摘要：随着我国社会经济的飞速发展，人们的生活水平得到明显的提升，人们在日常生活和工作中的生产对电力需求逐渐增加，变电站将高压转为人们可以利用的低压，所以，变压器十分重要。为了满足人们对电力的需求，大型的变压器应运而生，同时，在大型变压器的故障查处中，经常会运用到绝缘油化验分析方法。绝缘油化验分析法在大型变压器故障中的作用有着重要的作用。本文就绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用及相应知识进行探究。
关键词：绝缘油化验分析；大型变压器；故障查处
1、变压器绝缘油的相关内容
变压器油是一种由多种不同分子量的碳氢化合物分子构成的矿物绝缘油。根据GB/T7252-2001《变压器油》的相关标准来看，我国变压器油按照低温性能划分，一般有10、25及45等三种，而且通过对斯奈德旧型号变压器油的更改，新型变压器油的氧化安定性相对更好，在绝缘、传热和消弧等方面的效果更为有效。一般认为，变压器内部的绝缘油及相关的有机绝缘材料发生改变，与变压器的热点故障、放电故障等有关，由此产生的低分子烃类气体、CO及CO2等会溶解到绝缘油当中，造成变压器油变质情况的发生。在取样时，可以按照以下内容进行：（1）在储油容器取样时，通常油样采集部位设定在污染可能性最大的部位；（2）在取样部位确定后，需要对用到的各种设备及装置进行检查，确保清洁、干燥，不会给油样造成污染；（3）采集过程中，应先打开用油设备的放油阀，并进行放油和清洗，再用少量油对取样瓶进行冲洗，完成后方可取样；其中，测绝缘强度用的取样瓶需要冲洗2~3次，而且如果检测发现环境湿度高于75%，则不宜取样；（4）通过溢流阀为色谱分析、微水分析等进行取样，取样时，需要先将放油阀打开，并进行放油和冲洗；再将塑料管接到阀口位置，打开油阀以使空气排出；完成后在取样瓶底部插入塑料管，让油从下至上溢出瓶口，排尽瓶壁附近的空气，再将塑料管拔出，盖好瓶盖，由此便可完成变压器绝缘油的取样工作。
2、变压器绝缘油检测项目
2.1油中水分测量
水分影响绝缘材料的老化速度和绝缘性能,若含水量过高,变压器绝缘油将发生乳化,从而丧失绝缘性能。因此,准确测量油中水分含量能够真实反应油的品质。目前,库伦法是最常用的油中含水量测试方法,测试仪器采用的是库伦法微量水测试仪,测试过程中采用1ml的注射器完成进样。若存有油样的玻璃针管带着三通阀,则可以将该1ml的注射器与三通阀Ⅱ的一端相连,旋转三通阀便可获取油样。若三通阀已经取出,则直接将该1ml的注射器针头插入玻璃针管的小胶头内进行取样。油样进样完成后,启动按钮,根据操作者设定的时间能够很快得到测试结果。
2.2油中含气测定及色谱分析
变压器绝缘油中的含气量是指溶解在油中的所有气体的总量,油中溶解的氧气是变压器绝缘油氧化老化的直接因素,同时还会加速固体绝缘材料的老化。当空气含量较高时,运行中易在油中形成气泡,导致局部放电,危害油和固体绝缘。另外,色谱分析是对溶解气体的组分进行定性定量分析,油中溶解的气体组分与内部故障性质有着对应的关系,通过判断油中的溶解气体的种类与含量的多少来判断变压器产品的故障类型及程度已是变压器行业界的普遍做法。检测前需将所取油样进行脱气处理,一般采用小容量注射器将氮气(或氩气)注入存有油样的的玻璃针管中,通过机械震荡仪将油样中溶解的气体置换出来。取得气样后就可用气象色谱仪对油中的含气量进行测定,同时也能分析出油中溶解气体组分的种类及含量。
3、绝缘油化验在大型变压器故障查处中的应用
3.1绝缘油化验分析方法
应用绝缘油化验分析方法时，需要对外状、颜色、机械杂质，以及水分、闪点和色谱等进行分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，利用色谱分析的最大优势在于能够预测和检测变压器的故障情况，而且不需要停电，只需提取变压器少量油量便可进行化验。在化验时，需要将油样中的气体脱出，并借助气相色谱仪对各气体成分进行分离和检测，完成后可由色谱数据处理机对其中的氢气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔，以及一氧化碳和二氧化碳等进行计算。
