变压器油中氢气含量超标分析与处理.pdf

J 电 力 安 全 技 术 第1 6 卷( 2 0 1 4 年 第9 期 ) 变压器油中氢气含量超标分析与处理 王 志 勇 ( 阳城 国际发电有限责任公 司，山西 晋城0 4 8 1 0 2 ) 摘要针对变 压器油中氢气 含量超标现象， l 才 旨 出其主要原因是由变 压器高压套管盒内绝缘 件受潮引起，并提 出了相应的解决措施及步骤 ，确保 变压器油中氢气含量总体呈下降趋势，使其恢 复到正常状态。 关键词 变压 器；氢气含量 ；绝缘受潮 1 概述 Q C D Tl 0 7 0 0 1 2 0 0 5 电力设备交接 和预防 性试验规程 规定：当运行 中变压器设备油 中氢气 含量大于 1 5 0 L L时，应引起特别注意 。 某电厂 4号高启变 由保定天威集 团变压器有 限 公司生产 ，变压器型号为 S F F Z 一 5 0 0 0 0 2 2 0 。2 0 0 2 年投运后发现氢气含量超标 ，2 0 0 6 ，2 0 0 9年分别 对 4号高启变本体及高压套管盒子的变压器油进行 真空滤油脱气处理，油色谱试验合格。运行不久后 在油色谱跟踪试验中发现氢气含量再次超标 ，氢气 含量持续升高并维持在 2 0 0“ L L 。 2 氢气含量超标及原因分析 2 1 油中氢气含量超标情况 2 0 0 6 年后，按要求定期对油样色谱进行分析， 其数据如表 1 所示。 表 1 变压器油中氢气含量的色谱分析 “e e 日期 2 0 0 8年 O 4 月2 0 0 8 年 1 1 月2 0 0 9年 0 7 月2 0 0 9年 1 0月 氢气含量 8 0 0 7 1 3 4 5 9 1 5 2 6 3 1 8 1 9 从表 1 可知 ： 特征气体氢气含量超过标准规定 ， 而 C H 、C ： H 等烃类气体含量在规定范围内。将 此油样送至山西电力科学研究院进行油色谱分析试 验 ，结果表明该厂的试验数据正确。按照绝缘监督 一 一 要求 ，缩短了采样测试周期，进一步加强对油色谱 分析的监视。 2 2 原因分析 对于新投运的变压器，其变压器油的特征气体 含量 ( 除 C H 外) 有一定变化是正常的，因为在电 场、热作用下，油 中水分解、绝缘材料热分解都会 引起气体含量变化 ，但此变化量应在规定范围内并 趋于稳定。如果特征气体含量超过规定值 ，即氢气 含量大于 1 5 0 L L 、总烃含量大于 1 5 0 L L及 C H 含量大于 5“ L L时，应引起强烈关注。 结合该厂实际情况 ，对变压器油 中氢气含量升 高的原因进行分析排查。 ( 1 )固体绝缘老化的因素。该变压器一直处于 低负荷运行 ，油温一直处于 2 54 5，未发生近 区短路故障 ，故可排除。 ( 2 )油中含水量 的因素。油中含有的水可与铁 作用生成氢气 ，因此一般要 求油 中含水量不超过 2 5 mg L 。此变压器油 中含水量低于此标准，故可 排除。 ( 3 )如果 变压 器 中与油接触 的金属 件为不锈 钢，由于不锈钢中的镍是一种加氢、脱氢催化剂， 则变压器油 中的环 己烷在一定条件下会发生脱氢反 应。与厂方沟通后，确认高启变无不锈钢件 ，且未 采用不锈钢件更换变压器与油接触部件， 故可排除。 ( 4 )绝缘受潮的因素。变压器本体总水量 中， 9 9水量存在于 固体绝缘纤维 中，只有 1 存在 于变压器油中，这是 因为纤维素对水具有强大的亲 和力。