變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則DLT722-2023年

變壓器油中溶解氣體分析和推斷DL--T722—2023變壓器油中溶解氣體分析和推斷導(dǎo)則11規(guī)程IEC567—1992 從充油電氣設(shè)備取氣樣和油樣及分析游離氣體和溶解氣體的導(dǎo)則IEC60599—1999 備溶解氣體和游離氣體分析的解釋導(dǎo)則定義本導(dǎo)則承受以下定義。特征氣體 characteristicgases對推斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障有價(jià)值的氣體，即氫氣(H2)(CH4)(C2H6)(C2H4)(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)?？偀N totalhydrocarbon1烴類氣體含量的總和，即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔含量的總和。游離氣體 freegases非溶解于油中的氣體。產(chǎn)氣原理絕緣油的分解絕緣油是由很多不同分子量的碳?xì)浠衔锓諧H

*、CH2*3CH*C—C鍵鍵合在一起。由電或C—HC—C鍵斷裂，伴隨生成少量活潑的氫原子和不穩(wěn)定的碳?xì)浠衔锏淖杂苫@些氫原子或自由基通過簡單的化學(xué)反響快速重化合，形成氫氣和低分子烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔?X-蠟)當(dāng)故障能量較大時(shí)，也可能聚攏成游離氣體。碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔锟沙练e在設(shè)備的內(nèi)部。低能量故障，如局部放電，通過離子反響促使C—H鍵(338kJ／mol)斷裂，主要重化合C—C鍵的斷裂需要較高的溫度(較多的能量)，然后快速以C—C鍵(607kJ／mol)C＝C鍵(720kJ／mol)和C≡C鍵(960kJ／mol)的形式重化合成烴類氣體，依次需要越來越高的溫度和越來越多的能量。2乙烯是在高于甲烷和乙烷的溫度(大約為500℃)下生成的(雖然在較低的溫度時(shí)也有少量生成)。乙炔一般在800℃～1200降低時(shí)，反響快速被抑制，作為重化合的穩(wěn)定產(chǎn)物而積存。因此，大量乙炔是在電弧的弧道中產(chǎn)生的。(低于800℃)也會(huì)有少量乙炔生成。2COCO2，COCO2能長期積存，成為數(shù)量顯著的特征氣體。油碳化生成碳粒的溫度在500℃～800℃。哈斯特(Halsterd)用熱動(dòng)力學(xué)平衡理論計(jì)算出在熱平衡狀態(tài)下形成的氣體與溫度的關(guān)系。熱平衡下C(提示的附錄)。固體絕緣材料的分解C—O鍵及葡萄糖甙鍵，它們的熱穩(wěn)定性比油中的碳?xì)滏I要弱，并能在較低的溫度下重化合。聚合物裂解的有效溫度高于105℃，完全裂解和碳化高于30022

