變壓器(qì)油中氣體(tǐ)的(de)産生(shēng)機(​ jī)理(lǐ)

油和(hé)紙(zhǐ)是(shì)充油電(di€σ÷àn)氣設備的(de)主要(yào)絕緣材料，油中氣體(tǐ)的(de)産生(shēn♠®™δg)機(jī)理(lǐ)與材料的(de)性能(néng)和(h‍₽∑λé)各種因素有(yǒu)關。

一(yī)、變壓器(qì)油劣化(huà)及産氣

變壓器(qì)油是(shì)由天然石油經 ↓φ¶過蒸餾、精煉而獲得(de)的(de)一(yī)種礦₹♦™♦物(wù)油。它是(shì)由各種碳氫化(huà)合物(wù•γ↔)所組成的(de)混合物(wù)，其中，碳、氫兩元素占其全部重量95%～99%，☆ε€其他(tā)為(wèi)硫、氮、氧及極少(shǎo)量金( "jīn)屬元素等。石油基碳氫化(huà)合物(wù)有(yǒu)環烷烴(C_nH_2n)、烷烴(C_nH_2n+2)、芳香烴(C_nH_2n-m)以及其他(tā)一(yī)些(xiē)成分(fēn)。表1-1列出​&€了(le)部分(fēn)國(guó)産變壓器(qì)油的(de)成分(fēn)分(fēn)析結果§₹♣α。

環烷烴具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)化(huà)學穩定性和(hé)介電(diàβ n)穩定性，黏度随溫度的(de)變化(h±&uà)小(xiǎo)。芳香烴化(huà)學穩定性∞±和(hé)介電(diàn)穩定性也(yě)較好(hǎo)，在電(diàn)場(chǎngπ↕‌₽)作(zuò)用(yòng)下(xià)不(bù)析出氣體(tǐ)，而且能(néng)吸收♦>£©氣體(tǐ)。變壓器(qì)油中芳香烴含量高(gāo)，則油的(de)吸氣性強，反§§之則吸氣性差。但(dàn)芳香烴在電(diàn)弧作(zuò)用(yòng)下(xi‌☆€♠à)生(shēng)成碳粒較多(duō)，又(yòu)會(huì)降低(dī)油的(de)電(di÷β↑àn)氣性能(néng)；芳香烴易燃，且随其含量增加，油的(de)£♠"比重和(hé)黏度增大(dà)，凝固點升高(gā₽λo)。環烷烴中的(de)石蠟烴具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)化(huà)學穩定性和(héλ₩')易使油凝固，在電(diàn)場(chǎng)作(zuò)用(yònε♠↑≠g)下(xià)易發生(shēng)電(diàn)離(lí)而析出氣體(tǐ)，并形成樹(shù)‍​枝狀的(de)X臘，影(yǐng)響油的(de)導熱(rè)性。→®✔λ

變壓器(qì)油在運行(xíng)中因受溫度、∏ε電(diàn)場(chǎng)、氧氣及水(shuǐ)分(fēn↑©)和(hé)銅、鐵(tiě)等材料的(de)催化(huà)₽→£ 作(zuò)用(yòng)，發生(shēng)氧化(h★φΩ&uà)、裂解與碳化(huà)等反應，生(shēng)φ ↓‌成某些(xiē)氧化(huà)産物(wù)及其縮合物(w≤€ù)(油泥)，産生(shēng)氫及低(dī)分(fēn)子(zǐ)烴≥&類氣體(tǐ)和(hé)固體(tǐ)X臘等。

總之，在熱(rè)、電(diàn)、氧的(de)作(z→↕uò)用(yòng)下(xià)，變壓器(qì)油的(de↕↑)劣化(huà)過程以遊離(lí)基鏈式反應進行(xíng)，反應速率随著(z₹πhe)溫度的(de)上(shàng)升而增加≠σ。氧和(hé)水(shuǐ)分(fēn)的(de)存在及其含量高(gāo)低(dī)對✔∑(duì)反應影(yǐng)響很(hěn)大(dà)，銅和(hé)¥™©鐵(tiě)等金(jīn)屬也(yě)起觸媒作(zuò)用(yòng)使反應加速，老(lǎo∑♥×)化(huà)後所生(shēng)成的(de)酸和(¥₽hé)H₂O及油泥等危及油的(de)絕緣特性。經過精煉的(de)變≥α壓器(qì)油中不(bù)含低(dī)分(fēn)子(zǐ)烴類氣體(•¶tǐ)，但(dàn)變壓器(qì)油在運行(xíng)中•'<受到(dào)高(gāo)溫作(zuò)用(yòng)将分(fēn)☆↔±€解産生(shēng)二氧化(huà)碳、低(dī)分(fēn)子(zǐ)烴類氣體(tǐ)和(h≠∏₽εé)氫氣等。

