绝缘油气相色谱分析

4绝缘油气相色谱分析一、变压器油的组成第一节油、纸复合介质产气机理变压器油是由多种碳氢化合物组成的混合物，其中碳、氢两种元素占95%-99%，其他成分为硫、氮、氧，以及极少量金属元素。变压器油主要成分有三种：环烷烃（10%-40%）、烷烃（50%）、芳香烃（5%-15%）。油类及厂家芳香烃/（CA%）烷烃/（CP%）环烷烃/（CN%）新疆独炼，#453.3049.7047.00新疆独炼，#254.5645.8350.06兰炼，#454.4645.8349.71兰炼，#256.1057.8036.10东北七厂，#258.2860.4631.26天津大港，#2511.8024.5063.70国产变压器油组成成分变压器油在运行中因受温度、电场、氧气、水分，以及在铜、铁等材料的催化作用下，会发生裂解，生成氢气、低分子烃类气体，以及生成碳的固体颗粒和碳氢聚合物等。油起氧化反应时，伴随生成少量CO和CO2，并且CO和CO2能长期积累，成为数量显著的特征气体。试样编号甲烷CH4乙烷C2H6乙烯C2H4乙炔C2H213.31.71.93.022.21.42.32.433.721.011.61`1.42油在高电场作用下，即使温度较低也会分解产气。场强130kV/cm，温度25-30℃，变压器油产气分析二、变压器油的裂解固体绝缘：绝缘纸、绝缘纸板三、固体绝缘材料的裂解绝缘纸在高温条件下容易发生热裂解。温度高于105℃时开始产生有效裂解；温度高于300℃时完全裂解和碳化。裂解生成水及大量的CO和CO2，同时生产少量的烃类气体。热老化分解气体比例：H2O：CO：CO2=70：12：18温度470℃时纤维素热分解产物（主要成分：水、CO2、CO）分解产物重量/（%）分解产物重量/（%）水35.5CO210.40醋酸1.40CO4.20丙铜0.07甲烷CH40.27焦油4.20乙烯C2H40.17其他有机物质5.20焦炭39.59四、气体的其他来源1.油中水份与铁作用生成氢；2.过热的铁心层间油膜裂解可生成氢；3.温度较高、油中有溶解氧时，设备中某些油漆在不锈钢的催化下可能生成大量的氢；4.设备检修时，暴露在空气中的油可吸收空气中的CO2。5.某些操作也可生成故障气体，例如：有载调压变压器中切换开关油室的油向变压器主油箱渗漏；6.故障排除后绝缘油未经脱气处理；7.设备油箱带油补焊；8.原注人的油就含有某些气体等。这些气体的存在一般不影响设备的正常运行。但是当利用气体分析结果确定设备内部是否存在故障及其严重程度时，要注意加以区分。第二节故障识别特征气体：对判断充油电气设备内部故障有价值的七种气体，氢气(H2)，甲烷(CH4)，乙烷（C2H6），乙烯（C2H4），乙炔（C2H2），一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2）。应当注意：正常运行时，油和纸在热和电的作用下老化裂解产生的气体，与油和纸在热和电故障下产生的气体，这两种来源的气体在技术上不能分离，在数值上也没有严格的界限，因此在判断设备是否存在故障及其故障的严重程度时，要根据设备运行的历史状况和设备的结构特点及外部环境等因素进行综合判断。1.特征气体法：根据不同故障类型产生的气体推断设备的故障类型不同故障类型产生的气体2.三比值法：从5种特征气体中选取两种溶解度和扩散系数相近的气体组成三对比值，以不同的编码表示；根据编码规则，进行编码组合，作为诊断故障性质的依据。气体范围比值范围的编码C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6＜0.10100.1～11001～3121≥3222编码规则故障类型判断方法编码组合故障类型判断故障实例C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6001低温过热（低于150℃）绝缘导线过热，注意CO和CO2的含量及CO2/CO的值20低温过热（150～300℃）分解开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良、铁芯多点接地等21中温过热（300～700℃）0，1，22高温过热（高于700℃）10局部放电高温度、含气量引起油中低能量密集的局部放电20，10，1，2低能放电引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分解抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的电火花放电20，1，2低能放电兼过热10，10，1，2电弧放电线圈匝间、层间短路、相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引起对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流引起电弧、引线对其他接地体放电等。20，1，2电弧放电兼过热3.溶解气体分析解释表和解释简表溶解气体分析解释表：是将所有故障类型分为6种情况，对故障现象进行判断溶解气体分析解释表情况特征故障C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6DP局部放电（见注3）NS①＜0.1＜0.2D1低能量局部放电＞10.1～0.5＞1D2高能量局部放电0.6～2.50.1～1＞2T1热故障t＜300℃NS①＞1但NS①＞1＜1T2热故障300℃＜t＜700℃＜0.1＞11～4T3热故障t＞700℃＜0.2①＞1＞4解释简表：将所有故障类型分为3种情况，对于局部放电，低能量或高能量放电以及热故障可有一个简便粗略的区别。溶解气体分析解释简表情况特征故障C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6PD局部放电＜0.2D低能量或高能量放电＞0.2T热故障＜0.2三比值法的应用原则：（1）只有根据气体含量注意值或气体增长率注意值初步判断设备可能存在故障时，气体比值才有效。对气体含量正常，且无增长趋势的设备，比值没有意义。（2）假如气体的比值与以前的不同，有可能出现新的故障。为了得到仅仅相对于新故障的气体比值，要从最后一次分析结果中减去上一次的分析数据，并重新计算比值。在进行比较时，要注意在相同的负荷和温度等情况下在相同的位置取样。（3）应注意试验误差本身导致气体比值存在的不确定性。对气体浓度大于10μL/L的气体，两次的测试误差不应大于平均值的10%，计算气体比值时，误差提高到20%。5.故障分区图根据计算的比值，按故障分区图进行诊断变压器故障性质分区图结束