及少量烴類氣體和呋喃化合物，同時(shí)2油被氧化。COCO2

的形成不僅隨溫度而且隨油中氧的含量和紙的濕度增加而增加。1。不斷地溶解在油中。這些故障氣體的組成和含量與故障的類型及其嚴(yán)峻程度有3親熱關(guān)系。因此，分析溶解于油中的氣體，就能盡早覺察設(shè)備內(nèi)部存在的埋伏性故障，并可隨時(shí)監(jiān)視故障的進(jìn)展?fàn)顩r。故類障型主要?dú)怏w組分故類障型主要?dú)怏w組分次要?dú)怏w組分油過熱油和紙過CH，C4 2H4H，CH22 6熱CO242 4H，CH22 6油紙絕緣中局部放電油中火花放電油中電弧H，CH，CO24CHH2 22 62H，CH22 2H，CH22 2CHHH42 42 6油和紙中油和紙中電弧CO2H2，C2H2，CO，CHHH42 42 6注：進(jìn)水受潮或油中氣泡可能使氫含量上升(見4.3)。在變壓器里，當(dāng)產(chǎn)氣速率大于溶解速率時(shí)，會(huì)有一局部氣體進(jìn)入氣體繼電器或儲(chǔ)油柜中。當(dāng)變壓器的氣體繼電器內(nèi)消滅氣體時(shí)，分析其中的氣體，同樣有助于對設(shè)備的狀況做出推斷。氣體的其它來源成的，例如油中含有水，可以與鐵作用生成氫。過熱的鐵心層間油膜裂解也可生成氫。的不銹鋼中也可4中。特別是在溫度較高、油中有溶解氧時(shí)，設(shè)備中某些油漆(醇酸樹脂生成大量的氫。某些改型的聚酰亞胺型的絕緣材料也可生成某些氣體而溶解于油中。油在陽光照耀下也可以生成某些氣體。設(shè)備檢修時(shí)，暴露在空氣中的油可吸取空氣中的CO2等。這時(shí)，假設(shè)不真空濾油，則油中CO2的含量約為30μ／L與四周環(huán)境的空氣有關(guān))。另外，某些操作也可生成故障氣體，例如：有載調(diào)壓變壓器中切換開關(guān)油室的油向變壓器主油箱滲漏，或選擇開關(guān)在某個(gè)位置動(dòng)作時(shí)，懸浮電位放電的影響；設(shè)備曾經(jīng)有過故障，而故障排解后絕緣油未經(jīng)徹底脫氣，局部剩余氣體仍留在油中；設(shè)備油箱帶油補(bǔ)焊；原注入的油就含有某些氣體等。這些氣體的存在一般不影響設(shè)備的正常運(yùn)行。但當(dāng)利用氣體分析結(jié)果確定設(shè)備內(nèi)部是否存在故障及其嚴(yán)峻程度時(shí)，要留意加以區(qū)分。檢測周期投運(yùn)前的檢測按表2進(jìn)展定期檢測的設(shè)備及大修后的設(shè)備，投運(yùn)前應(yīng)至少作一次檢測。假設(shè)在現(xiàn)場進(jìn)展感應(yīng)耐壓和局部放電試驗(yàn)，則應(yīng)在試驗(yàn)后再作一次檢測。制造廠規(guī)定不取樣的全密封互感器不作檢測。投運(yùn)時(shí)的檢測按表2所規(guī)定的的或大修后的變壓器和51d(330kV及以上的變壓器和電抗器容量240MVA及以上 3個(gè)月一次全部發(fā)電廠升壓變壓器120MVA變壓器和電抗器容量240MVA及以上 3個(gè)月一次全部發(fā)電廠升壓變壓器2運(yùn)行中設(shè)備的定期檢測周期設(shè)備設(shè)備電壓等級和容檢 測 周名稱量 期330kV及以上容量120MVA及以上66kV及以上8MVA及以上1年一次66kV及以下自行規(guī)定8MVA以下互感器66kV及以上1年～3年一次套 管必要時(shí)220kV及以上220kV及以上6個(gè)月一次注：制造廠規(guī)定不取樣的全密封互感器，一般在保證期內(nèi)不做檢測。在超過保證期后，應(yīng)在不破壞密封的狀況下取樣分析。6運(yùn)行中設(shè)備的定期檢測周期按表2的規(guī)定進(jìn)行。特別狀況下的檢測當(dāng)設(shè)備消滅特別狀況時(shí)(如氣體繼電器動(dòng)作，受大電流沖擊或過勵(lì)磁等)，或?qū)y試結(jié)果有疑心時(shí)，應(yīng)馬上取油樣進(jìn)展檢測，并依據(jù)檢測出的氣體含量狀況，適當(dāng)縮短檢測周期。取樣從充油電氣設(shè)備中取油樣概述取樣部位應(yīng)留意所取的油樣能代表油箱本體的油。一般應(yīng)在設(shè)備下部的取樣閥門取油樣，在特別狀況下，可在不同的取樣部位取樣。取樣量，對大油量的變壓器、電抗器等可為50mL～80mL，對少油量的設(shè)備要盡量少取，以夠用為限。取油樣的容器器充有油樣時(shí)，芯子能按油體積隨溫度的變化自由滑動(dòng)，使內(nèi)外壓力平衡。取油樣的方法從設(shè)備中取油樣的全過程應(yīng)在全密封的狀態(tài)下進(jìn)展，油樣不得與空氣接觸。7能產(chǎn)生負(fù)壓的密封設(shè)備，制止在負(fù)壓下取樣，以防止負(fù)壓進(jìn)氣。7小嘴上接軟管。取樣前應(yīng)排解取樣管路中及取樣閥門內(nèi)的空氣和“死油”，所用的膠管應(yīng)盡可能的短，同時(shí)用設(shè)備本體的油沖洗管路(少油量設(shè)備可不進(jìn)展此步驟)。取油樣時(shí)油流應(yīng)平緩。1所示。按下述步驟取樣：將“死油”經(jīng)三通閥排掉；轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥使少量油進(jìn)入注射器；轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥并推壓注射器芯子，排解注射器內(nèi)的空氣和油；轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥使油樣在靜壓力作用下自動(dòng)進(jìn)入注射器(不應(yīng)拉注射器芯子，以免吸入空氣或?qū)?油樣脫氣)。當(dāng)取到足夠的油樣時(shí)，關(guān)閉三通閥和取樣閥，取下注射器，用小膠頭封閉注射器(盡量排盡小膠頭內(nèi)的空氣)。整個(gè)操作過程應(yīng)特別留意保持注射器芯子的干凈，以免卡澀。81—連接軟管；2—三通閥；3—注射器(a)沖洗連接收路；(b)沖洗注射器；排空注射器；(d)取樣；(e)取下注射器圖1 用注射器取樣示意圖從氣體繼電器放氣嘴取氣樣概述色譜分析。這些氣體的組分和含量是推斷設(shè)備是否存在故障及故障性質(zhì)的重要依據(jù)之一。為削減不同組分有不同回溶率的影響，必需在盡可能短的時(shí)間內(nèi)取出氣樣，并盡快進(jìn)展分析。取氣樣的容器應(yīng)用設(shè)備本體油潤濕注射器，以保證注射器滑潤和密封。取氣樣的方法取氣樣時(shí)應(yīng)在氣體繼電器的放氣嘴上套一小段乳膠管，乳膠管的另一頭接一個(gè)小型金屬三通閥與注射器連接(要留意乳膠管的內(nèi)徑，乳膠管、氣體繼電器的放氣嘴與金屬三通閥連接處要密封)。操作步驟和1所示：轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥，用氣體繼電器內(nèi)的氣體沖洗連接收路及注射器(氣量少時(shí)可不進(jìn)展此步驟)；轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥，排空注射器；再轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥取氣樣。取樣后，關(guān)閉放氣嘴，轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥的方向使之封住注射器口，把注射器連同三通閥和乳膠管一起取下來，然后再取下三通閥，9馬上改用小膠頭封住注射器(盡可能地排盡小膠頭內(nèi)的空氣)。取氣樣時(shí)應(yīng)留意不要讓油進(jìn)入注射器并留意人身安全。樣品的保存和運(yùn)輸油樣和氣樣應(yīng)盡快進(jìn)展分析，為避開氣體逸散，油樣保存期不得超過4天，氣樣保存期應(yīng)更短些。在運(yùn)輸過程及分析前的放置時(shí)間內(nèi)，必需保證注射器的芯子不卡澀。程中應(yīng)盡量避開猛烈振蕩。油樣和氣樣空運(yùn)時(shí)要避開氣壓變化的影響。樣品的標(biāo)簽式見附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)。從油中脫出溶解氣體脫氣方法分類解的氣體從油中脫出來，再注入色譜儀進(jìn)展組分和含量的分析。目前常用的脫氣方法有溶解平衡法和真空法兩種。依據(jù)取得真空的方法不同，真空法又分為水銀托里拆利真空法和機(jī)械真空法兩種，常用的是機(jī)械真空法。氣體都有不同程度的回溶。溶解度越大的組分，回10溶越多。不同的脫氣裝置或同一裝置承受不同的真空度，將造成分析結(jié)果的差異。因此使用機(jī)械真空法脫氣，必需對脫氣裝置的脫氣率進(jìn)展校核。脫氣裝置的密封性置應(yīng)接入真空計(jì)以監(jiān)視脫氣前真空系統(tǒng)的真空度(一般殘壓不應(yīng)高于40Pa)，要求真空系統(tǒng)在泵停頓抽氣的狀況下，在兩倍脫氣所需的時(shí)間內(nèi)殘壓無顯著上升。用于溶解平衡法的玻璃注射器，應(yīng)對其密封性進(jìn)展檢查。脫氣率為了盡量削減因脫氣這一操作環(huán)節(jié)所造成的分析結(jié)果的差異，使用不完全脫氣方法時(shí)，應(yīng)測出所使用的脫氣裝置對每種被測氣體的脫氣率，并用脫氣率將分析結(jié)果換算到油中溶解的各種氣體的實(shí)際含量。各組分脫氣率ηi

