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則11規程IEC567—1992 從充油電氣設備取氣樣和油樣及分析游離氣體和溶解氣體的導則IEC60599—1999 備溶解氣體和游離氣體分析的解釋導則定義本導則承受以下定義。特征氣體 characteristicgases對推斷充油電氣設備內部故障有價值的氣體，即氫氣(H2)(CH4)(C2H6)(C2H4)(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。總烴 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。產氣原理絕緣油的分解絕緣油是由很多不同分子量的碳氫化合物分CH

*、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定的碳氫化合物的自由基，這些氫原子或自由基通過簡單的化學反響快速重化合，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氫聚合物(X-蠟)當故障能量較大時，也可能聚攏成游離氣體。碳的固體顆粒及碳氫聚合物可沉積在設備的內部。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也有少量生成)。乙炔一般在800℃～1200降低時，反響快速被抑制，作為重化合的穩定產物而積存。因此，大量乙炔是在電弧的弧道中產生的。(低于800℃)也會有少量乙炔生成。2COCO2，COCO2能長期積存，成為數量顯著的特征氣體。油碳化生成碳粒的溫度在500℃～800℃。哈斯特(Halsterd)用熱動力學平衡理論計算出在熱平衡狀態下形成的氣體與溫度的關系。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，它們的熱穩定性比油中的碳氫鍵要弱，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峻程度有3親熱關系。因此，分析溶解于油中的氣體，就能盡早覺察設備內部存在的埋伏性故障，并可隨時監視故障的進展狀況。故類障型主要氣體組分故類障型主要氣體組分次要氣體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，當產氣速率大于溶解速率時，會有一局部氣體進入氣體繼電器或儲油柜中。當變壓器的氣體繼電器內消滅氣體時，分析其中的氣體，同樣有助于對設備的狀況做出推斷。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，設備中某些油漆(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。設備檢修時，暴露在空氣中的油可吸取空氣中的CO2等。這時，假設不真空濾油，則油中CO2的含量約為30μ／L與四周環境的空氣有關)。另外，某些操作也可生成故障氣體，例如：有載調壓變壓器中切換開關油室的油向變壓器主油箱滲漏，或選擇開關在某個位置動作時，懸浮電位放電的影響；設備曾經有過故障，而故障排解后絕緣油未經徹底脫氣，局部剩余氣體仍留在油中；設備油箱帶油補焊；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備的正常運行。但當利用氣體分析結果確定設備內部是否存在故障及其嚴峻程度時，要留意加以區分。檢測周期投運前的檢測按表2進展定期檢測的設備及大修后的設備，投運前應至少作一次檢測。假設在現場進展感應耐壓和局部放電試驗，則應在試驗后再作一次檢測。制造廠規定不取樣的全密封互感器不作檢測。投運時的檢測按表2所規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個月一次全部發電廠升壓變壓器120MVA變壓器和電抗器容量240MVA及以上 3個月一次全部發電廠升壓變壓器2運行中設備的定期檢測周期設備設備電壓等級和容檢 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及以下自行規定8MVA以下互感器66kV及以上1年～3年一次套 管必要時220kV及以上220kV及以上6個月一次注：制造廠規定不取樣的全密封互感器，一般在保證期內不做檢測。在超過保證期后，應在不破壞密封的狀況下取樣分析。6運行中設備的定期檢測周期按表2的規定進行。特別狀況下的檢測當設備消滅特別狀況時(如氣體繼電器動作，受大電流沖擊或過勵磁等)，或對測試結果有疑心時，應馬上取油樣進展檢測，并依據檢測出的氣體含量狀況，適當縮短檢測周期。取樣從充油電氣設備中取油樣概述取樣部位應留意所取的油樣能代表油箱本體的油。一般應在設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，對少油量的設備要盡量少取，以夠用為限。取油樣的容器器充有油樣時，芯子能按油體積隨溫度的變化自由滑動，使內外壓力平衡。取油樣的方法從設備中取油樣的全過程應在全密封的狀態下進展，油樣不得與空氣接觸。7能產生負壓的密封設備，制止在負壓下取樣，以防止負壓進氣。7小嘴上接軟管。取樣前應排解取樣管路中及取樣閥門內的空氣和“死油”，所用的膠管應盡可能的短，同時用設備本體的油沖洗管路(少油量設備可不進展此步驟)。取油樣時油流應平緩。1所示。按下述步驟取樣：將“死油”經三通閥排掉；轉動三通閥使少量油進入注射器；轉動三通閥并推壓注射器芯子，排解注射器內的空氣和油；轉動三通閥使油樣在靜壓力作用下自動進入注射器(不應拉注射器芯子，以免吸入空氣或對8油樣脫氣)。當取到足夠的油樣時，關閉三通閥和取樣閥，取下注射器，用小膠頭封閉注射器(盡量排盡小膠頭內的空氣)。整個操作過程應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備是否存在故障及故障性質的重要依據之一。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間內取出氣樣，并盡快進展分析。