油色谱 - 图文 (3)

（2）绝对产气速率注意值： 2.2 相对产气速率

（1）定义：相对产气速率是每运行月（或折算到月），某种气体含量增加原有值的百分数的平均值。

（2）相对产气速率注意值：

相对产气速率可以用来判断充油电气设备内部潜伏性故障的发展趋势，总烃的相对产气速率大于 10 % 时应引起注意。对总烃起始含量很低的设备不宜采用此判据。

2.3 应用产气速率时的注意事项

当油中溶解气体含量达到注意值时，应同时注意产气速率。

短期内，各种气体含量迅速增加，但尚未超过注意值，也可判断设备内部有异常状况；

有的设备因某种原因使气体含量基值较高，超过了注意值，但增长低于产气速率注意值，仍可认为设备运行正常。

3 特征气体法 （1）在运用注意值初步判断变压器内部可能存在故障时，可进一步采用特征气体法对设备故障性质进行识别。

（2） 应用特征气体法判断时的注意事项

① 乙炔是区别过热和放电两种故障的主要指标。

但大部分过热故障，特别是出现高温热点时，也会产生少量乙炔，因此不能认为凡是有乙炔出现，都视为放电故障；

低能量的局部放电，并不产生乙炔或仅产生很少量的乙炔。 ② 氢气是油中发生放电分解的特征气体，但是氢气产生的原因很多，在识别故障性质时，要加以区分。

当氢气含量增大，而其他组分不增加时有可能是以下原因。 a、设备进水，水和铁发生化学反应产生氢气；

b、在较高电场强度作用下，水或气体分子分解产生氢气； c、由电晕作用产生氢气；

d、如果伴随着氢气含量超标，CO、CO2含量较大，可能是固体绝缘材料受潮后热老化所致。

③ 在正常情况下，变压器内部的绝缘油和固体绝缘材料在热和电的作用下，逐渐老化和受热分解，也会缓慢地产生少量的氢和低分子烃类，以及CO和CO2气体。识别故障性质时，要注意区分绝缘材料正常老化和设备故障产生的气体。

改良三比值法 4.1 编码规则

改良三比值法是采用五种气体的三对比值作为判断充油电气设备故障的方法。

4.2 应用原则

（1）只有在气体各组分含量或产气速率超过注意值，判断设备可能存在故障时，才能进一步用三比值法判断其故障的类型。对于气体含量正常的设备，比值没有意义。

（2）跟踪过程中应注意设备的结构与运行情况，尽量在相同负荷和温度下并在相同的位置取样。

（3）特征气体的比值，应在故障下不断产气的进程中进行监视才有意义。如果故障产气过程停止或设备已停运多时，将会使组分比值发生某些变化而带来判断误差。

（4）在连续跟踪时，如发现气体比值发生变化，可能有新故障叠加在原有故障上，为了得到新故障的比值，要从最后一次的分析结果中减去上一次的分析数据，并重新计算比值。

（5）由于溶解气体分析本身存在试验误差，导致气体比值存在某些不确定性，应注意分析数据的准确性。

5.2 比值判断法

（1） 关于CO和CO2的判据。

当怀疑设备固体绝缘材料老化时，一般CO2 /CO>7。 当怀疑故障涉及固体绝缘材料时（高于200℃），可能CO2 /CO<3。

必要时，应从最后一次的测试数据中减去上一次的测试数据，重新计算比值，以确定故障是否涉及了固体绝缘。

（2） O2/N2 比值。

在设备里，油中O2/N2的比值接近0.5。

运行中，由于油的氧化或纸的老化，这个比值可能降低，负荷和保护系统也可能影响比值。

当O2/N2 <0.3时，一般认为是氧被极度消耗。 （3） C2H2/H2 比值。

在电力变压器中，有载调压操作产生的气体与低能量放电的情况相符。假如有载调压油箱与主油箱相通，或各自的储油箱之间相通，有载调压油箱中的油中溶解气体可能污染主油箱的油，并导致误判断。

主油箱中C2H2/H2 >2，可认为有载调压污染，可利用比较主油箱和储油箱的油中溶解气体浓度来确定。

气体比值和乙炔浓度值遇有载调压的操作次数和产生污染的方式有关（通过油或气）。

6 平衡判据

在气体继电器中聚集有游离气体时，使用平衡判据进行判断。

当气体继电器发出信号时，除应立即取气体继电器中的游离气体进行气相色谱分析外，还应同时取油样进行溶解气体分析，并比较油中溶解气体与继电器中的游离气体浓度，以判断游离气体与溶解气体是否处于平衡状态。

6.1 故障的产气速率和故障能量的关系

①对于能量较低，气体释放缓慢的故障（如低温热点或局部放电），所产生的气体大部分溶解于油中，就整体而言，基本处于平衡状态。

②对于能量较大（如铁芯过热），造成故障气体释放较快，当产气速率大于溶解速率时，可能形成气泡。气泡在上升的过程中，一部分气体溶解于油中（并与已溶解于油中的气体进行交换），改变了所生成气体的组分和含量。未溶解的气体和油中被置换出来的气体，最终进入继电器而积累下来。

③对于有高能量的电弧性放电故障，大量气体迅速生成，所形成的大量气泡迅速上升

并聚集在继电器中，引起继电器报警。

这些气体几乎没有机会与油中溶解气体进行交换，因而远没有达到平衡。如果长时间留在继电器中，某些组分，特别是电弧性故障产生的乙炔，很容易溶于油中，而改变继电器里的游离气体组分，甚至导致错误的判断结果。

7 潜伏性故障判断案例 7.1 铁芯多点接地故障

（1）铁芯多点接地故障，油中溶解气体的组分具有以下特征： ①总烃含量超过规定的注意值，其中乙烯和甲烷比重较大，乙炔含量低或没有变化，即达不到导则规定的注意值；CO变化很少或不变，但有时色谱分析中出现乙炔时，可能反映间歇型接地故障。

②总烃产气速率常超过注意值，其中乙烯产气速率急剧上升。 ③改良三比值编码022，为高温过热（高于700℃）故障。 （2）铁芯多点接地故障案例。

7.2 有载开关绝缘筒与变压器本体渗漏

（1）有载开关绝缘筒的油渗漏到变压器本体，油中溶解气体的组分具有以下特征： ① 乙炔含量超出注意值，且乙炔含量不断增长。 ② 三比值法显示具有低能量放电特征。 ③ CO、CO2无明显变化。

（2）有载开关绝缘筒的油渗漏到变压器本体的故障案例：

2 判断设备故的步骤 2.1 故障的识别

依据标准或规程规定，对运行设备进行周期性检测。对设备油中溶解气体进行多次分析得到的数据，通过比较注意值、考查产气速率和调查设备状况，判明设备有无故障。 （1）比较特征气体含量是否超过注意值。

按照设备投运前、运行中分两类进行分析判断，超过注意值者应查明原因。 （2）考查特征气体的产气速率是否超过注意值。

考查特征气体的产气速率不仅可以进一步确认有无故障，还可以对故障性质做出初步的估计。

对于短期内特征气体含量增长迅速但尚未超过注意值的设备，可判断为内部有异常状况；

对于设备因某种原因，气体含量基值较高，超过特征气体含量注意值，但增长速率低于产气速率注意值的设备，仍可判断为正常。 2.2 故障性质、故障严重程度与发展趋势判断

（1）当确认设备内部存在故障时，应根据油中溶解气体组分含量大小，选择改良三比值法或溶解气体分析解释简表、特征气体法及CO、CO2气体分析等适宜的方法进一步判断故障性质。

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