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電氣設備內(nèi)部故障與油中特征氣體的關系

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充油電氣設備內(nèi)部故障模式主要是機械、熱和電三種類型，而又以后兩種為主，并且機械性故障常以熱的或電的故障形式表現(xiàn)出來。

表1－1 充油電氣設備故障類型的統(tǒng)計

故障類型	臺次	比率/（%）
過熱性故障	226	53
高能量放電故障	65	18.1
過熱兼高能放電故障	36	10.0
火花放電故障	25	7.0
受潮或局部放電	7	1.9

電弧放電的電弧電流大，變壓器主要分解出乙炔、氫及較少的甲烷；
    局部放電的電流較小，變壓器油主要分解出氫和甲烷；
    變壓器油過熱時分解出氫和甲烷、乙烯、丙烯等；
    紙和某些絕緣材料過熱時還分解出一氧化碳和二氧化碳等氣體。
    我國現(xiàn)行的《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》（DL/T22-2000），將不同故障類型產(chǎn)生的主要特征氣體和次要特征氣體歸納為表1－2。同時，通過對充油變壓器在運行中發(fā)生的大量事故的診斷和吊心檢驗，在表1－3和表1－4中列出了電力變壓器及其高壓引線套管內(nèi)的典型故障與故障類型的關系。

表1－2 充油電力變壓器不同故障類型產(chǎn)生的氣體

故障類型	主要氣體組分	次要氣體組分
油過熱	CH₄、C₂H₂	H₂、C₂H₆
油和紙過熱	CH₄、C₂H₄、CO、CO₂	H₂、C₂H₆
油紙絕緣中局部放電	H₂、CH₄、CO	C₂H₂、C₂H₆、CO₂
油中火花放電	H₂、C₂H₂	-
油中電弧	H₂、C₂H₂	CH₄、C₂H₄、C₂H₆
油和紙中電弧	H₂、C₂H₂、CO、CO₂	CH₄、C₂H₄、C₂H₆
注：進水受潮或油中氣泡可使氫含量升高

表1－3 充油電力變壓器的典型故障

故障類型	舉例
局部放電	由不完全津漬、高濕度的紙、油的過飽和，或空腔造成的充氣空腔中的局部放電，并導致形成X蠟
低能量放電	不良連接形成不同電位或懸浮電位造成的火花放電或電弧，可發(fā)生在屏蔽環(huán)、繞組中相鄰的線餅間或導體間，以及連線開焊處或鐵心的閉合回路中；夾件間、套管與箱壁、線圈內(nèi)的高壓的地端的放電；木質絕緣塊、絕緣構件膠合處，以及繞組墊塊的沿面放電；油擊穿、選擇開關的切斷電流等。
高能量放電	局部高能量或由短路造成的閃絡，沿面放電或電弧；低壓對地、接頭之間、線圈之間、套管與箱體之間、銅排與箱體之間、繞組與鐵芯之間的短路；環(huán)繞主磁通的兩個鄰近導體之間的放電；鐵芯的絕緣螺絲、固定鐵芯的金屬環(huán)之間的放電。
過熱t(yī)＜300℃	在救急情況下，變壓器超銘牌運行；繞組中油流被阻塞；在鐵軛夾件中的雜散磁通引起。
過熱300℃＜t＜700℃	螺栓連接處（特別是銅排）、滑動接觸面、選擇開關內(nèi)的接觸面（形成積碳），以及套管引線和電纜的連接接觸不良；鐵軛處夾件和螺栓之間、夾件和鐵芯疊片之間的環(huán)流，接地線中的環(huán)流，以及磁屏蔽上的不良焊點和夾件的環(huán)流；繞組中平行的相鄰導體之間的絕緣磨損。
過熱t(yī)＞700℃	油箱和鐵芯上的大的環(huán)流；油箱壁為補償?shù)拇艌鲞^高，形成一定的電流；鐵芯疊片之間的短路。

表1－4 充油變壓器套管的典型障故

故障類型	舉例
局部放電	紙受潮、不完全浸漬、油的過飽和、或紙被X蠟沉積物污染，造成充氣空腔中的局部放電。也可能在運輸期間把松散的絕緣紙弄皺、弄折，造成局部放電。
低能量放電	電容末屏連接不良引起的火花放電；靜電屏蔽連接線中的電弧；紙上有沿面放電。
高能量放電	在電容均壓金屬箔片間的短路，局部高電流密度熔化金屬箔片，但不會導致套管爆炸。
熱故障300℃＜t＜700℃	由于污染或不合理地選擇絕緣材料引起的高介損，從而造成紙絕緣中的環(huán)流，并造成熱崩潰；套管屏蔽間或高壓引線接觸不良，溫度由套管內(nèi)的導體傳出。