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電氣設備內部故障與油中特征氣體的關系

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充油電氣設備內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出來。

表1－1 充油電氣設備故障類型的統計

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，可發生在屏蔽環、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、固定鐵芯的金屬環之間的放電。
過熱t＜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流，接地線中的環流，以及磁屏蔽上的不良焊點和夾件的環流；繞組中平行的相鄰導體之間的絕緣磨損。
過熱t＞700℃	油箱和鐵芯上的大的環流；油箱壁為補償的磁場過高，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，溫度由套管內的導體傳出。