取氣樣的容器應用設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應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小型金屬三通閥與注射器連接(要留意乳膠管的內徑，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：轉動三通閥，用氣體繼電器內的氣體沖洗連接收路及注射器(氣量少時可不進展此步驟)；轉動三通閥，排空注射器；再轉動三通閥取氣樣。取樣后，關閉放氣嘴，轉動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的空氣)。取氣樣時應留意不要讓油進入注射器并留意人身安全。樣品的保存和運輸油樣和氣樣應盡快進展分析，為避開氣體逸散，油樣保存期不得超過4天，氣樣保存期應更短些。在運輸過程及分析前的放置時間內，必需保證注射器的芯子不卡澀。程中應盡量避開猛烈振蕩。油樣和氣樣空運時要避開氣壓變化的影響。樣品的標簽式見附錄A(標準的附錄)。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械真空法兩種，常用的是機械真空法。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，將造成分析結果的差異。因此使用機械真空法脫氣，必需對脫氣裝置的脫氣率進展校核。脫氣裝置的密封性置應接入真空計以監視脫氣前真空系統的真空度(一般殘壓不應高于40Pa)，要求真空系統在泵停頓抽氣的狀況下，在兩倍脫氣所需的時間內殘壓無顯著上升。用于溶解平衡法的玻璃注射器，應對其密封性進展檢查。脫氣率為了盡量削減因脫氣這一操作環節所造成的分析結果的差異，使用不完全脫氣方法時，應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果換算到油中溶解的各種氣體的實際含量。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。即使是同一臺脫氣裝置，其脫氣率也不會是一個常數，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機械振蕩法復性和再現性能滿足要求。該方法的原理是：在恒溫條件下，油樣在和洗脫氣體構成的密閉系統內通過機械振蕩，使油中溶解氣體在氣、液兩相到達安排平衡。通過測試氣相中各組分濃度，并依據平衡原理導出的奧斯特瓦爾德(Ostwald)系數計算出油中溶解氣體各組分的濃度。奧斯特瓦爾德系數定義為：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。i各種氣體在礦物絕緣油中的奧斯特瓦爾德系數見表3壓無關，而且假設氣相和液相處在一樣的溫度下，由此引進的誤差將不會影響推斷結果。3各種氣體在礦物絕緣油中的奧斯特瓦爾德系數k標準標準溫度℃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)國產油測試的平均值。這是從國際上幾種最常用的牌號的變壓器油得到的一些數據的平均值。實際數據與表中的這些數據會有些不同，然而可以使用上面給出的數據，而不影響從計算結果得出的結論。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壓交替對變徑活塞施力的特點(活塞起了類似托普勒泵中水銀反復上下移動，屢次擴容脫氣、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。此技術可加速氣體轉移，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，實現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脫氣這一環節是油中溶解氣體分析結果差異8.6所要求的平行試驗的全都性，必需首先保證脫氣結果的重復性。因脫氣裝置的構造不同、容量不同，故對用油量不作統一規定，但同一裝置的每次試驗應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，至少準確到兩13位有效數字。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油樣體積相差越大越好。對溶解平衡法，在滿足分析進樣量要求的前提下，應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，因各組分有選擇性地回溶而轉變其組成。脫出的氣樣應盡快進展分析，避開長時間地儲存而造成氣體逸散。要留意排凈前一個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，均用氣相色譜儀進展組分和含量的分析。分析對象為：——氫(H2)；(C2H4)；乙炔(C2H2)；——一氧化碳(CO)；二氧化碳(CO2)。一般對丙烷(C3H8)(C3H6)(C3H4)(以上三者統稱為C3)不要求作分析。在計算總烴含量時，不計C3的含量。假設已經分析出結果來，應做記錄，積存數據。14氧(O2)、氮(N2)雖不作推斷指標，但可作為輔助判據，對其應盡可能地分析。對氣相色譜儀的要求氣相色譜儀應滿足以下要求：色譜柱對所檢測組分的分別度應滿足定量分析要求。儀器基線穩定，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用轉化法在氫火焰離子化檢測器上測定CO、CO2時，應對鎳觸媒將CO、CO2轉化為甲烷的轉化率作考察。可能影響轉化率的因素是鎳觸媒的質量、轉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符號標志15本章中使用下述符號標志：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；p——脫出氣體壓力(脫氣時的大氣壓)，kPa；t——試驗時的室溫，℃；V101.3kPa20℃時g的體積，mL；Vt時的實測g體積，mL；gV0——被脫氣油在溫度

