电气设备内部故障与油中特征气体的关系

1电气设备内部故障与油中特征气体的关系培训课件2•变压器内部故障主要有热性故障和电性故障两种。至于机械性故障，除因运输受损外，还可能由于电应力的作用，如过励磁振动造成，但最终仍将以热性或电性故障形式表现出来。变压器内部进水受潮作为一种内部潜伏性故障，最终也会发展成电性故障。3一、热性故障•热性故障主要是由于分接开关接触不良、铁心多点接地和局部短路、导线过电流和接头焊接不良、电磁屏蔽不良导致漏磁集中、冷却油道堵塞等所致。4•如果热引力只引起热源附近绝缘油分解时，所产生的特征性气体主要是C2H4和CH4，两者之和一般占总烃的80%以上，而且随着故障点热度的升高，C2H4所占的比例增加。其次是C2H6和H2，H2的含量与热源温度的关系密切，一般高温过热时，氢烃总量中有27%是氢气。总趋势是随着温度的升高，烃类气体的增长速度比氢气的增长速度快。5•通常过热性故障时，不产生C2H2，只有当过热严重时，才会产生微量的C2H2，但其最大含量不超过总烃量的10%。•当过热性故障涉及固体绝缘材料时，除产生上述气体外，还产生大量的CO和CO2，而且对于大中型变压器来说，CO2/CO值大于10。6二、电性故障•电性故障是在高电场力作用下发生的，由于能量密度不同，电性故障可分为高能量的电弧放电和低能量的火花放电及局部放电。高能量电弧放电将使绝缘击穿烧坏。火花放电是一种间歇性放电，局部放电的能量最低，并且通常只发生在气隙、空穴和悬浮带电体周围。7•电弧放电多以绕组匝间、层间和段间绝缘击穿的故障形式出现，其次是引线断裂或对地闪络，分接开关飞弧等故障。这种故障产气急剧，爆发性大。尤其是绕组纵绝缘故障，大都是突然爆发，并无先兆可循，至今还未能找到预测手段。此种故障的特征气体主要是H2和C2H2,其次是C2H4和CH4。由于这种故障发生迅猛，致使气体来不及溶解于油中，而直接由气体继电器反映。由此可知，油中气体含量与故障点的位置、故障持续时间有很大关系。8•火花放电常见于引线、套管储油柜对电位未固定的套管导电杆、导线连接处或引线局部接触不良处、不稳定的铁心接地、分接开关拔叉电位悬浮部位等。其特征气体也是以C2H2和H2为主要成分，但因故障能量较小，总烃含量不会高。9•局部放电大都发生在导电回路和磁导体部件的棱角部位，由此产生的特征气体主要是H2和CH4，只有放电能量相当高时，才会出现少量的C2H2。•无论是哪一种放电，只要涉及到固体绝缘材料，就都会产生CO和CO2气体。10三、受潮•当变压器内部进水受潮时，除油中水分和杂质易形成“小桥”，以及因绝缘中存在气隙发生局部放电产生H2外，还有因水分在电场作用下的电解、水与钢铁的化学反应产生的H2。因此，H2在氢烃总量中将占较高的比例。11设备内部状况与油中气体组分的关系被测气体设备内部状况N2与5%或更少的氧气（O2）密封变压器处于正常运行状态N2与大于5%的氧气（O2）检查变压器密封情况N2、CO或CO2，或CO、CO2同时存在变压器过载或过热，引起纸绝缘热裂解，检查运行条件N2和H2电晕放电，水电解或铁锈N2、H2、CO或CO2电晕放电涉及到绝缘纸或变压器严重过载N2、H2、CH4和少量的C2H4、C2H6火花放电或别的不严重的故障，在油中引起放电N2、H2、CH4、CO、CO2及少量其他烃类气体，通常不存在C2H2火花放电或别的不严重的故障，涉及到固体绝缘N2、大量的H2及其他烃类气体，包括C2H2内部存在高能量的电弧放电，引起油快速劣化N2、大量的H2、CH4、C2H4及少量的C2H2小区域的高温过热，通常由于接触不良引起，故障未涉及到固体绝缘N2、大量的H2、CH4、C2H4及少量的C2H2，另外还有CO、CO2存在小区域的高温过热，通常由于接触不良引起，但故障已涉及到固体绝缘12故障类型和气体组分的关系故障类型产生的气体组分油过热H2、CH4①、C2H4①、C2H6油和纸过热CO①、CO2①、H2、CH4①、C2H4①、C2H6油中电弧H2①、CH4、C2H2①、C2H4、C2H6油纸中局部放电H2①、CH4①、C2H4、C2H6、CO①、CO2油和纸中电弧CO①、CO2①、H2①、C2H2①、CH4、C2H4、C2H6油中火花放电H2、C2H2①进水受潮H2①注：①表示主要特征气体。