的定義是：=i

g，i

(1)式中：——脫出氣體中某組分的含量，μL／L；g,i——油樣中原有某組分的含量，μL／L。o,i可用各組分的濃度的油樣來校核脫氣裝置的脫氣率。因受油的粘度，溫度，大氣壓力等因素的影響，脫氣率一般不簡潔測準(zhǔn)。即使是同一臺(tái)脫氣裝置，其脫氣率也不會(huì)是一個(gè)常數(shù)，因此，一般承受屢次校核的平均值。常用的脫氣方法溶解平衡法——11機(jī)械振蕩法復(fù)性和再現(xiàn)性能滿足要求。該方法的原理是：在恒溫條件下，油樣在和洗脫氣體構(gòu)成的密閉系統(tǒng)內(nèi)通過機(jī)械振蕩，使油中溶解氣體在氣、液兩相到達(dá)安排平衡。通過測試氣相中各組分濃度，并依據(jù)平衡原理導(dǎo)出的奧斯特瓦爾德(Ostwald)系數(shù)計(jì)算出油中溶解氣體各組分的濃度。奧斯特瓦爾德系數(shù)定義為：Ck= i Cg，i

(2)式中C ——在平衡條件下溶解在油中組分i的濃度，o,iL／L；Cg,i

——在平衡條件下，氣相中組分i的濃度，μL／L；iki的奧斯特瓦爾德系數(shù)。i各種氣體在礦物絕緣油中的奧斯特瓦爾德系數(shù)見表3壓無關(guān)，而且假設(shè)氣相和液相處在一樣的溫度下，由此引進(jìn)的誤差將不會(huì)影響推斷結(jié)果。3各種氣體在礦物絕緣油中的奧斯特瓦爾德系數(shù)k標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溫度℃H2N2O2COCO2 CH4 C2H2 C2H4 C2H6GB/T 12500.060.09500.060.090.170.120.920.391.021.462.30200.050.090.170.121.080.431.201.702.40500.050.090.170.121.000.400.901.401.8019981)IEC60599—19992)國產(chǎn)油測試的平均值。這是從國際上幾種最常用的牌號(hào)的變壓器油得到的一些數(shù)據(jù)的平均值。實(shí)際數(shù)據(jù)與表中的這些數(shù)據(jù)會(huì)有些不同，然而可以使用上面給出的數(shù)據(jù)，而不影響從計(jì)算結(jié)果得出的結(jié)論。真空法—變徑活塞泵全脫氣法真空法—變徑活塞泵全脫氣法是利用大氣壓與負(fù)壓交替對變徑活塞施力的特點(diǎn)(活塞起了類似托普勒泵中水銀反復(fù)上下移動(dòng)，屢次擴(kuò)容脫氣、壓縮集氣的作用(或氬氣)到脫氣室，使油中溶解氣體快速析出的洗脫技術(shù)。此技術(shù)可加速氣體轉(zhuǎn)移，抑制了集氣空間死體積對脫出氣體收集程度的影響，提高了脫氣率，實(shí)現(xiàn)了以真空法為根本工作原理的全脫氣。脫氣裝置的操作要點(diǎn)脫氣這一環(huán)節(jié)是油中溶解氣體分析結(jié)果差異8.6所要求的平行試驗(yàn)的全都性，必需首先保證脫氣結(jié)果的重復(fù)性。因脫氣裝置的構(gòu)造不同、容量不同，故對用油量不作統(tǒng)一規(guī)定，但同一裝置的每次試驗(yàn)應(yīng)盡可能地使用同樣的油量。必需測出訪用油樣的體積和脫出氣體的體積，至少準(zhǔn)確到兩13位有效數(shù)字。為了提高脫氣效率和降低測試的最小檢知濃度，對真空脫氣法一般要求脫氣室體積和進(jìn)油樣體積相差越大越好。對溶解平衡法，在滿足分析進(jìn)樣量要求的前提下，應(yīng)留意選擇最正確的氣、液兩相體積比。帶入空氣。璃注射器中去，以免氣體與脫過氣的油接觸時(shí)，因各組分有選擇性地回溶而轉(zhuǎn)變其組成。脫出的氣樣應(yīng)盡快進(jìn)展分析，避開長時(shí)間地儲(chǔ)存而造成氣體逸散。要留意排凈前一個(gè)油樣在脫氣裝置中的殘油氣體分析方法分析對象從油中得到的溶解氣體的氣樣及從氣體繼電器所取的氣樣，均用氣相色譜儀進(jìn)展組分和含量的分析。分析對象為：——?dú)?H2)；(C2H4)；乙炔(C2H2)；——一氧化碳(CO)；二氧化碳(CO2)。一般對丙烷(C3H8)(C3H6)(C3H4)(以上三者統(tǒng)稱為C3)不要求作分析。在計(jì)算總烴含量時(shí)，不計(jì)C3的含量。假設(shè)已經(jīng)分析出結(jié)果來，應(yīng)做記錄，積存數(shù)據(jù)。14氧(O2)、氮(N2)雖不作推斷指標(biāo)，但可作為輔助判據(jù)，對其應(yīng)盡可能地分析。對氣相色譜儀的要求氣相色譜儀應(yīng)滿足以下要求：色譜柱對所檢測組分的分別度應(yīng)滿足定量分析要求。儀器基線穩(wěn)定，有足夠的靈敏度。對油中溶解氣4。氣體組分C2H2H2CO最小檢知濃度≤氣體組分C2H2H2CO最小檢知濃度≤0.1≤5≤20COCO2≤30用轉(zhuǎn)化法在氫火焰離子化檢測器上測定CO、CO2時(shí)，應(yīng)對鎳觸媒將CO、CO2轉(zhuǎn)化為甲烷的轉(zhuǎn)化率作考察?？赡苡绊戅D(zhuǎn)化率的因素是鎳觸媒的質(zhì)量、轉(zhuǎn)化溫度和色譜柱容量。推舉適合上述分析要求的氣相色譜儀流程圖5。表5 色譜儀流程圖舉例15符號(hào)標(biāo)志15本章中使用下述符號(hào)標(biāo)志：iA——組分iμiV·s；A i在積分儀上給出的峰面積，μi，sV·s；Ci的濃度，μL／L；iCi的濃度，μL／L；i,sC i的濃度，μL／L；i，gkii的奧斯特瓦爾德系數(shù)；p——脫出氣體壓力(脫氣時(shí)的大氣壓)，kPa；t——試驗(yàn)時(shí)的室溫，℃；V101.3kPa20℃時(shí)g的體積，mL；Vt時(shí)的實(shí)測g體積，mL；gV0——被脫氣油在溫度