為20℃時的體積，mL；16Vt時的實測體積，mL；160V50℃時的體積，mL；0V——自配標準氣樣時所用底氣體積，mL；dV i氣體的體積，i，smL；ηi的脫氣率。i氣體分析步驟進樣準的注射器，以保證良好的進樣體積的準確性。對疑心有故障的設備，至少應兩次進樣，取其平均值。儀器的標定量每個組分的保存時間對各組分定性。用測量其色譜峰面積或峰高進展定量。果的準確性，應在儀器穩定的狀況下，在分析的當天，用外標氣樣進展兩次標定，取其平均值。兩次標定的8.6的要求。對外標氣樣的要求如下：有國家計量部門認證的單位特地配制并經準確標定的混合氣樣。對各測定組分有適當濃度［標準氣樣的參考D(提示的附錄)］。在有效期內使用。17自配標準氣是指用濃度的“純”氣樣自行配制的“標準”氣樣。一般用于對氫氣的標定。17自配標準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容積都必需用蒸餾水稱重法準確校準。配好的氣樣一般不宜在配氣容器中長時間儲存，以免因氣體逸散而影響標定的準確性。自配標準氣樣的濃度按下式計算：VC =i，s Vd

i，s+Vi，s

×106

(3)為了提高分析的準確度，除氫以外，一律承受混合標準氣樣進展標定。用同一注射器，并且進樣體積應一樣，以削減誤差。色譜峰面積的測量量峰高和半頂峰寬來計算。為保證半頂峰寬測量的準確性，應承受較快的記錄紙速，并最好承受讀數放大鏡。假設同一組分的半頂峰寬在標定氣體和所分析的樣品濃度范圍內變化不大，則可以只測量假設干個該組分的半頂峰寬，以其平均值作為計算的依據。譜峰處理參數設置要合理，要定期用外標氣樣校驗保存時間。分析結果的表示方法18油中溶解氣體分析結果，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(μL／L)來表示。18氣體繼電器中的氣體分析結果，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(μL／L)來表示。分析結果的記錄符號：——“0”表示未測出數據；——“－”表示對該組分未作分析。實測數據記錄兩位有效數字。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。分析結果的計算

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

V·g·

Ai ·Ci Vi

Ai，s

i,s

(6)溶解平衡法計算方法V

′校正到g50Vg″：V″=Vg g

′×323

(7)將室溫、試驗壓力下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℃時的校正系數。真空法計算方法按式(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算方法分析氣體繼電器中游離氣體時，承受下式計算各組分氣體濃度C ：i，gACi,g