3.2特征气体法
变压器油大多采用矿物绝缘油，其主要成分是碳氢化合物，由于放电或过热可以使某些C－H键和C－C键断裂，断裂后这些自由基会重新结合形成氢气和低分子烃类气体，根据释放的能量不同产生的气体不同，乙烯一般在500℃下生成，乙炔一般在800℃－1200℃的下生成，因此，变压器在不同故障时放热能量不同产气体也不同，我们可以通过特征气体的含量来判断变压器的故障类型。通常变压器故障分为三种:过热、放电和受潮，各种故障产生的气体也各不相同。过热故障:油过热时产生气体主要是甲烷和乙烯，一般二者之和占总烃的80%以上，涉及到固体绝缘过热时除产生甲烷和乙烷外还会产生较多的一氧化碳和二氧化碳，且CO/CO2的比值会随过热温度升高而升高;放电故障:(1)电弧放电，主要特征气体为乙炔和氢气，其中乙炔占总烃的20%－70%，氢气占氢烃的30%－90%;(2)火花放电:主要特征气体为乙炔和氢气且总烃含量不会很高;(3)局部放电:主要特征气体为氢气和甲烷，其中氢气占氢烃的85%以上;受潮故障:主要特征气体为:氢气，受潮故障如不及早发现会发展成放电性故障。
3.3变压器故障的查处
以《变压器油中溶解气体分析和判断导则》为参考依据，对绝缘油中气体的含量进行分析，来识别以及判断变压器故障。需要安装可燃气体在线监测装置在变压器上，并且以因变压器绝缘油受热而分解出的可燃气体的含量为依据，当各种气体含量>150PPM警报线，要立刻停机，如果可燃气体的含量以10PPM/h速率进行增长，必须进行预警。三比值法可判别变压器故障的类型，根据几种类型的气体的比值对应的编码形成编码组，再对照变压器相应的故障性质以及类型，精确判断变压器故障类型。在变压器绝缘油总烃含量正常或者与不同时期的各项指标差别不大时，排除大型变压器在绕组匝间的短路、断股，导线电阻与接头接触不良、电流回路连接不当以及分接开关处接触不良等故障。用红外成像仪来对变压器的套管端部接头以及油箱表面温度进行检测，如在相同负荷条件下，它们的温度与正常运用的变压器相关部位温度没有太大出人，那么变压器300-700℃中温过热的故障可能存在，但是电流同路连接状况不良以及固体绝缘材料老化等故障不可能存在。
4、绝缘油化验分析在大型变压器故障查处中的应用实例
以某变电站的变压器故障查处情况为例，该变电站变压器A在正常运行过程中，在利用色谱分析法来对油样进行分析时，乙炔存在绝缘油中，利用可燃气体检测仪对乙炔进行检测时，发现该气体的含量以及增长速率均在可行范围之内，据此电力相关人员采用绝缘油化验分析法来进行检测，在11月5号时，变压器A箱油中的气体含量明显高于11月3号变压器中气体的含量。紧接着随着负荷的降低，变压器A箱油中产生的气体含量变化不显著，在此过程中，总炔虽然水平较低，但是仍然有乙炔气体形成。这时仅仅依靠分析比较各种气体的含量来对变压器故障情况进行识别是不可取的，因此，可以通过绝对的产气速率来对变压器的故障进行判断。此外，一氧化碳以及二氧化碳的含量并无显著变化，有两种可能:一是变压器中的绝缘材料所用不多;二是绝缘油中各种溶解气体的作用时间不长。根据C2H2气体较为稳定，那么大型变压器温度<800℃。变压器A故障原因是变压器多点接地或者变压器的铁心部分表面温度太高。经过实际检查发现变压器高压线圈的直流电阻出现短路，并且进一步探究得知套管与高压绕组连接不当。
5、结语
综上所述，大型变压器运行过程中可能会有多种故障，借助绝缘油化验分析法来对大型变压器中的故障进行判断以及识别，准确率高，极大节省检修的时间，从而整体上提高电力企业的经济效益。
参考文献
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[2]徐少杰.浅谈变压器绝缘油的简化分析判断[J].科学时代2014,24(23):418-419.
论文作者:曹茜,宋世超,韩旭,郭森森
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/4
标签：变压器论文; 气体论文; 故障论文; 绝缘油论文; 含量论文; 氢气论文; 乙炔论文; 《电力设备》2018年第1期论文;