變壓器油色譜分析的意義及油取樣要求

絕緣油、紙熱解產氣的理化過程變壓器的絕緣材料主要是油、紙組合絕緣，變壓器內部潛伏性故障產生的氣體主要是來源于油和紙的熱裂解。熱解產氣特征與材料的化學結構有著密切的關系，礦物質絕緣油的化學組成是石油烴類;絕緣紙的化學成分是纖維素。

在它們的分子結構上有不同類型的化學鍵，鍵能越高，分子越穩定，由于具有不同化學鍵結構的碳氫化合物分子在高溫下的不同穩定性,因此需要了解一下絕緣油熱裂解產氣的一般規律，即產生的烴類氣體的不飽和度是隨裂解能量密度(溫度)的增加而增加的。隨著熱裂解溫度增高的過程裂解的順序是：烴-烯烴-炔烴-焦炭。

不同性質的故障，產生氣體組份的特征不一樣，例如局部放電時產生氫;較高溫度過熱時產生甲烷與乙烯，當嚴重過熱時也會產生少量的乙炔;電弧故障時產生乙炔和氫氣。

另外，不同性質和不同能源大小的故障，產氣量和產氣速度也不一樣。初始階段的潛伏性故障產氣少，產氣速度慢;故障源溫度高、面積大的故障產氣多、產氣速度快。要明白這個道理，必須對絕緣油、紙在故障下熱裂解產氣的化學原理有一個基本了解，這對我們分析和判斷變壓器類設備的故障有所幫助。

絕緣油、紙熱裂解產氣過程所涉及的化學原理主要有：絕緣油、紙的化學結構，熱解產氣過程的化學反應及其熱力動力學。當然還涉及到其他理、化機理如氣體的析氣、溶解和擴散作用等問題。

變壓器內部故障，主要是局部過熱和局部放電。這些故障都會使故障點周圍的絕緣油和固體絕緣材料氧化分解而產生氣體,這些氣體大部分溶解于絕緣油中或懸浮在絕緣材料的氣隙中。油的色譜分析法就是對運行中油樣進行溶解氣體的成分及含量的分析，根據其氣體成份及含量判斷變壓器的潛伏性故障及其性質，從而采取有效措施，將各種隱患消滅在萌芽狀態之中，從而預防重大事故的發生。

運行經驗及有關資料表明，對變壓器油進行氣相色譜分析，就要對運行中的變壓器內部可能有局部過熱或局部放電兩種形式的故障進行分析,來判斷變壓器內存在潛伏故障的性質和嚴重性?！蹲儔浩饔椭腥芙鈿怏w分析和判斷導則》規定：對于高電壓、大容量的電力變壓器及高壓互感器在投運前應進行絕緣油的氣相色譜分析。

因此，我們在新、擴建的變電站，在設備投入運行前都要進行油的氣相色譜分析,并且在運行中要定期對變壓器、互感器中的絕緣油進行氣相色譜分析，以便及時發現和解決問題。

油樣的提取

在對變壓器油中溶解氣體進行色譜分析時，至關重要的一步是取油樣，所取油樣要有足夠代表性，如何取樣才不致于使油中溶解氣體散失理想的取樣應滿足以下條件。

(1)所使用的玻璃注射器嚴密性要好。

(2)取樣時能完全隔絕空氣，取樣后不要向外跑氣或吸入空氣。

(3)材質化學性穩定且不易破損，便于保存和運輸。

(4)實際取油樣時，一般選用容積為100ml全玻璃注射器。

(5)取樣前將注射器清洗干凈并烘干，注射器芯塞應能自由滑動，無卡澀。

(6)應從設備底部的取樣閥放油取樣。

(7)取樣閥中的殘存油應盡量排除，閥體周圍污物擦干凈。

(8)取樣連接方式可靠，連接系統無漏油或漏氣缺陷。

(9)取樣前應設法將取樣容器和連接系統中的空氣排盡。

(10)取樣過程中，油樣應平緩流入容器，不產生沖擊、飛濺或起泡沫.

(11)取完油樣后，先關閉放油閥門，取下注射器，并封閉端口，貼上標簽，盡快進行色譜分析。

油中氣體成份的分析判斷氣相色譜法檢測變壓器故障在判斷上的首要任務是判明故障的性質類型:是過熱性故障還是放電性故障，故障的大體部位是在裸金屬還是介入了固體絕緣。通過前述對絕緣油、紙熱解產氣化學原理的討論，我們知道故障源的局部能量密度(或溫度)與產生烴類氣體的不飽和度之間有密切的關系，即由故障產氣的組份特征便能判斷故障的性質。

因此采用氣體特征判斷法是比較簡便的，它對實際判明故障的大體性質很有幫助。變壓器正常運行時，絕緣油和固體絕緣材料在電磁場和溫度的作用下，會逐步氧化分解，產生微量的氫(H2)、低分子烴類氣體和碳的氧化物等氣體。氣相色譜分析就是根據上述氣體在絕緣油中含量的多少，來判斷其故障類型。變壓器內部故障大體上可歸納為過熱性故障和放電性故障兩大類。
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