关于新投入的变压器其油中的金属材料吸藏气体和放出气体作用的研究

1.前言当油浸式变压器内部发生局部过热及局部放电时,绝缘油和绝缘纸等就要分解产生H_2、CC、CO_2,和低分子炭氢化合物等气体,这些气体在油中呈溶解状态。这时,由于变压器内发生异常现象的类型不同,在某种程度上也就决定了以H_2、C_2H_2、CH_4和C_2H_4等为主体的特有气体成分类型和含量。因此,变压器的正常运行与否,可以从变压器油中溶存的气体含量及其组成比例来判断,这是目前的趋向。而油中气体     

不同放电能量下酯类绝缘油的产气差异性分析EI北大核心CSCD

酯类绝缘油作为一种环境友好型绝缘液,在电力变压器中的应用越来越广泛。但不同酯类绝缘油的理化、电气特性具有显著的差异,在相同故障下其产气规律也有一定的区别。该文以天然酯、改性酯以及合成酯为研究对象,研究其在不同放电能量下的产气规律与产气差异,并将特征气体含量与放电能量进行关联性分析。结果表明,不同酯类绝缘油的产气规律具有一定差异,天然酯绝缘油易产生更多的H_(2)和C_(2)H_(6),改性酯和合成酯绝缘油易产生较多的C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2),绝缘油的分子结构和特征气体的溶解特性差异是影响油中溶解气体的主要原因;随着放电能量的增加,H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(6)占比呈现下降趋势,C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)以及CO占比呈现上升趋势;通过特征气体的单位焦耳产气量、C_(2)H_(2)/H_(2)比值以及CO含量可以定性判断放电故障的严重程度。结果可为酯类绝缘油变压器的状态诊断提供参考。     

天然酯绝缘油在油纸界面放电故障条件下的分解产气特性研究

选取菜籽基天然酯绝缘油与矿物绝缘油及两种绝缘油的油浸纸板为研究对象,开展纯油击穿与油纸沿面闪络两种类型的放电故障试验,通过油中溶解气体分析方法研究故障后两种绝缘油产生的油中溶解气体类型与含量,并对比分析两种绝缘油产气特性差异及油纸界面对产气特性的影响。结果表明:在击穿类型放电故障条件下,两种绝缘油产生的溶解故障特征气体类型相同,均为CH_4、C_2H4_、C_2H_6、C_2H_2、H_2、CO、CO_2;相同故障条件下,天然酯绝缘油相较于矿物绝缘油会产生更多的CO;当放电故障发生在油纸界面处时,两种绝缘油中的故障产气量增多,且CO的含量占比上升。     

交直流复合电压下油纸绝缘典型缺陷产气特性

目前国内换流变压器依旧使用改良三比值法进行故障诊断,而改良三比值法未考虑交直流复合电压下油纸绝缘局部放电产气特性,但直流电压的加入是否会导致油纸绝缘产气特性变化,影响故障诊断结果还需进一步确认。针对该问题搭建了模拟换流变压器实际运行工况的平台并进行试验。试验分别在交流电压和不同比例交直流复合电压下,采用柱板、匝间、气隙和沿面4种典型放电模型,对油纸绝缘局部放电油中溶解气体进行了研究。研究结果表明:直流电压的加入,柱板放电模型的H_2含量最大降低97.2%,C_2H_2和总烃含量最大增加分别为499.4%和150%;匝间放电模型的H_2、C_2H_2和总烃含量最大增加分别为1620%、982%和102%;气隙放电模型C_2H_2气体含量最大减小100%;沿面放电模型总烃气体含量最大增加219%。随着直流电压比例的增加,同样油纸绝缘临近击穿的条件下,改良三比值诊断结果由电弧放电变为低能放电。因此,直流电压的引入改变了油纸绝缘产气特性,改良三比值法在用于交直流复合电压下故障诊断时可能出现误诊断的情况。     

分析溶于油中的气体探测变压器故障的经验

在电力变压器中发生故障时,会引起局部温升;而在高温下绝缘油则被分解,从而产生气体,其成份与故障之种类或性质、故障之强弱及其延续时间有关.分析溶于油中之气体时可显示气体组份的变化并能发现变压器之潜伏性故障,亦能跟踪探测故障之发展并制定出变压器的检修计划.发展中之故障有:①载流导体联结部份和结构部件过热;②固体绝缘材料过热并加速老化;③局部放电.     

