绝缘油的气相色谱分析.pptVIP

二、固体绝缘材料的分解及气体油纸绝缘包括绝缘纸、绝缘纸板等，它们的主要成分是纤维素。木纤维是由许多葡萄糖基借1-4配键连结起来的大分子，其化学式为(C5H10O5)n。纤维素分子呈链状，是主链中含有六节环的线型高分子化合物。每个链节中含有3个羟基（即OH），每根长链间由羟基生成氢键。氢键是由于与电负性很大的元素如F、O相结合的氢原子与另一个分子中电负性很大的原子间的引力而形成。长期互相之间氢键的引力和摩擦力，纤维素有很大的强度和弹性，因此机械性能良好。N代表长链并连的个数，成为聚合度，一般新纸N≈1300，极度老化以致寿命终止的绝缘纸N为150-200。纸、层压板或木板等固体绝缘材料分子内含有大量的无水右旋糖环和弱的C─O化合。聚合物裂解的有效温度高于105℃，完全裂解和碳化高于300℃，在生成水的同时，生成大量的CO和CO2及少量烃类气体和呋喃化合物，同时油被氧化。CO和CO2的生成不仅随温度升高而加快，而且随油中氧的含量和纸的湿度增大而增加。由表2－6的试验结果可知，纤维素热分解的气体组分主要是CO和CO2。表2－6温度470℃时纤维素热分解产物分解产物重量/（%）分解产物重量/（%）水35.5CO210.40醋酸1.40CO4.20丙铜0.07CH40.27焦油4.20C2H40.17其他有机物质5.20焦炭39.59第三节电气设备内部故障与油中特征气体的关系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。从表2－7国内对359台故障变压器的故障类型进行统计的结果可以看出，运行中充油电气设备的故障主要有过热性故障和高能放电性故障。根据模拟试验和大量的现场试验，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，而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2－8。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2－9和表2－10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2－7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22653高能量放电故障6518.1过热兼高能放电故障3610.0火花放电故障257.0受潮或局部放电71.9表2－8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、C2H2H2、C2H6油和纸过热CH4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油纸绝缘中局部放电H2、CH4、COC2H2、C2H6、CO2油中火花放电H2、C2H2油中电弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6油和纸中电弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6注：进水受潮或油中气泡可使氢含量升高表2－9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的。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点。油击穿、选择开关的切断电流高能量放电局部高能量或由短路造表2－9充油电力变压器的典型故障成的闪络，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量过热300℃＜t＜700℃螺栓连接处（特别是铝排）、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2－10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