C iAi,sAi,s試驗結果的重復性和再現性

(11)本試驗方法從取油樣到取得分析結果之間操作環節較多，應力求減20少每個操作環節可能帶來的誤差。均值的±1.5%以內(可以C2H4為代表)。氣結果的重復性在平均值的±2.5%以內。C2H2含量在5μL／L以下時，相差不應大于0.5μL／L；對于其它氣體，10μL／L以下時，相差不應大于1μL／L；當含量在10μL／L10%。不同試驗室間的平行試驗結果相差不應大于平均值的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場運行人員準時了解設備油中溶解氣體的狀況，作為進一步試驗或檢測的基礎。室用氣相色譜儀進展分析。在線式監測儀在線檢測有利于隨時監視油中溶解氣體含量，當設備消滅特別時，可準時以聲光報警。()和測烴類各組分。21在線監測儀應能長期穩定運行，避開誤報21警。對在線監測儀應定期進展標定。由試驗室氣相色譜儀分析設備油中溶解氣體的組分和含量，再進展進一步推斷。故障的識別概述機絕緣材料，在熱和電的作用下，會漸漸老化和分解，產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，也會產生這些氣體。這兩種來源的氣體在技術上不能分別，在數值上也沒有嚴格的界限，而且與負荷、溫度、油中的含水量、油的保護系統和循環系統，以及取樣和測試的許多可變因素有關。因此在推斷設備是否存在故障及其故障的嚴峻程度時，要依據設備運行的歷史狀況和設備的構造特點及外部環境等因素進展綜合推斷。有時設備內并不存在故障，而由于其它緣由，在油中也會消滅上述氣體，要留意這些可能引起誤推斷的氣體來。(如潛油泵)的故障產生的氣體也會進入到變壓器本體的油中。出廠和投運的設備226的要求。226對出廠和投運的設備氣體含量的要求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運行中設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行中設備內部油中氣體含量超過表7和表8所列數值時，應引起留意。設備含氣體組分變壓器和電抗器總乙烴炔設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.該表所列數值不適用于從氣體繼電器放氣嘴取出的氣樣(11章)。2.關于9.3.1b)。330kV及以上電抗器的推斷方法見設備氣體組分含量220KV及110KV及表設備氣體組分含量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備有無故障的唯一標準。當氣體濃度到達留意值時，應進展追蹤分析，查明緣由。對330kV及以24上的電抗器，當消滅痕量(小于1μ／L)消滅特別，但推斷不致于危及繞組和鐵心安全時，可在超過留意值較大的狀況下運行。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值，但有增長趨勢，也應引起留意；有的只是氫氣含量超過表中數值，假設無明顯增長趨勢，也可推斷為正常。留意區分非故障狀況下的氣體來源，進展綜合分析(4.3)。設備中氣體增長率留意值僅僅依據分析結果確實定值是很難對故障的嚴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，假設不準時實行相應的措施，可能會發展成較嚴峻的高能量的故障。因此，必需考慮故障的進展趨勢，也就是故障點的產氣速率。產氣速率與故障消耗能量大小、故障部位、故障點的溫度等狀況有直接關系。推舉以下兩種方式表示產氣速率(未考慮氣體損失)。確定產氣速率，即每運行日產生某種氣體的平均值，按下式計算：C C m i,2 i,1a t

(12)式中：a——確定產氣速率，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——二次取樣時間

25間隔中的實際運行時間，d；m——設備總油量，t；ρ——油的密度，t／m3。變壓器和電抗器確定產氣速率的留意值如表9所示。表9 變壓器和電抗器確定產氣速率留意值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，進展追蹤分析。(或折算到月)某種氣體含量增加原有值的百分數的平均值，按下式計算：C i,2

