充油型互感器油溶解氣體的研究分析

汪康　程方曉

摘要：本文針對充油型互感器油中溶解氣體異常進行了全面分析。通過分析指出：油中溶解氣體異常分別由電氣故障和非電氣故障兩種原因所致，并給出了相應的解決方法。通過分析油溶解氣體，能夠發(fā)現(xiàn)機器里面是不是有著危害機器設備安全運行的電氣問題，這樣就能夠保證電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作。

關鍵詞：互感器;油中溶解氣體;故障診斷

充油型電流互感器是電力系統(tǒng)中應用較多的一種電氣設備。然而依照最近幾年的監(jiān)督信息發(fā)現(xiàn)66kV與220kV充油型電流互感器因為油中燃解氣體的存在而會發(fā)生故障事件。溶解氣體的特性是：單值H2高;H2及CH4高（CH4占總烴主要成分）;存在單值C2H2;有單值CH4。這里面的色譜信息應當提升相應的科技監(jiān)管力度，并需要對幾十個電流互感器件進行更新。一些電流互感器利用色譜探究、光譜成像等模式來找到了運行中的問題。運行時候的電流互感器有時候不得不停止運作，對于電力系統(tǒng)的正常運轉產(chǎn)生了很負面的影響。所以，探究油中異常溶解氣體發(fā)生的原因，排查電氣設備是不是存在安全問題，對于機器設備的安全運行情況以及電氣設備的安全運作十分關鍵。

1充油型互感器油中單值H2高

最近幾年的探究發(fā)現(xiàn)油色譜不正常的互感器里面的單值H2占據(jù)很高的比重?？偟膩矸治?，出現(xiàn)這種問題的互感器一般都不是因為機器里面的電氣問題導致的，發(fā)生這種情況的原因一般是因為制造商使用了很多不適宜的材料與方法。但是根據(jù)有關資料發(fā)現(xiàn)，這樣的單值H2的數(shù)值只需要低于500ìL/L，機器設備還是能夠正常運作。

1.1油箱鍍鋅造成非電氣原因產(chǎn)生H2

為了能夠不讓電流互感器里面的油箱發(fā)生腐蝕的情況，過去許多制造商都使用了油箱熱鍍鋅的方式，在實際的工業(yè)運作中發(fā)現(xiàn)了很多單值H2高的互感器都采用了這種制造方式。為了進一步表明熱鍍鋅油箱確實能夠制造出H2，本實驗對熱鍍鋅互感器油箱開展了實驗，將充滿油料的油箱使用浸泡的模式放置。在五十七天以后發(fā)現(xiàn)H2由6ìL/L升至336ìL/L，70天左右變化趨于平緩并已基本穩(wěn)定。根據(jù)實驗結果也能夠發(fā)現(xiàn)：該類型的油箱能夠讓互感器油里面生成單值的H2。許多互感器的生產(chǎn)制造企業(yè)曾經(jīng)在部分新產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，這類產(chǎn)品保存了一段時間就會產(chǎn)生單值H2，這也被認為是非電氣問題所產(chǎn)生的油中溶解氣體不正常的一種經(jīng)典情形。這種情況下還有一個特點就是整批出現(xiàn)油中H2含量超標的情形。工作人員還曾經(jīng)指出機器在剛剛運行的時候H2的含量并不高，但是在運作部分時間以后的H2含量就會顯著提升。經(jīng)過相應的探究之后發(fā)現(xiàn)：生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的這些機器設備在出廠之前就已經(jīng)知道油里面包含H2，為了讓這些機器設備能夠迎合國家有關部門的要求，必須要在機器設備出廠之前過濾H2，所以油箱里面需要涂上一層絕緣漆。

1.2其他非電氣原因產(chǎn)生的H2高

互感器金屬一些器件脫氫不夠完全，這也讓機器設備在運營以后的H2的含量會提升。如果不銹鋼金屬膨脹器的脫氫不理想，在正式運營以后在油料的影響下，其就會逐步發(fā)揮;二次線圈使用的為舊鐵芯，這也能夠制造出H2;油箱里面的涂漆干燥不理想也會導致H2的生成。這些原因所造成的H2含量一般都不高于500ìL/L。盡管非電氣問題所制造的部分H2含量不高，不會對機器裝置的運行產(chǎn)生明顯的負面作用，但其會對色譜監(jiān)測機器故障的工作產(chǎn)生負面的影響。

2充油型互感器油中單值CH4高

根據(jù)工作經(jīng)驗和實驗室里面的實驗論證能夠發(fā)現(xiàn)：互感器里面的單值CH4高不是因為里面電氣問題所導致的。

2.1丁晴橡膠、絕緣漆造成油中單值CH4增高

一種為利用橡膠墊所導致的，比如丁晴橡膠就能夠把本身所包含的CH4發(fā)揮中油里面，還有一種為絕緣漆所導致的，比如在互感器不通上電的情況中給絕緣支架噴上絕緣清漆，等到這種絕緣清漆干燥以后再置于油箱里，等到21天以后，油里面的CH4的數(shù)值會從0.8ìL/L漲到36ìL/L。所以人們所發(fā)現(xiàn)的互感器油里面的單值CH4含量高并非電氣問題所導致的。針對這方面的問題，利用對實際機器裝置的色譜跟蹤實驗能夠看出其中的奧妙，單值的CH4高的機器裝置經(jīng)過多年的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)其數(shù)值保持恒定，并不隨著時間的流逝而提升。

2.2電氣故障導致H2伴隨CH4高

互感器油中H2隨著CH4高總的來說可以分成兩大類型：第一種類型是這兩種氣體共同產(chǎn)生，并且在跟蹤實驗里面也沒有保持持續(xù)提升的態(tài)勢，并且一直保持在特定的數(shù)值范圍中，比如H2保持在150ìL/L上下，產(chǎn)生這種現(xiàn)狀的原因可能是器件的加工方式何材料所導致，可以先開展脫漆處理，然后再開展油色譜監(jiān)測。還有一種類型是：在跟蹤實驗里面互感器油里面的氣體保持持續(xù)的提升，在H2超過500ìL/L的時候，CH4的含量也一直在提升并且生成少量的C2H2。這樣的情形的特征是：如果H2超過了500ìL/L，氣體的增加速率也會很高，比如現(xiàn)場運作的一臺電流互感器里面的H2由500ìL/L增加到20000ìL/L僅僅用了不到三個月，這種情況設備應及時退出運行。否則會故障乃至爆炸燒損。當設備中的H2超過5000ìL/L以上時，故障設備返廠解體時能找到故障點。

3結論

對于充油型互感器油溶解氣體異常，總的來說能夠劃分成電氣與非電氣這兩大因素。電氣故障一般導致H2伴隨CH4高。而非電氣故障一般導致單值H2和單值CH4的增加。鍍鋅油箱、金屬膨脹器等會造成非電氣原因產(chǎn)生H2，丁晴橡膠和絕緣漆會讓非電氣因素生成CH4。因此，通過分析油中溶解的H2和CH4含量，即可判斷設備的安全性和運行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。

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作者簡介：程方曉（1969-），女，漢族，吉林長春人，博士，教授，導師。