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电气设备内部故障与油中特征气体的关系

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充油电气设备内部故障模式主要是机械、热和电三种类型，而又以后两种为主，并且机械性故障常以热的或电的故障形式表现出来。

表1－1 充油电气设备故障类型的统计

故障类型	台次	比率/（%）
过热性故障	226	53
高能量放电故障	65	18.1
过热兼高能放电故障	36	10.0
火花放电故障	25	7.0
受潮或局部放电	7	1.9

电弧放电的电弧电流大，变压器主要分解出乙炔、氢及较少的甲烷；
    局部放电的电流较小，变压器油主要分解出氢和甲烷；
    变压器油过热时分解出氢和甲烷、乙烯、丙烯等；
    纸和某些绝缘材料过热时还分解出一氧化碳和二氧化碳等气体。
    我国现行的《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T22-2000），将不同故障类型产生的主要特征气体和次要特征气体归纳为表1－2。同时，通过对充油变压器在运行中发生的大量事故的诊断和吊心检验，在表1－3和表1－4中列出了电力变压器及其高压引线套管内的典型故障与故障类型的关系。

表1－2 充油电力变压器不同故障类型产生的气体

故障类型	主要气体组分	次要气体组分
油过热	CH₄、C₂H₂	H₂、C₂H₆
油和纸过热	CH₄、C₂H₄、CO、CO₂	H₂、C₂H₆
油纸绝缘中局部放电	H₂、CH₄、CO	C₂H₂、C₂H₆、CO₂
油中火花放电	H₂、C₂H₂	-
油中电弧	H₂、C₂H₂	CH₄、C₂H₄、C₂H₆
油和纸中电弧	H₂、C₂H₂、CO、CO₂	CH₄、C₂H₄、C₂H₆
注：进水受潮或油中气泡可使氢含量升高

表1－3 充油电力变压器的典型故障

故障类型	举例
局部放电	由不完全津渍、高湿度的纸、油的过饱和，或空腔造成的充气空腔中的局部放电，并导致形成X蜡
低能量放电	不良连接形成不同电位或悬浮电位造成的火花放电或电弧，可发生在屏蔽环、绕组中相邻的线饼间或导体间，以及连线开焊处或铁心的闭合回路中；夹件间、套管与箱壁、线圈内的高压的地端的放电；木质绝缘块、绝缘构件胶合处，以及绕组垫块的沿面放电；油击穿、选择开关的切断电流等。
高能量放电	局部高能量或由短路造成的闪络，沿面放电或电弧；低压对地、接头之间、线圈之间、套管与箱体之间、铜排与箱体之间、绕组与铁芯之间的短路；环绕主磁通的两个邻近导体之间的放电；铁芯的绝缘螺丝、固定铁芯的金属环之间的放电。
过热t＜300℃	在救急情况下，变压器超铭牌运行；绕组中油流被阻塞；在铁轭夹件中的杂散磁通引起。
过热300℃＜t＜700℃	螺栓连接处（特别是铜排）、滑动接触面、选择开关内的接触面（形成积碳），以及套管引线和电缆的连接接触不良；铁轭处夹件和螺栓之间、夹件和铁芯叠片之间的环流，接地线中的环流，以及磁屏蔽上的不良焊点和夹件的环流；绕组中平行的相邻导体之间的绝缘磨损。
过热t＞700℃	油箱和铁芯上的大的环流；油箱壁为补偿的磁场过高，形成一定的电流；铁芯叠片之间的短路。

表1－4 充油变压器套管的典型障故

故障类型	举例
局部放电	纸受潮、不完全浸渍、油的过饱和、或纸被X蜡沉积物污染，造成充气空腔中的局部放电。也可能在运输期间把松散的绝缘纸弄皱、弄折，造成局部放电。
低能量放电	电容末屏连接不良引起的火花放电；静电屏蔽连接线中的电弧；纸上有沿面放电。
高能量放电	在电容均压金属箔片间的短路，局部高电流密度熔化金属箔片，但不会导致套管爆炸。
热故障300℃＜t＜700℃	由于污染或不合理地选择绝缘材料引起的高介损，从而造成纸绝缘中的环流，并造成热崩溃；套管屏蔽间或高压引线接触不良，温度由套管内的导体传出。