只有当温度大于 8 0时，固体绝缘纤维 中 的水才会从绝缘层表面逸出，溶入变压器油中；当 第 1 6 卷 ( 2 0 1 4 年第 9 期 ) 电力 安 全 技 术 温度下降后 ，水又会被吸附到绝缘层上。由于变压 器油温一直处于 7 0左右，故油 中含水量几乎无 变化 ，变压器油微水含量分析试验不能完全反映油 品受潮现象 。 虽然变压器绕组绝缘 电阻、 吸收比试验 ，绕组 t a n O 测试及泄漏电流试验正常 ，但若油 品因制造 干燥不好或运行受潮，或油品在光、热、电作用下 氧化析水 ，产生的水分会在 电场作用下电解，产生 氢气。水与铁 发生化学反应，也会产生大量氢气。 因此 ，变压器油中特征气体氢气含量大幅上升 的原因可能是变压器内含有水分 。 3 处理过程 2 0 0 8年 3月， 由于 变压 器 油 中氢 气含 量 超 标 ，对 其进 行真空滤油处理 ，油 中氢气含量 降至 6 9 L L 。投运 1 个月后 ，变压器 油中氢气含量 为 7 l L L；投运 1 年后 ，变压器油中氢气含量达 到 2 1 0 L L并趋于稳定 ，表明此次处理无效。 3 1 确定症结 2 0 0 9年，变压器厂家建议对高压 出线套管盒 内油取 样 ，化验结果 表 明氢含量 高于本体 7 0， 初步认定产气源位于高压 引线母线盒 内。由于高压 引线母线盒内的绝缘结构复杂，补油阶段易使母线 盒内绝缘材料受潮。因此，引起变压器油中特征气 体氢气含量大幅上升的主要原因是变压器高压套管 盒 内绝缘件受潮。 3 2 处理过程 ( 1 )变压器放油至升高座位置 ，将高压套管盒 子 内的油全部放至油罐 ；用滤油机对油罐内的油进 行真空脱气处理。 ( 2 ) 当天气无扬尘且 湿度小于 6 5 时，打开 高压 电缆上方母线盒的人孔盖板，剥开 电缆套管与 引线连接处的绝缘，松开连接螺栓 ，断开变压器出 线与电缆的连接。 ( 3 )对变压器当前状态进行试验，测量高低压 绕组的直流 电阻及高低压 绕组 的绝缘电阻吸收 比、 极化指数和介损。 ( 4 )打开高压引线母线盒上的 3 个人孔盖板， 变压器检修专业人员进入母线盒内检查引线上所有 绝缘件和绝缘材料是否受潮 ，用瓦楞纸板替代套管 盒的酚醛树脂管， 更换人孔及阀门胶垫后封闭盖板。 J ( 5 )对变压器进行抽真空处理，真空度一定不 要大于 1 3 3 P a ，抽真空时间维持 6 0 h。 ( 6 )进行真空注油，直至母线盒及变压器注满 为止。 ( 7 )用 真 空 滤 油机 对 变 压 器 进行 2 4 h热 油 循环 ，当变压 器及 套 管 内油 色谱 氢气 含量 低 于 5 0 L L时滤油结束。 ( 8 )进行冷却器、有载调压装置传动试验，清 理工作现场 ，各专业之间注意配合。 ( 9 )附件检修组装、变压器注满油、静置取油 样 ，套管 、瓦斯继 电器 内的气体应放净。 ( 1 0 )变压器取样合格后，变压器静置 2 4 h后 才可投入运行。 整个过程 中应严格监视变压器打开时的空气湿 度，确保空气湿度小于 6 5 ；绝缘材料、变压器 油与空气接触严禁超过 8 h，若超时应立 即充氮气 ( 纯度 9 9 9 9 9 ) 保护 ，并监视氮气压力 ，防止氮 气泄漏造成变压器与空气接触 。 4 处理结果 4号高启变经过一系列检修 、静置后投运，对 变压器油品进行色谱跟踪，油中氢气含量如图 1 所 示。 通过半年来对变压器油中氢气含量的色谱跟踪， 氢含量总体呈下降趋势。 