（北京送变电有限公司 北京房山 102401）
摘要：绝缘油是电流互感器的重要绝缘介质，在设备投运前、运行中要定期对绝缘油进行色谱分析，通过试验数据掌握设备状态是否可以继续可靠运行。绝缘油中氢气含量是反应设备发热故障的的重要指标，本文重点讲解设备投运前绝缘油中氢气含量超标的原因分析及简单处理办法。
关键词：电流互感器；绝缘油；氢气超标
1 背景
2016年11月，对某公司LB7-220电流互感器绝缘油色谱试验，发现H2超标，由试验数据可知，超标特征气体为单项H2，其余特征气体含量正常。
2 故障分析
根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，单项氢气含量超标故障可分为非故障性和故障性两种[1]，非故障性氢气含量超标多见与产品未投运，一般由材料释放或材料与绝缘油反应造成。故障性气体含量超标多发生在产品的运行初期，由产品内部出现过热或局部放电造成变压器油裂解产生氢气，并伴随低分子烃类气体产生。
产生H2主要有以下几种原因：材料对变压器油的影响，金属件内壁对变压器油的影响及铁和水分发生反应。
2.1 材料对变压器油的影响
将绝缘油分为若干份，按照油浸正立式电流互感器所用的材料分别按照实际的用量比例与绝缘油放置于密闭容器内。放置一段时间后，并未发现H2含量明显增长。具体数据如下表1所示：
表1 油样气体数据
单位：微水含量：mg/L；气体含量：μl/l
以上数据表明，材料并非绝缘油中H2含量增加的原因。
2.2 金属件内壁对变压器油的影响
产品油箱、储油柜或者绕组使用的绝缘油因工艺原因，漆膜厚度不均匀，烘干不充分，在进一步固化的过程中与绝缘油进行反应产生氢气和低分子烷烃类，因此漆膜干燥不充分是重要的致氢来源，严重的可造成氢气含量超标。表2为测试不同状态油箱时的氢气含量值。
表2 不同状态油箱氢气含量表
通过上表可知漆膜的固化对电流互感器绝缘油中的氢气含量影响较大，未完全烘干的电流互感器绝缘油的H2含量增加明显。
2.3 铁水反应对变压器油的影响
铁和水发生化学反应的反应式为：
3H2O+2Fe→Fe2O3+3H2↑
水分在电场的作用下电解会产生氢气：
此电流互感器在出厂和现场的实际测量中，微水含量正常，符合国家标准，并且未有明显的变化；而且该设备尚未投运，且未进行过任何高压电气试验，因此不会存在强电场的作用[2]，所以排除了铁和水分发生反应。
通过分析，初步怀疑为：储油柜或者绕组使用的绝缘油因工艺原因，漆膜厚度不均匀，烘干不充分造成的H2含量超标。
3 故障处理
根据DL/T727-2013《互感器运行检修导则》对于该类产品的非故障性产气，一般有换油、真空脱气、充氮脱气等方式进行处理。由于现场条件限制，充氮脱气具有方法简便，处理效果好，处理时间短等优点，被广泛采用。本文中氢气超标产品均采用充氮脱氢的方法进行处理。为统计氢气的变化量，对处理完成的产品静放3个月和12个月后分别进行了氢气含量复测，数据见下表3。
表3 氢气含量复测表
由表3可以看出氢气超标的产品，充氮脱氢之后在产品静置较长时间后，氢气的含量增长小于30μL/L。由此可见，充氮脱氢工艺可有效的解决油浸正立式电流互感器氢气超标问题。
4 原理分析
所谓充氮脱氢[3]，是从互感器底部充入一定压力的高纯氮气，当氮气穿过油向上运动时，引起油搅动，从而呈现类似“开水沸腾”的现象，加速油中的气体（主要是氢气）从油内部逸出。在产品底部充入氮气的同时，在产品顶部进行脱气处理，将逸出的氢气及充入的氮气抽出，以此达到脱出变压器油内部氢气的目的。在充氮脱氢过程中，需要注意以下几点：
1）现场充氮脱氢处理需在产品不带电状态下进行；
2）将产品顶盖打开，再将膨胀器提起固定打开排气孔，卸下放油阀内的放油嘴连接放油管路；
3）打开产品底部放油阀，放出膨胀器内变压器油，将油放至干净油桶中；
4）取下放油管路，产品上部安装抽真空管路，启动真空泵对产品抽真空，打开充气阀产生一定气流后安装充气管路对产品进行充氮；
5）观察膨胀器状态，防止气流过大造成膨胀器损坏；同时听产品内部冒泡声音保证产品充氮效果，使气流与抽真空速度保持一致。根据氢气含量的大小处理1-3个小时；
6）充氮结束后拆除充气管路，关闭充气阀。
7）放出的变压器油用现场处理工装单独进行充氮脱气处理，处理时间为半小时；
8）将处理好的变压器油（或其他合格变压器油）重新注入产品中，静置24h后排净膨胀器内空气；擦拭干净膨胀器上油污，安装膨胀器顶盖恢复产品。
5 结语
本文通过色谱试验有效的检验出绝缘油中氢气超标的故障，分析找出故障原因从而采取有效措施进行处理。要彻底解决电流互感器由于漆膜烘干原因造成的氢气超标问题，就要严格提高设备的制造工艺。将油浸正立式电流互感器中所有与绝缘油接触的金属零部件的漆膜厚度严格控制，所有零部件在使用前必须进行烘干处理。
参考文献：
[1] 李德志，寇晓适，曹宏伟，等．电力变压器色谱分析及故障诊断技术[M]．中国电力出版社，2013．
[2] 沈其工，方瑜，周泽存，等．高电压技术[M]．中国电力出版社，2012．
[3] 温念珠．电力用油实用技术．中国水利水电出版社，1998．
作者简介：
张策（1984-），男，北京房山，国网北京送变电有限公司，工程师，高压试验专业专责工。
魏刚（1981-），男，北京房山，国网北京送变电有限公司，工程师，高级技师，油气化试验专业主任工程师。
詹爱东（1981-），男，北京房山，国网北京送变电有限公司，高级工程师，高级技师，高压试验专业主任工程师。
论文作者:张策,魏刚,詹爱东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/18
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