為20℃時(shí)的體積，mL；16Vt時(shí)的實(shí)測體積，mL；160V50℃時(shí)的體積，mL；0V——自配標(biāo)準(zhǔn)氣樣時(shí)所用底氣體積，mL；dV i氣體的體積，i，smL；ηi的脫氣率。i氣體分析步驟進(jìn)樣準(zhǔn)的注射器，以保證良好的進(jìn)樣體積的準(zhǔn)確性。對疑心有故障的設(shè)備，至少應(yīng)兩次進(jìn)樣，取其平均值。儀器的標(biāo)定量每個(gè)組分的保存時(shí)間對各組分定性。用測量其色譜峰面積或峰高進(jìn)展定量。果的準(zhǔn)確性，應(yīng)在儀器穩(wěn)定的狀況下，在分析的當(dāng)天，用外標(biāo)氣樣進(jìn)展兩次標(biāo)定，取其平均值。兩次標(biāo)定的8.6的要求。對外標(biāo)氣樣的要求如下：有國家計(jì)量部門認(rèn)證的單位特地配制并經(jīng)準(zhǔn)確標(biāo)定的混合氣樣。對各測定組分有適當(dāng)濃度［標(biāo)準(zhǔn)氣樣的參考D(提示的附錄)］。在有效期內(nèi)使用。17自配標(biāo)準(zhǔn)氣是指用濃度的“純”氣樣自行配制的“標(biāo)準(zhǔn)”氣樣。一般用于對氫氣的標(biāo)定。17自配標(biāo)準(zhǔn)氣樣可以用特制的大容量配氣瓶或100mL氣，混合均勻后即可使用。配氣用的全部容器及注射器的真實(shí)容積都必需用蒸餾水稱重法準(zhǔn)確校準(zhǔn)。配好的氣樣一般不宜在配氣容器中長時(shí)間儲(chǔ)存，以免因氣體逸散而影響標(biāo)定的準(zhǔn)確性。自配標(biāo)準(zhǔn)氣樣的濃度按下式計(jì)算：VC =i，s Vd

i，s+Vi，s

×106

(3)為了提高分析的準(zhǔn)確度，除氫以外，一律承受混合標(biāo)準(zhǔn)氣樣進(jìn)展標(biāo)定。用同一注射器，并且進(jìn)樣體積應(yīng)一樣，以削減誤差。色譜峰面積的測量量峰高和半頂峰寬來計(jì)算。為保證半頂峰寬測量的準(zhǔn)確性，應(yīng)承受較快的記錄紙速，并最好承受讀數(shù)放大鏡。假設(shè)同一組分的半頂峰寬在標(biāo)定氣體和所分析的樣品濃度范圍內(nèi)變化不大，則可以只測量假設(shè)干個(gè)該組分的半頂峰寬，以其平均值作為計(jì)算的依據(jù)。譜峰處理參數(shù)設(shè)置要合理，要定期用外標(biāo)氣樣校驗(yàn)保存時(shí)間。分析結(jié)果的表示方法18油中溶解氣體分析結(jié)果，用在壓力為101.3kPa、溫度為20℃下每升油中所含各氣體組分的微升數(shù)(μL／L)來表示。18氣體繼電器中的氣體分析結(jié)果，用在壓力為101.3kPa、溫度為20℃下，每升氣體中所含各氣體組分的微升數(shù)(μL／L)來表示。分析結(jié)果的記錄符號(hào)：——“0”表示未測出數(shù)據(jù)；——“－”表示對該組分未作分析。實(shí)測數(shù)據(jù)記錄兩位有效數(shù)字。g101.3kPa、溫度20V。換算公式為：gp 293V =V′g g

×101.3 273+t

(4)101.3kPa、溫度為20℃時(shí)的體積V0。換算公式為：V0=V′［1+0.0008(20－t)］0式中：0.0008——油樣的熱膨脹系數(shù)。分析結(jié)果的計(jì)算

