更新更新時間:2010-11-19
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變壓器絕緣材料產生的氣體組分
油和固體絕緣材料在電或熱的作用下分解產生的各種氣體中,對判斷故障有價值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫、一氧化碳、二氧化碳。正常運行的老化過程產生的氣體主要是一氧化碳和二氧化碳。在油紙絕緣存在局部放電時,油裂解產生的氣體主要是氫和甲烷。在故障溫度高于正常運行溫度不多時,產生的氣體主要是甲烷。隨著故障溫度的升高,乙烯和乙烷逐漸成為主要特征。在溫度高于1 000℃時,例如在電弧弧道溫度(3 000℃以上)的作用下,油裂解產生和氣體中含有較多的乙炔。如果故障涉及到固體絕緣材料時,會產生較多的一氧化碳和二氧化碳。
絕緣油和絕緣材料在不同溫度和能量作用下主要產生的氣體組分,歸納如下:
1)在140℃以下時有蒸發汽化和較緩慢的氧化。
2)絕緣油在140℃到500℃時油分解主要產生烷類氣體,其中主要是甲烷和乙烷,隨溫度的升高(500℃以上)油分解急劇地增加,其中烯烴和氫增加較快,乙烯尤為顯著,而溫度(約800℃左右)更高時,還會產生乙炔氣體。
3)油中存在電弧時(溫度超過1 000℃,使油裂解的氣體大部分是乙炔和氫氣,并有一定的甲烷和乙烯等。
4)設備在運行中,由于負荷變化所引起的熱脹和冷縮,用泵循環油所引起的湍流,以及鐵芯的磁滯伸縮效應所引起的機械振動等,都會導致形成空穴和油釋放溶解氣體。如果產生的氣泡集在設備絕緣結構的高電壓應力區域內,在較高電場下會引起氣隙放電(一般稱為局部放電),而放電本身又能進一步引起油的分解和附近的固體絕緣材料的分解,而產生氣體,這些氣體在電應力作用下會更有利于放電產生氣體。這種放電使油分解產生的氣體主要是氫和少量甲烷氣體。
5)固體絕緣材料,在較低溫度(140℃以下)長期加熱時,將逐漸地老化變質產生氣體,其中主要是一氧化碳和二氧化碳,且后者是主要成分。
6)固體絕緣材料在高于200℃作用下,除產生碳的氧化物之外,還分解有氫、烴類氣體,溫度不同,一氧化碳和二氧化碳的比值有所不同,這一比值在低溫時小而高溫時大。
7)鐵鋼等金屬材料起催化作用,水與鐵反應產生氫氣。此外,奧氏不銹鋼材能儲藏氫,與絕緣油接觸釋放出來溶解于油中。
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