这表明故障症结分析正确， 采取方法得当，产气源被彻底消除，变压器油中的 氢气含量恢复到正常水平。 2 0 l 1 I6 _ 0 2 2 0 n_ _ 0 6 _ _ 3 0 2 o l l _ 0 7 2 1 2 o n 镐 一 2 1 2 o n一1 o _ _2 1 5 结束语 图 1 变压器油中氢气含量变化 为避免变压器出现氢气超标，进一步加强对油 色谱分析的监视 ，变压器厂家应对设计、材料、制 造工艺严格把关，并确保变压器安装正确，还应充 一 一 J 电 力 安 全 技 术 第1 6 卷( 2 0 1 4 年 第9 期) 5 0 0 k V 高压线断线原因分析 李相栋 ( 国网山东省 电力公司检修公司，山东 济南 2 5 0 0 2 1 ) 摘要针对某 5 0 0 k V高压线断线跳闸事故，介绍 了导线直线压接管的压接工艺，指出引起 断线跳闸的原因是直线接续管铝管压接位置错误，并提 出了应加强施工过程中对直线接续管铝管的 监管及对导线接续管的红外检测的预防措施。 关键词高压线； 直线接续管；压接 1 事故经过 2 0 l 0 0 9 1 3 T1 3 ： 2 5 ，某 5 0 0k V 高 压 线 C相 故障跳 闸重合 闸不成功，三相跳闸；1 4 ： l 3强送电 不成功。该路高压线全线采用 L G J -4 0 0 3 5 导 线， 直线接续管型号为 J YD- 4 0 0 3 5 。 跳 闸发生后 ，巡视人员在现场发现 ：该路高压 线 6 8 号 塔大号侧 3 5 m 处 C相 的 2号 子导 线从直 线接续管大号侧断线脱出，直线接续管随小号侧导 线落地；大号侧导线损坏 2 个间隔棒后落地，大号 侧第 3间隔棒未损坏，支撑着落地导线。 从导线断点小号侧直线接续管看，大号侧导 线铝股全部从直线接续管脱 出；从管内压接导线铝 股痕迹看，直线接续管压接大号侧导线铝股距离为 2 c m。导线钢芯断点位于直线接续管大号侧端 口 9 c m 处，且断点处 7 c m 至断点的钢芯表面镀锌层 脱落严重，断点钢丝缩颈。接续管钢管不位于铝管 中心， 钢管大号侧端口与铝管大号侧端口 距离仅为 3 5 c m 端头平齐 ，应为钢锯锯断痕迹 。导线最外层 2 c m 长度的铝股未氧化。钢芯断点处 6 C m至断点表面 镀锌层脱落严重，断点钢丝缩颈，与钢芯断点接触 的导线最 内层铝股无烧灼痕迹。 2 原因分析 2 1 导线直线压接管的压接工艺 ( 1 )将导线待接端切割整齐，按要求完成清洗 工作，将铝管先套入断头的一端，亦可先剥铝股后 穿管 。 ( 2 )在距导线端头 l 1 0 m m处用记号笔划线并 绑好细铁丝 ，切割内层铝股；切割时应注意只能割 到每股直径的 1 2 处，然后用手掰断，严禁损伤钢 芯 ，如图 1 所示。 从导线断点大号侧导线端头看 ，导线多数铝股 图1 切割内层铝股 I I # 特替礴 椿譬 赫特繁警舟 j l 睾聋謦 赣瓣豢赣特 辨特静静 特雄鬻帮 精 lI静静精 警譬静静 椿替臻特荣带 帮#带臻 j 群j I I 臻毒 瓣瓣豢赣希 臻赫赫特謦 尊謦 弗 聋聋 j I l 拳# jl I I毒j I l I I尊 I - ee oc l I 分考虑作业环境、气候变化、附件存放等因素，避 4陈 化钢电 力设备异常运行及事故处理手册【M 】 北京： 免外界因素的影响，尽可能确保变压器投入生产后 中 国水利水电出 版社， 2 0 0 9 可安全 、稳定地运行。 参考文献： l D L T5 7 3 -