變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測方法的基本原理

發(fā)布日期：2019-03-15 00:00 來源：http://mulanhe.com 點擊：

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，其高、低壓繞組可能同時通過數(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)時的不當(dāng)、運輸中受傷、運行中受潮、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)電場強度超過某一極限值（耐壓值）時，絕緣油等電介質(zhì)將失去絕緣作用，在此過程中，若強電場區(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。若強電場的區(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，而不再擴散于整個間隙的空間。

c、電弧放電

當(dāng)電源功率足夠大！外電路電阻較小時，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于變壓器的危害最大，因為此類放電的能量密度高，在電應(yīng)力的作用下會產(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，與此同時產(chǎn)生的大量氣體一方面會進一步降低絕緣強度，另一方面還含有較多的可燃?xì)怏w。若不及時處理，嚴(yán)重時有可能造成設(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接地。鐵芯只有一點接地時，變壓器才能正常運行當(dāng)出現(xiàn)兩點及以上的接地時將可能導(dǎo)致鐵芯中產(chǎn)生渦流，鐵耗增加，鐵芯局部過熱。嚴(yán)重的多點接地甚至?xí)菇拥鼐€燒斷，使變壓器失去正常的一點接地，遭受嚴(yán)重?fù)p壞。

變壓器的故障類型進行統(tǒng)計

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，會緩慢地產(chǎn)生少量的低分子烴類，在故障處有纖維材料時，還會產(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，就會加快產(chǎn)氣的速度。一般說來，對于不同性質(zhì)的故障，絕緣物分解產(chǎn)生的氣體不同；而對于同一性質(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械的、熱的和電的三種類型，而又以后兩種為主，且機械性故障常以熱的或電的故障形式表現(xiàn)出來。表1 對 359 臺故障變壓器的故障類型進行統(tǒng)計的結(jié)果可以看出，運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)模擬試驗和大量的現(xiàn)場試驗，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還分解出CO和CO 2等氣體。我國現(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。