(5)C承受混合標(biāo)氣時(shí)，即外標(biāo)物與被測組分全都時(shí)，承受下式計(jì)算各組分濃度：CiC=1

V·g·

Ai ·Ci Vi

Ai，s

i,s

(6)溶解平衡法計(jì)算方法V

′校正到g50Vg″：V″=Vg g

′×323

(7)將室溫、試驗(yàn)壓力下19的油樣體積V0′校正到50V0″：V″=V′［1+0.0008(50－t)］0 0按下式計(jì)算油中溶解氣體各組分濃度：

(8)C0.929 p

iAiA

Vg i 101.3

i,s

iVi,s 0V

(9)0.92——油樣中溶解氣體從5℃校正到20℃時(shí)的校正系數(shù)。真空法計(jì)算方法按式(4)Vg′校正到壓力為101.3kPa、溫度為20℃下的體積V。g按式(5)0V′校正到壓力為101.3kPa20℃下的體積0V。0計(jì)算油中溶解氣體各組分的濃度C：CC i i,s

A Vi gA Vi,s 0

i(10)氣體繼電器中氣體濃度的計(jì)算方法分析氣體繼電器中游離氣體時(shí)，承受下式計(jì)算各組分氣體濃度C ：i，gACi,g

C iAi,sAi,s試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性

(11)本試驗(yàn)方法從取油樣到取得分析結(jié)果之間操作環(huán)節(jié)較多，應(yīng)力求減20少每個(gè)操作環(huán)節(jié)可能帶來的誤差。均值的±1.5%以內(nèi)(可以C2H4為代表)。氣結(jié)果的重復(fù)性在平均值的±2.5%以內(nèi)。C2H2含量在5μL／L以下時(shí)，相差不應(yīng)大于0.5μL／L；對于其它氣體，10μL／L以下時(shí)，相差不應(yīng)大于1μL／L；當(dāng)含量在10μL／L10%。不同試驗(yàn)室間的平行試驗(yàn)結(jié)果相差不應(yīng)大于平均值的30%。檢測油中溶解氣體的其它儀器便攜式檢測儀便攜式檢測儀便于現(xiàn)場運(yùn)行人員準(zhǔn)時(shí)了解設(shè)備油中溶解氣體的狀況，作為進(jìn)一步試驗(yàn)或檢測的基礎(chǔ)。室用氣相色譜儀進(jìn)展分析。在線式監(jiān)測儀在線檢測有利于隨時(shí)監(jiān)視油中溶解氣體含量，當(dāng)設(shè)備消滅特別時(shí)，可準(zhǔn)時(shí)以聲光報(bào)警。()和測烴類各組分。21在線監(jiān)測儀應(yīng)能長期穩(wěn)定運(yùn)行，避開誤報(bào)21警。對在線監(jiān)測儀應(yīng)定期進(jìn)展標(biāo)定。由試驗(yàn)室氣相色譜儀分析設(shè)備油中溶解氣體的組分和含量，再進(jìn)展進(jìn)一步推斷。故障的識(shí)別概述機(jī)絕緣材料，在熱和電的作用下，會(huì)漸漸老化和分解，產(chǎn)生少量的各種低分子烴類氣體及一氧化碳、二氧化碳等氣體。在熱和電故障的狀況下，也會(huì)產(chǎn)生這些氣體。這兩種來源的氣體在技術(shù)上不能分別，在數(shù)值上也沒有嚴(yán)格的界限，而且與負(fù)荷、溫度、油中的含水量、油的保護(hù)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，以及取樣和測試的許多可變因素有關(guān)。因此在推斷設(shè)備是否存在故障及其故障的嚴(yán)峻程度時(shí)，要依據(jù)設(shè)備運(yùn)行的歷史狀況和設(shè)備的構(gòu)造特點(diǎn)及外部環(huán)境等因素進(jìn)展綜合推斷。有時(shí)設(shè)備內(nèi)并不存在故障，而由于其它緣由，在油中也會(huì)消滅上述氣體，要留意這些可能引起誤推斷的氣體來。(如潛油泵)的故障產(chǎn)生的氣體也會(huì)進(jìn)入到變壓器本體的油中。出廠和投運(yùn)的設(shè)備226的要求。226對出廠和投運(yùn)的設(shè)備氣體含量的要求μL氣體氫乙炔總烴氣體氫乙炔總烴變壓器和電抗器互感器套管＜10＜50＜150000＜20＜10＜10運(yùn)行中設(shè)備油中溶解氣體的留意值油中溶解氣體組分含量留意值運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部油中氣體含量超過表7和表8所列數(shù)值時(shí)，應(yīng)引起留意。設(shè)備含氣體組分變壓器和電抗器總乙烴炔設(shè)備含氣體組分變壓器和電抗器總乙烴炔氫一氧化碳二氧化碳330kV及以上1501150(10.3)(10.3)量220kV及以下1505150(10.3)(10.3)套管甲乙烷炔23氫10015001002500注1.該表所列數(shù)值不適用于從氣體繼電器放氣嘴取出的氣樣(11章)。2.關(guān)于9.3.1b)。330kV及以上電抗器的推斷方法見設(shè)備氣體組分含量220KV及110KV及表設(shè)備氣體組分含量220KV及110KV及以上以上總烴100100乙炔12氫150150總烴100100乙炔23氫150150電流互感器電壓電流互感器電壓互感器留意值不是劃分設(shè)備有無故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)氣體濃度到達(dá)留意值時(shí)，應(yīng)進(jìn)展追蹤分析，查明緣由。對330kV及以24上的電抗器，當(dāng)消滅痕量(小于1μ／L)消滅特別，但推斷不致于危及繞組和鐵心安全時(shí)，可在超過留意值較大的狀況下運(yùn)行。影響電流互感器和電容式套管油中氫氣含量的因素較多(見4.3)，有的氫氣含量雖低于表中的數(shù)值，但有增長趨勢，也應(yīng)引起留意；有的只是氫氣含量超過表中數(shù)值，假設(shè)無明顯增長趨勢，也可推斷為正常。留意區(qū)分非故障狀況下的氣體來源，進(jìn)展綜合分析(4.3)。設(shè)備中氣體增長率留意值僅僅依據(jù)分析結(jié)果確實(shí)定值是很難對故障的嚴(yán)峻性做出正確推斷的。由于故障常常以低能量的潛伏性故障開頭，假設(shè)不準(zhǔn)時(shí)實(shí)行相應(yīng)的措施，可能會(huì)發(fā)展成較嚴(yán)峻的高能量的故障。因此，必需考慮故障的進(jìn)展趨勢，也就是故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率。產(chǎn)氣速率與故障消耗能量大小、故障部位、故障點(diǎn)的溫度等狀況有直接關(guān)系。推舉以下兩種方式表示產(chǎn)氣速率(未考慮氣體損失)。確定產(chǎn)氣速率，即每運(yùn)行日產(chǎn)生某種氣體的平均值，按下式計(jì)算：C C m i,2 i,1a t