Ci,1

1100%r C ti,1

(13)式中： ——相對產氣速率，／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——二次取樣時間間隔中的實際運行時間，月。 26相對產氣速率也可以用來推斷充油電氣設備10%時，應引起留意。對總烴起始含量很低的設備，不宜承受此判據。應結合這些狀況進展綜合分析。推斷設備狀況時，還應考慮到呼吸系統對氣體的逸散作用。對疑心氣體含量有緩慢增長趨勢的設備，使用在線監測儀隨時監視設備的氣體增長狀況是有益的，以便監視故障進展趨勢。故障類型的推斷特征氣體法41所列的不同故障類型產生的氣體可推斷設備的故障類型。三比值法在熱動力學和實踐的根底上，推舉改進的三比值法()作為推斷充油電氣設備故障類型的主要方法。改進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(參實考)例斷低溫過熱0 1 (低于低溫過熱分接開關接觸不20(150低溫過熱分接開關接觸不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、引線對箱殼放絡、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)］。三比值法的應用原則：只有依據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備可能存在故障時，氣體比值才是有效的，并應予計算。對氣體含量正常，且無增長趨勢的設備，比

值沒有意義。29假設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。為了得到僅僅相應于故障的氣體比值，要從最終一次的分析結果中減去上一次的分析數據，并重計算比值(COCO2

含量較大的狀況下)一樣的負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誤差，導致氣體比值也存在某些不確定性。利用本導則所述的方法分析油中溶解氣體結果的重復性和再現性見8.6。10μL／L的氣體，兩次的測試誤差不應大于平均值的10%，而在計算氣體比值時，誤差提高到20%。當氣體濃度低于10μL／L時，誤差會更大，使比值的準確度快速降低。因此在使用比值法推斷設備故障性質時，應留意各種可能降低準確度的因素。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。依據現有的統計資料，固體絕緣的正常老化過程與故障狀況下的劣化分解，表現在油中COCO2的含量上，一般沒有嚴格的界限，規律也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%，設備300μ

L／LCO2。在密封設備里，空氣也可能經泄漏而進入設備油中，這樣，30油中的CO2濃度將以空氣的比率存在。閱歷證明，當30CO2／CO＞7。當疑心故障涉及到固體絕緣材料時(高于200℃)，可能CO2／CO＜3，必要時，應從最終一次的測試結果中減去上一次的測試數據，重計算比值，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，這是油在開放式設備的儲油罐中與空氣作用的結果，或密封設備泄漏的結果。在設備里，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。運行中，由于油的氧化或紙的老化，這個比值可能降低，由于O2O2／N2＜0.3時，一般認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。假設某些油或氣體在有載調這些氣體可能污染主油箱的油，并導致誤推斷。主油箱中C2H2／H2＞2，認為是有載調壓污染的跡象。這種狀況可利用比較主油箱和儲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壓的操作次數和產生污染的方式(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展趨勢。CH4、C2H2C2H4的相對含量，在三角形坐標圖上推斷故障類型的方法也可關心這種推斷。見附錄F(提示的附錄)。推斷故障的步驟出廠前的設備按9.2的規定進展比較，并留意積存數據。當依據試驗結果疑心有故障時，應結合其他檢查性試驗進展綜合推斷。運行中的設備將試驗結果的幾項主要指標(炔、氫)與表7和表8列出的油中溶解氣體含量留意值9列出的產氣速率留意值作比較。短期內各種氣體含量快速增加，但尚未超過表7和表8中的數值，也可推斷為內部有特別狀況；有的設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產氣速率的留意值，仍可認為是正常設備。10.110.210.4所述的方法并參考附錄CEF，對故障的類型進展推斷。對一氧化碳和二氧化碳的推斷按10.3進展。d)在氣體繼電器內消滅氣體的狀況下，應將繼電器內氣樣的分析結果按第11章所述的方法進展推斷。32e)依據上述結果以及其他檢查性試驗(如測32量繞組直流電阻、空載特性試驗、絕緣試驗、局部放電試驗和測量微量水分等)的結果，并結合該設備的結構、運行、檢修等狀況進展綜合分析，推斷故障的性質及部位。依據具體狀況對設備實行不同的處理措施(如縮短試驗周期，加強監視，限制負荷，近期安排內部檢查，馬上停頓運行等)。充油電氣設備的典型故障典型故障實例見附錄G(提示的附錄)。在氣體繼電器中的游離氣體上的應用判據。全部故障的產氣速率均與故障的能量釋放緊密相關。對于能量較低、氣體釋放緩慢的故障(如低溫熱點或局部放電)，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；對于能量較大(如鐵心過熱)造成故障氣體釋放較快，當產氣速率大于溶解速率時，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展交換)，轉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警。這些氣體幾乎沒有時機與油中溶解氣體進展交換，因而遠沒有到達平衡。假設長時間留在繼電器中，某些組分，33特別是電弧性故障產生的乙炔，很簡潔溶于油中，而轉變繼電器里的游離氣體組分，甚至導致錯誤的推斷結果。因此當氣體繼電器發出信號時，除應馬上取氣體繼電器中的游離氣體進展色譜分析外，還應同時取油樣進展溶解氣體分析，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，進而可以推斷故障的持續時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ki，計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展比較。計算方法如下：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：假設理論值和油中溶解氣體的實測值近似相等，可認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，說明設備是正常的。應搞清這些非故障氣體的來源及繼電器報警的緣由。另一種是溶解氣體濃度略高于理論假設氣體繼電器內的故障氣體濃度明顯超過油中溶解氣體濃度，說

