变压器油中溶解气体现象的实践应用

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。

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。

变压器油中溶解气体在线监测技术及应用研究

变压器作为电力系统的枢纽设备,其运行可靠性直接影响电力系统的安全运行。变压器油中溶解气体的成分和含量能有效体现运行变压器内部的绝缘故障情况,变压器油中溶解气体分析法(DGA)目前已成为电力系统对油浸式电力设备进行故障诊断的有效监测手段,得到了广泛的应用。作者深入分析了变压器油中多种溶解气体在线监测技术现状及应用前景,就目前采用的变压器油中溶解气体在线监测技术应用进行了深入研究。主要研究:通过对F_(46)高分子透气膜分离油中溶解气体,以MQ型系列传感器阵列检测变压器油中H_2、CO、CH_4、C_2H_4、C_2H_2、C_2H_6六种气体的在线监测技术的研究及应用分析,认为其检测稳定性及灵敏度满足现场应用要求。特别对乙炔的检测灵敏度达1μL/L。通过对光声光谱技术应用于油中气体在线监测的研究,分析了光声光谱技术的优点及抗干扰措施,并与现有在线色谱及红外光谱分析比较,显示了光声光谱在可靠性、稳定性、灵敏度方面良好的发展前景。通过对热导技术应用于变压器油中在线监测的研究,在数据稳定性、灵敏度等方面具备良好的性能。但它是基于常规油色谱分析的技术,现场受环境干扰的因素较多,长期的现场运行有待考证。通过对现有油中气体在线监测技术的研究及应用系统的对比分析,提出了该种系列装置的实用性评价体系并分析了其应用前景。

武汉华能阳光电气有限公司

油中变压器溶解气体分析原理说明

1 变压器油及固体绝缘的成份及气体产生机理分析

虽然SF6气体绝缘、蒸发冷却式气体绝缘变压器和干式变压器、交联聚乙烯绕组变压器等有着良好的发展前景，但是变压器油优良的绝缘和散热能力是它们所不能替代的，目前高电压、大容量的电力变压器仍然普遍采用充油式。充油电力变压器内部的主要绝缘材料是变压器油、绝缘纸和纸板等A级绝缘材料，当运行年限为20年左右时，最高允许的温度为105℃左右。变压器油中特征气体是由变压器油及固体绝缘产生的，与它们的性能存在着密切的关系。

1 变压器油的成份及气体产生机理

变压器油中不同烃类气体的性能是不同的。环烷烃具有较好的化学稳定性和介电稳定性，黏度随温度的变化很小。芳香烃化学稳定性和介电稳定性也较好，在电场作用下不析出气体，而且能吸收气体；但芳香烃易燃、黏度大、凝固点高，且在电弧的作用下生成的碳粒较多，会降低油的电气性能。环烷烃中的石蜡烃具有较好的化学稳定性和易使油凝固，但在电场的作用下易发生电离而析出气体，并形成树枝状的X蜡，影响油的导热性。

变压器油是由天然石油经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油。它是由各种碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占全部重量的95%～99%。主要的碳氢化合物有环烷烃(50%以上)、烷烃(10%～40%)和芳香烃(5%～15%)组成[9]。不同变压器油各种成份的含量有些不同。

变压器油在运行中受到温度、电场、氧气及水分和铜、铁等材料的催化作用会形成某些氧化物及其油泥、氢、低分子烃类气体和固体X蜡等，这就是绝缘油的老化和劣化作用。正常的老化和劣化情况下，变压器油中仅能产生少量的气体，通武汉华能阳光电气有限公司

常它们的含量在临界值之下。

但存在潜伏性故障时情况就不同了，当变压器油受到高电场的作用时，即使温度较低也会分解产生气体。

变压器油是由许多不同分子量的碳烃化合物分子组成的混合物，分子中存在着CH3*、CH2*和CH*等化学基团，含有C-C键和C-H键。在电或热的作用下使某些C-C键和C-H键断裂，形成了不稳定的氢原子和碳氢化合物的自由基，这些氢原子、自由基迅速重新化合生成氢气和低分子烃类气体。不同的键断裂需要不同的能量，C-H键(338kJ/mol)断裂生成氢气，这在局部放电的情况下就能达到。对C-C键需要较多的能量，然后迅速以C-C键(607kJ/mol)、C=C键(720kJ/mol)和CC键(960kJ/mol)化合分别生成相应的乙烷、乙烯和乙炔，需要的能量越来越高。乙炔仅在接近1000℃的时候才产生，满足这种条件的只有高温过热和放电；甲烷在低温下产生较多，主要是在低温过热和局部放电，随着温度的升高气体的产生速率反而下降了；乙烷始终未能成为主要的气体成份；乙烯在低温下产生很少，但随着温度升高到中高温过热时气体产生速率大大提高了。