(12)式中：a——確定產(chǎn)氣速率，m／d；C ——其次次取樣測得油中某氣體濃度，μL／L；i，2C ——第一次取樣測得油中某氣體濃度，μL／L；i，1Δt——二次取樣時(shí)間

25間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，d；m——設(shè)備總油量，t；ρ——油的密度，t／m3。變壓器和電抗器確定產(chǎn)氣速率的留意值如表9所示。表9 變壓器和電抗器確定產(chǎn)氣速率留意值mL／氣體氣體分組開放式總乙烴炔60.1隔膜式120.2氫510一氧化碳50100二氧化碳二氧化碳100200檢測周期，進(jìn)展追蹤分析。(或折算到月)某種氣體含量增加原有值的百分?jǐn)?shù)的平均值，按下式計(jì)算：C i,2

Ci,1

1100%r C ti,1

(13)式中： ——相對產(chǎn)氣速率，／月；rC ——其次次取樣測得油中某氣體濃度，μL／L;i，2C

——第一次取樣測得油中某氣體濃度，μL／i，1L;Δt——二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，月。 26相對產(chǎn)氣速率也可以用來推斷充油電氣設(shè)備10%時(shí)，應(yīng)引起留意。對總烴起始含量很低的設(shè)備，不宜承受此判據(jù)。應(yīng)結(jié)合這些狀況進(jìn)展綜合分析。推斷設(shè)備狀況時(shí)，還應(yīng)考慮到呼吸系統(tǒng)對氣體的逸散作用。對疑心氣體含量有緩慢增長趨勢的設(shè)備，使用在線監(jiān)測儀隨時(shí)監(jiān)視設(shè)備的氣體增長狀況是有益的，以便監(jiān)視故障進(jìn)展趨勢。故障類型的推斷特征氣體法41所列的不同故障類型產(chǎn)生的氣體可推斷設(shè)備的故障類型。三比值法在熱動(dòng)力學(xué)和實(shí)踐的根底上，推舉改進(jìn)的三比值法()作為推斷充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法。改進(jìn)三比值法是用不同的編碼1011。比值范圍的比值范圍的編碼氣體比值范圍C圍CＨ/CH2＜0.1≥0.1～＜1≥1～＜3≥32012 4CH/H4102CH/CH2 4002 6122212編碼組合C編碼組合CH/CH故類障型故2 22 4CH/H42CH/CH2 42 6判障(參實(shí)考)例斷低溫過熱0 1 (低于低溫過熱分接開關(guān)接觸不20(150低溫過熱分接開關(guān)接觸不20(150～300)℃中溫過熱21(300～700)℃心漏磁，局部短路，高溫過熱多點(diǎn)接地等2(高于700℃)

COCO2的含CO2/CO值010，1

2800，1，2

引起油中低能量密度的局部放電引線對電位未固定的部件之間連續(xù)1 2 0，1，2 兼過熱

同電位之間的油中火花放電或懸浮電位之間的火花放電0，12 2

0，1，20，1，2

兼過熱

線圈匝間、層間接頭引線間油隙閃絡(luò)、引線對箱殼放絡(luò)、引線對箱殼放其他接地體放電等利用三比照值的另一種推斷故障類型的方法，是溶解氣體分析解釋表和解釋簡表［見附錄E(提示的附錄)］。三比值法的應(yīng)用原則：只有依據(jù)氣體各組分含量的留意值或氣體增長率的留意值有理由推斷設(shè)備可能存在故障時(shí)，氣體比值才是有效的，并應(yīng)予計(jì)算。對氣體含量正常，且無增長趨勢的設(shè)備，比

值沒有意義。29假設(shè)氣體的比值與以前的不同，可能有的故障重疊在老故障或正常老化上。為了得到僅僅相應(yīng)于故障的氣體比值，要從最終一次的分析結(jié)果中減去上一次的分析數(shù)據(jù)，并重計(jì)算比值(COCO2

含量較大的狀況下)一樣的負(fù)荷和溫度等狀況下和在一樣的位置取樣。由于溶解氣體分析本身存在的試驗(yàn)誤差，導(dǎo)致氣體比值也存在某些不確定性。利用本導(dǎo)則所述的方法分析油中溶解氣體結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性見8.6。10μL／L的氣體，兩次的測試誤差不應(yīng)大于平均值的10%，而在計(jì)算氣體比值時(shí)，誤差提高到20%。當(dāng)氣體濃度低于10μL／L時(shí)，誤差會(huì)更大，使比值的準(zhǔn)確度快速降低。因此在使用比值法推斷設(shè)備故障性質(zhì)時(shí)，應(yīng)留意各種可能降低準(zhǔn)確度的因素。尤其是對正常值普遍較低的電壓互感器、電流互感器和套管，更要留意這種狀況。對一氧化碳和二氧化碳的推斷CO和CO2含量的明顯增長。依據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料，固體絕緣的正常老化過程與故障狀況下的劣化分解，表現(xiàn)在油中COCO2的含量上，一般沒有嚴(yán)格的界限，規(guī)律也CO2、固體絕緣老化及油的長期氧化形成CO和CO2的基值過高造成的。開放式變壓器溶解空氣的飽和量為10%，設(shè)備300μ