油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电特性与产气规律研究

为研究油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电特性及其产气规律,构建了油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电模型,采用逐步升压法及恒压法,进行了多次试验,采集放电过程中局部放电信号并进行统计特征分析,同时取油样进行油中溶解气体分析。研究结果表明,根据局部放电统计特征量,可把油浸式高压并联电抗器匝间绝缘在局部放电加速劣化下绝缘缺陷发展过程分为起始放电阶段、放电发展阶段及邻近击穿阶段;油浸式高压并联电抗器匝间绝缘局部放电产生的主要特征气体为H_2、CO和CH_4,而C_2H_2、C_2H_4及C_2H_6含量较少;在整个绝缘缺陷发展过程中,各种特征气体含量均呈现增加的趋势,且在临近击穿阶段,H_2、CO和CH_4产气含量迅速增加。实际运行过程中,通过持续的局部放电及油中溶解气体监测确定缺陷发展阶段,可为高压并联电抗器运维提供有力的参考依据。     

变压器油中气体的连续监测日本近年来用高分子膜作为分离油中气体的研究工作一览

一、前言现在广泛采用分析油中溶解气体的方法来作为检测变压器内部有无故障的手段。分析油中气体,根据产生的气体量判断变压器有无故障、根据气体成份的比例判断故障的类型,已成为变压器安全运行上不可缺少的技术。变压器内部故障不论放电或过热,H_2是绝缘油分解产生的气体中的主要成份之一,因此测定H_2就可以判别变压器内部有无故障。利用高分子膜具有的透气性可以把H_2从油中分离出来,聚酰亚胺薄膜就能用于这种目的。实践证明采用对H_2特别敏感的气敏元件测定H_2含     

三元混合绝缘油热裂解过程与产气特性

从绝缘油物质成分原子水平研究揭示绝缘油的热裂解产气机制，是科学指导基于油中溶解气体实现变压器故障诊断的关键。基于反应分子动力学对三元混合绝缘油中不同物质成分的单分子、多分子和混合油体系的热裂解动力学过程进行仿真模拟，研究分析了矿物油、天然酯和改性天然酯中不同类型油品分子的热裂解路径及产气行为，以及三元混合绝缘油的热裂解产气特性，并通过油品过热产气试验验证了仿真结果。结果表明：矿物油、天然酯和改性天然酯分子在热应力下会通过解环、脱羧与脱羰等反应转化为链状烃，再逐步裂解为烃类气体小分子；当油品分子体系增大时，分子热裂解方式与油品单分子相同，但其热裂解反应进程会加快。三元混合绝缘油热裂解仿真结果表明，其在低温过热时油中CO₂含量最高，中温过热时油中H₂和烃类气体含量增加，高温过热时油中C₂H₂含量增加，C₂H₄、C₂H₆含量增加显著，该油品过热产气试验结果与仿真结果一致。该成果可为基于油中特征气体分析实现三元混合绝缘油...     

原子吸收法测定变压器油中金属判断故障部位

一、前言变压器内部发生故障时,会使绝缘油热解产生H_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2等气体,同时还会有一些金属材料如铜、铁、铅等颗粒或离子在高温作用下悬浮(或溶解)在石油中。通常,用气相色谱法分析变压器油中的气体来检测变压器内部故     

真空有载分接开关油中溶解气体限值研究与应用

针对真空有载分接开关绝缘油中检出的放电或过热性特征气体含量限值国内尚无判断依据的问题,应用四分位算法对206台在运真空有载分接开关的绝缘油进行了分析,得到了绝缘油中溶解的各特征气体体积分数限值的参考值,即H_2为263.5×10~(-6)、CH_4为275.3×10~(-6)、C_2H_6为3.0×10~(-6)、C_2H_413.4×10~(-6)、C_2H_2为9.6×10~(-6)。在某台真空有载分接开关上的实际应用结果表明,该限值能够有效指导现场检修工作。     

基于ReaxFF场的矿物绝缘油热解分子动力学模拟

热故障是影响充油设备安全运行的重要因素,基于Reax FF力场的分子动力学模拟方法建立了含有30个分子的矿物绝缘油仿真模型,深入研究了不同温度下矿物绝缘油的动态热解过程和产气规律。通过Reactive-MD-analysis识别模块对矿物绝缘油热解产物的识别和统计,结合仿真的动态图像分析了矿物油的微观反应过程,得出矿物油热解的主要反应路径以及小分子气体的生成路径。同时重点分析了温度对热解微观过程的影响,结果表明：中温下大分子烃自由基的β–C断裂造成C_2H_4气体的大量产生;高温下C_3H_8、C_2H_6和C_2H_4的继续分解造成C_2H_6和C_2H_4气体的相继减少以及H_2、CH_4和C_2H_2气体的不断增多。通过与热重实验结果的对比,验证了仿真结果的合理性,说明ReaxFF反应动力学模拟为从分子上研究矿物绝缘油的热解提供了一种有效的途径。     

一起110kV变压器油总烃超标故障的诊断与处理

正变压器油是油浸式变压器的主要绝缘介质,它除了起绝缘和冷却作用外,还是变压器内部缺陷信息的载体,对变压器油中溶解气体的色谱分析可以发现变压器的潜伏性故障。变压器局部过热和局部放电会引起变压器油和固体绝缘的裂解,从而产生气体。产生的气体量随着故障点能量密度值的增加而增加,当油中特征气体含量超出规定的注意值时,应进行追踪分析,采用特征气体判断法可初步确定故障的性质和类型。1故障实例     

