变压器油中溶解气体分析教（学）案

变压器油中溶解气体分析一、产气原理（一）绝缘油的分解大约油温在 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。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与碳氢聚合物（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。碳的固体颗粒与碳氢聚合物可沉积在设备部。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。（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，当怀疑故障涉与固体绝缘时，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。（三）变压器部故障的类型 变压器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。 （l）热性故障的分类。当变压器部发生局部过热时，人们可以按温度的升高围分为四种情况：150℃以下属于轻微过热故障，150～300℃属于低温过热，300～700℃属于中温过热，大于 700 ℃属于高温过热。 （2）热性故障产生的气体。热性故障是因热效应造成绝缘物加速裂解，所产生的特征气体主要是甲烷和乙烯，两者总量约占总烃的 80％，随着故障点温度的升高，乙烯在总烃中所占的比例增大，甲烷为次，乙烷和氢气更次。其...