L／LCO2。在密封設(shè)備里，空氣也可能經(jīng)泄漏而進(jìn)入設(shè)備油中，這樣，30油中的CO2濃度將以空氣的比率存在。閱歷證明，當(dāng)30CO2／CO＞7。當(dāng)疑心故障涉及到固體絕緣材料時(shí)(高于200℃)，可能CO2／CO＜3，必要時(shí)，應(yīng)從最終一次的測試結(jié)果中減去上一次的測試數(shù)據(jù)，重計(jì)算比值，以確定故障是否涉及到了固體絕緣。中糠醛含量，或在可能的狀況下測試紙樣的聚合度。推斷故障類型的其它方法比值O2／N2一般在油中都溶解有O2和N2，這是油在開放式設(shè)備的儲(chǔ)油罐中與空氣作用的結(jié)果，或密封設(shè)備泄漏的結(jié)果。在設(shè)備里，考慮到O2和N2的相對溶解度，油中O2／N2的比值反映空氣的組成，接近0.5。運(yùn)行中，由于油的氧化或紙的老化，這個(gè)比值可能降低，由于O2O2／N2＜0.3時(shí)，一般認(rèn)為是消滅氧被極度消耗的跡象。比值C2H2／H2低能量放電的狀況相符。假設(shè)某些油或氣體在有載調(diào)這些氣體可能污染主油箱的油，并導(dǎo)致誤推斷。主油箱中C2H2／H2＞2，認(rèn)為是有載調(diào)壓污染的跡象。這種狀況可利用比較主油箱和儲(chǔ)油罐的油中溶解氣體濃度來確定。氣體比值和乙炔濃度值依靠于有載調(diào)壓的操作次數(shù)和產(chǎn)生污染的方式(通過油或氣)。氣體比值的圖示31法立體圖示法可便利地直觀不同類型故障的進(jìn)展趨勢。CH4、C2H2C2H4的相對含量，在三角形坐標(biāo)圖上推斷故障類型的方法也可關(guān)心這種推斷。見附錄F(提示的附錄)。推斷故障的步驟出廠前的設(shè)備按9.2的規(guī)定進(jìn)展比較，并留意積存數(shù)據(jù)。當(dāng)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果疑心有故障時(shí)，應(yīng)結(jié)合其他檢查性試驗(yàn)進(jìn)展綜合推斷。運(yùn)行中的設(shè)備將試驗(yàn)結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)(炔、氫)與表7和表8列出的油中溶解氣體含量留意值9列出的產(chǎn)氣速率留意值作比較。短期內(nèi)各種氣體含量快速增加，但尚未超過表7和表8中的數(shù)值，也可推斷為內(nèi)部有特別狀況；有的設(shè)備因某種緣由使氣體含量基值較高，超過表78的留意值，但增長速率低于表9產(chǎn)氣速率的留意值，仍可認(rèn)為是正常設(shè)備。10.110.210.4所述的方法并參考附錄CEF，對故障的類型進(jìn)展推斷。對一氧化碳和二氧化碳的推斷按10.3進(jìn)展。d)在氣體繼電器內(nèi)消滅氣體的狀況下，應(yīng)將繼電器內(nèi)氣樣的分析結(jié)果按第11章所述的方法進(jìn)展推斷。32e)依據(jù)上述結(jié)果以及其他檢查性試驗(yàn)(如測32量繞組直流電阻、空載特性試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)和測量微量水分等)的結(jié)果，并結(jié)合該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、檢修等狀況進(jìn)展綜合分析，推斷故障的性質(zhì)及部位。依據(jù)具體狀況對設(shè)備實(shí)行不同的處理措施(如縮短試驗(yàn)周期，加強(qiáng)監(jiān)視，限制負(fù)荷，近期安排內(nèi)部檢查，馬上停頓運(yùn)行等)。充油電氣設(shè)備的典型故障典型故障實(shí)例見附錄G(提示的附錄)。在氣體繼電器中的游離氣體上的應(yīng)用判據(jù)。全部故障的產(chǎn)氣速率均與故障的能量釋放緊密相關(guān)。對于能量較低、氣體釋放緩慢的故障(如低溫?zé)狳c(diǎn)或局部放電)，所生成的氣體大局部溶解于油中，就整體而言，根本處于平衡狀態(tài)；對于能量較大(如鐵心過熱)造成故障氣體釋放較快，當(dāng)產(chǎn)氣速率大于溶解速率時(shí)，可能形成氣泡。在氣泡上升的過程中，一局部(并與已溶解于油中的氣體進(jìn)展交換)，轉(zhuǎn)變了所生成氣體的組分和含量。未溶解的氣體和油中被置換出來的氣體，最終進(jìn)入繼電器而積存下來；對于有高能量的電弧性放電故障，大量氣體快速生引起繼電器報(bào)警。這些氣體幾乎沒有時(shí)機(jī)與油中溶解氣體進(jìn)展交換，因而遠(yuǎn)沒有到達(dá)平衡。假設(shè)長時(shí)間留在繼電器中，某些組分，33特別是電弧性故障產(chǎn)生的乙炔，很簡潔溶于油中，而轉(zhuǎn)變繼電器里的游離氣體組分，甚至導(dǎo)致錯(cuò)誤的推斷結(jié)果。因此當(dāng)氣體繼電器發(fā)出信號(hào)時(shí)，除應(yīng)馬上取氣體繼電器中的游離氣體進(jìn)展色譜分析外，還應(yīng)同時(shí)取油樣進(jìn)展溶解氣體分析，并比較油中溶解氣體與繼電器中的游離氣體的濃度，以推斷游離氣體與溶解氣體是否處于平衡狀態(tài)，進(jìn)而可以推斷故障的持續(xù)時(shí)間和氣泡上升的距離。比較方法是首先要把游離氣體中各組分的濃度值，利用各組分的奧斯特瓦爾德系數(shù)ki，計(jì)算出平衡狀況下油中溶解氣體的理論值，再與從油樣分析中得到的溶解氣體組分的濃度值進(jìn)展比較。計(jì)算方法如下：Co，i=kiCg，i(14)式中——油中溶解組分i濃度的理論值o，iC ig，i／L；kii3。推斷方法如下：假設(shè)理論值和油中溶解氣體的實(shí)測值近似相等，可認(rèn)為氣體是在平衡條件下釋放出來的。這里有兩種可能：一種是故障氣體各組分濃度均很低，說明設(shè)備是正常的。應(yīng)搞清這些非故障氣體的來源及繼電器報(bào)警的緣由。另一種是溶解氣體濃度略高于理論假設(shè)氣體繼電器內(nèi)的故障氣體濃度明顯超過油中溶解氣體濃度，說