基于氦等离子体离子化的变压器油中气体检测方法

针对现有油中气体在线监测装置因测量精度低、检测数据重复性差等劣势而难以满足现场可靠跟踪分析变压器油中气体变化的问题,提出了一种基于氦等离子体离子化的变压器油中气体检测方法,实现了变压器的在线监测。该技术采用双极放电电子捕获气体检测原理,基于此研制了一种新型油中气体在线监测装置。将该监测装置安装在现场变压器上并运行,对油中H_2、CO、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO_2等气体进行监测和分析。现场数据表明,该装置运行稳定,在线监测数据与离线检测数据基本相符,且测量精度、重复性满足工程应用的要求。     

电力变压器用天然酯绝缘油中特征气体溶解特性

为了探索适用于天然酯绝缘油的油中溶解气体分析方法(DGA),需要研究特征气体在天然酯绝缘油中的溶解特性。以FR3~?绝缘油、精炼大豆绝缘油和甲酯化菜籽绝缘油等天然酯绝缘油为研究对象,以25号矿物绝缘油为参照,测定了温度为30~70℃时H_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6、C_2H_2等7种故障诊断特征气体在4种绝缘油中的Ostwald平衡常数(K)。通过对K和温度(θ)的拟合,得到7种特征气体在4种绝缘油中的28组K-θ模型方程,该方程可以推算其他温度下任意特征气体在绝缘油中的K。通过各特征气体在同一种绝缘油中K-θ变化曲线对比发现:4种绝缘油中烃类气体的溶解度大小顺序为:K(C_2H_6)K(C_2H_4)≈K(C_2H_2)K(CH_4);非烃类气体溶解度大小顺序为:K(CO_2)K(CO)K(H_2)。     

油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性

为了研究油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性,基于油纸绝缘气隙放电模型,利用恒压法进行了36 h的气隙放电发展特性试验。计算了不同放电时刻最大放电能量和平均放电能量的幅值,引入放电重复率并提出每秒平均放电能量这一新特征量,分析结果表明每秒平均放电能量能够很好地表征局部放电的放电发展特性。另一方面,提取H_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2和CO作为变压器油中溶解特征气体,对这6种特征气体的体积分数与每秒平均放电能量的相关性进行分析,结果表明:在油纸绝缘气隙放电过程中H_2的体积分数与每秒平均放电能量的相关性最高,其次为CO和CH_4,用这3种气体体积分数的变化可以大致反映出每秒平均放电能量的变化规律。     

140℃与常温条件下油纸绝缘沿面放电产气特性

基于油纸绝缘柱板沿面放电模型,在实验室开展140℃与常温下油纸绝缘局部放电试验,研究油纸绝缘特征参量的变化规律,并结合Ansoft电场仿真分析高温下沿面放电机理。结果表明:在140℃下沿面放电的耗氧量与产气量均比常温下的高,而局部放电特征气体C_2H_2的含量差异不大,气体含量变化从大到小依次为H_2、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、O_2、CH_4、CO、CO_2。在140℃下沿面放电发展过程中,绝缘油体积电阻率呈下降趋势,而常温下变化不明显,两种条件下油的介质损耗均呈波动上升趋势。由于高温会使高压电极与油纸交界的三角区域附着气泡,从而导致电场畸变,使得油纸绝缘的沿面放电起始电压从17.2 k V降为2.1 k V。     

变压器油中气体在线监测技术的应用

当变压器内部产生过热或放电时,产生的能量足以使所在部位的绝缘油或绝缘纸的分子链裂解,产生不同的气体小分子。气体小分子随即溶解于油中,并随着油流的循环,扩散到变压器的各部位。产生气体分子的数量取决于过热或放电的严重程度和演变速度。     

变压器过热性缺陷与绝缘油中气体色谱的关系

变压器过热性缺陷与绝缘油中气体色谱的关系华北电力科学研究院（北京１０００４５）孙维本定期进行变压器油中气体的色谱分析，是发现变压器内部过热、放电性故障非常有效的方法。该法近几年来越来越受到重视。一般来讲，变压器导电、导磁回路存在缺陷，便会引起变压器油...     

500kV变压器油中含气量超标的原因分析及预控措施

0 引言 变压器油中含气量指的是溶解在绝缘油中的气体总量,包括:N2、O2、C O、C O2、H2及烃类气体,用体积百分数表示.含气量超标将会降低油耐压,加速油老化,严重时可能导致气泡放电,甚至绝缘击穿.因此,它是变压器油是否合格的重要参数之一,必须严格限制变压器油中的气体含量.此外,含气量也被广泛用于检修质量、设备密...     

变压器固体绝缘的劣化与CO和CO_2含量的关系

正1引言变压器油是一种绝缘性能良好也较易储存的液体绝缘材料。在变压器中,绝缘油是主要绝缘和冷却介质。当变压器内部出现故障时,油中将裂解出一些可燃气体,甚至固体绝缘老化时本身也分离出CO和CO2,其将被油所溶解,因此油的质量直接影响整个变压器的绝缘性能和寿命。研究绝缘油中各种气体含量即可了解变压器的运行状况。