34存在產生氣體較快的故障，應進一步計算氣體的增長率。推斷故障性質的方法，原則上與油中溶解氣體一樣，但是如上所述，應將游離氣體濃度換算為平衡狀況下的溶解氣體濃度，然后計算比值。設備檔案卡片解氣體分析狀況檔案的卡片。推舉的設備檔案卡片格式見附錄B(標準的附錄)。A(標準的附錄)樣品的標簽格式推舉的樣品標簽格式如表A1所示。表A1 樣品的標簽號t油溫氣溫相對濕℃℃度單位設備名單位設備名稱產品序取樣容器號產品型號油重油牌號取樣緣由取樣部位取樣時間取樣人附錄B(標準的附錄)設備檔案卡片格式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：電壓容油重等級量t型號油種2型號油種2ONCO含2CHCH4量2 4C2 6HL/LCH2 2總烴制造出廠序出廠投運日廠號年月期冷卻調壓方油保護方式式方式時取樣條油溫℃件負荷36MVA含氣量%組分H22COCCHCH3 83 6總烴增長μL/L實際運行時間d總烴產氣率mL/d試驗報告編號分析見意其它檢查性試驗檢修情表B2 設備其它狀況其它檢查性試驗檢修情況況故障記錄C(提示的附錄)哈斯特氣體分壓—溫度關系C1 38體及其它產物。烴類氣體的產氣速率和油裂解的程度依靠于故障溫度()。在模擬試驗中，假定每種生成物與其它產物處于平衡狀態，應用相關分解反響的平衡常數，用熱動力學模擬可計算出C1。圖C1 哈斯特氣體分壓—溫度關系圖C1中可見：a)氫生成的量多，而與溫度相關性不明顯。b)明顯可見的乙炔僅僅在接近1000℃時才生成。c)甲烷、乙烷和乙烯有各自唯一的依靠溫度。C2熱動力學建立的是一種抱負化的極限狀況——平衡狀態下。而在故障狀況下，故障四周不存在等溫的平衡狀況。然而它提醒了設備故障與熱動力學模擬的某些相關性。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，估量設備內部故障的溫度，是有價值的。39附錄D(提示的附錄)39標準混合氣的適用濃度推舉適用的標準混合氣樣濃度見表D1。對于一般氣體含量較高，宜使用高濃度的標準氣樣進展標定。表D1 標準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：由于裝標準氣樣的小鋼瓶的金屬壁簡潔吸附氫而轉變標準氣樣中的氫濃度，因此當其中的標準混合氣樣時間較長時，應自己配制氫氣標準氣樣。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備，氣體比值的極限依據設備的具體類型，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，而又有區分，這說明放電的能量有所不同，因而必需對設備實行不同的措施。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，可有一個簡便、粗略的區分。表E1 溶解氣體分析解釋表情 特 征 C

H/CH

CH