34存在產(chǎn)生氣體較快的故障，應(yīng)進(jìn)一步計(jì)算氣體的增長率。推斷故障性質(zhì)的方法，原則上與油中溶解氣體一樣，但是如上所述，應(yīng)將游離氣體濃度換算為平衡狀況下的溶解氣體濃度，然后計(jì)算比值。設(shè)備檔案卡片解氣體分析狀況檔案的卡片。推舉的設(shè)備檔案卡片格式見附錄B(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)。A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)樣品的標(biāo)簽格式推舉的樣品標(biāo)簽格式如表A1所示。表A1 樣品的標(biāo)簽號(hào)t油溫氣溫相對濕℃℃度單位設(shè)備名單位設(shè)備名稱產(chǎn)品序取樣容器號(hào)產(chǎn)品型號(hào)油重油牌號(hào)取樣緣由取樣部位取樣時(shí)間取樣人附錄B(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)設(shè)備檔案卡片格式B1B2B2置B1的反面。表B1 油中溶解氣體分析檔案卡片局(廠、所)：編號(hào)：電壓容油重等級量t型號(hào)油種2型號(hào)油種2ONCO含2CHCH4量2 4C2 6HL/LCH2 2總烴制造出廠序出廠投運(yùn)日廠號(hào)年月期冷卻調(diào)壓方油保護(hù)方式式方式時(shí)取樣條油溫℃件負(fù)荷36MVA含氣量%組分H22COCCHCH3 83 6總烴增長μL/L實(shí)際運(yùn)行時(shí)間d總烴產(chǎn)氣率mL/d試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)分析見意其它檢查性試驗(yàn)檢修情表B2 設(shè)備其它狀況其它檢查性試驗(yàn)檢修情況況故障記錄C(提示的附錄)哈斯特氣體分壓—溫度關(guān)系C1 38體及其它產(chǎn)物。烴類氣體的產(chǎn)氣速率和油裂解的程度依靠于故障溫度()。在模擬試驗(yàn)中，假定每種生成物與其它產(chǎn)物處于平衡狀態(tài)，應(yīng)用相關(guān)分解反響的平衡常數(shù)，用熱動(dòng)力學(xué)模擬可計(jì)算出C1。圖C1 哈斯特氣體分壓—溫度關(guān)系圖C1中可見：a)氫生成的量多，而與溫度相關(guān)性不明顯。b)明顯可見的乙炔僅僅在接近1000℃時(shí)才生成。c)甲烷、乙烷和乙烯有各自唯一的依靠溫度。C2熱動(dòng)力學(xué)建立的是一種抱負(fù)化的極限狀況——平衡狀態(tài)下。而在故障狀況下，故障四周不存在等溫的平衡狀況。然而它提醒了設(shè)備故障與熱動(dòng)力學(xué)模擬的某些相關(guān)性。對利用某些氣體組分或某些組分的比值作為某種故障的特征，估量設(shè)備內(nèi)部故障的溫度，是有價(jià)值的。39附錄D(提示的附錄)39標(biāo)準(zhǔn)混合氣的適用濃度推舉適用的標(biāo)準(zhǔn)混合氣樣濃度見表D1。對于一般氣體含量較高，宜使用高濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣樣進(jìn)展標(biāo)定。表D1 標(biāo)準(zhǔn)混合氣樣的適用濃度氣體組分低濃高濃氣體組分低濃高濃氣體組分低濃高濃度度度度氫 400～800甲烷

1000～ 乙炔

40～60

200～乙烷 乙烯

1500200～1500200～一氧化250～3001000～300碳5001500200～二氧化1000～5000～300碳20236000300

氮(氬) 其 它其 它注：由于裝標(biāo)準(zhǔn)氣樣的小鋼瓶的金屬壁簡潔吸附氫而轉(zhuǎn)變標(biāo)準(zhǔn)氣樣中的氫濃度，因此當(dāng)其中的標(biāo)準(zhǔn)混合氣樣時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)自己配制氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣樣。附錄E(提示的附錄)溶解氣體分析解釋表40利用三比值推斷故障類型的溶解氣體解釋表E1E2。表E1是將全部故障類型分為六種狀況，這六種狀況適合于全部類型的充油電氣設(shè)備，氣體比值的極限依據(jù)設(shè)備的具體類型，可稍有不同。表E1中顯示了D1和D2兩種故障類型之間的某些重疊，而又有區(qū)分，這說明放電的能量有所不同，因而必需對設(shè)備實(shí)行不同的措施。表E2給出了粗略的解釋，對局部放電，低能量或高能量放電以及熱故障，可有一個(gè)簡便、粗略的區(qū)分。表E1 溶解氣體分析解釋表情 特 征 C

H/CH

CH