常广泛。变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加，在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解，并产生极少量的气体，这些油中溶解气体包括氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等。但是，当变压器内部出现故障时，油中气体的含量就会发生很大的变化。随着故障的发展，当产气量大于溶解量时，便有一部分气体以游离气体的形态释放出来。实践证明，绝大多数的变压器初期缺陷都会出现早期迹象，因此，测量分析溶解于油中的气体含量就能尽早的发现变压器内部故障。

一、油中溶解气体的成分分析

变压器绝缘材料热分解所产生的可燃和非可燃性气体达20种左右。因此，为了有利于变压器内部故障判断，选定必要的气体作为分析对象是很重要的。目前国内外所分析的气体对象是不统一的，我国按dl/722-2000要求一般分析9种或8种气体，最少必须分析七种气体。变压器中的故障特征气体种类为：o2、n2、h2、ch4、

c2h6、c2h4、c2h2、co、co2。以这九种气体作为分析对象的原因见如下：o2主要了解脱气程度和密封好坏；n2主要了解氮气饱和程度；h2主要了解热源温度或有没有局部放电；co2主要了解固体绝缘老化或平均温度是否高；co主要了解固体绝缘有无热分解；ch4、c2h6、c2h4三种气体主要了解热源温度；c2h2主要了解有无放电或高温热源。