綜上(shàng)所述，變壓器(qì)油是(shì)由許多(duō)不(bùΩ‌)同分(fēn)子(zǐ)量的(de)碳氫化(huà)合物(wù)'δ≥→分(fēn)子(zǐ)組成的(de)混合物(wù)，分(fēn)子(zǐ)中含有(>₩yǒu)CH₃*,CH₂*和(hé)CH*化(huà)學基團，并由C─C鍵鍵合在一(yī)起。由于電(di≥≠βàn)或熱(rè)故障的(de)原因，可(kě)以使某些☆©>(xiē)C─H鍵和(hé)C─C鍵斷裂，伴随生(shēng)成少(shǎo)量活潑的(d∏®♠₽e)氫原子(zǐ)和(hé)不(bù)穩定的(de)碳氫化(hu‌♦>≤à)合物(wù)的(de)自(zì)由基，這(zhè)些(xiē)氫原子(zǐ)或自(zì)由基通♣™(tōng)過複雜(zá)的(de)化(huà)學₩☆β反應迅速重新化(huà)合，形成氫氣和(hé)低(dī)分(fēn)子(zǐ)烴♥α$類氣體(tǐ)，如(rú)甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也(yě)可(kě)能≈∏(néng)生(shēng)成碳的(de)固體(tǐ)顆粒及碳氫聚合物(wù)(X臘)。在故∏>✘障初期，所形成的(de)氣體(tǐ)溶解于油中；當故障能(néng)量較大(dà)時→ (shí)，也(yě)可(kě)能(néng)聚集成遊離(lí)氣體(tǐ) ✘✔∑。油碳化(huà)生(shēng)成碳粒的(de)​≥←溫度在500-800℃，碳的(de)固體(t≤¶$•ǐ)顆粒及碳氫聚合物(wù)可(kě)沉積在設備₩↑φ的(de)內(nèi)部。低(dī)能(néng)量放β®≈(fàng)電(diàn)性故障，如(rú)局部放(fàng)電(diàn)通(tōng)過離(₹ ©∏lí)子(zǐ)反應促使最弱的(de)鍵C─H鍵(338☆≠πεkJ/mol)的(de)形成重新化(huà)合成烴類氣體(tǐ)φ$↑，依次需要(yào)越來(lái)越高(gāo)的(de)溫度和(hé)越來(lái)越多(d♣<₽uō)的(de)能(néng)量。

乙烯雖然在較低(dī)的(de)溫度時(shí)也(yě)有(yǒu)少(shǎ± ∏o)量生(shēng)成，但(dàn)主要(yào)是(shì)在高(gāo)于甲烷和ε¶δ'(hé)乙烷的(de)溫度即大(dà)約為(wèi)5✘€≤00℃下(xià)生(shēng)成。乙炔一(yī)般在800-120γ φ0℃的(de)溫度下(xià)生(shēng)成，而且當溫度降 ✘λ低(dī)時(shí)，反應迅速被抑制(zhì)，作(zuò)為(wè∑ ¶i)重新化(huà)合物(wù)的(de)穩定産物(wù)而積累。因 ↓→此，雖然在較低(dī)的(de)溫度下(xià)(低(dī)于800℃)也(yα&•ě)會(huì)有(yǒu)少(shǎo)量乙炔生(shēng)成，但(dàn)大<¥​(dà)量乙炔是(shì)在電(diàn)弧的(de)弧道($₩♦dào)中産生(shēng)。此外(wài)，油在起氧化(•✔huà)反應時(shí)，伴随生(shēng)成少(shǎo €)量CO和(hé)CO₂，并且CO和(hé)CO₂能(néng)長(cháng)期積累，成為(wèi)數(shù)量顯著的(de)特征氣體(tǐ)∏β​。

二、固體(tǐ)絕緣材料的(de)分(fēn)解及氣體(tǐ)

油紙(zhǐ)絕緣包括絕緣紙(zhǐ)、絕緣紙(zhǐ)闆等，它們的(de)主要(yào★β)成分(fēn)是(shì)纖維素。纖維素δ£熱(rè)分(fēn)解的(de)氣體(tǐ)組分(fēn)主要(yào)是(shì)CO×®‌和(hé)CO₂。聚合物(wù)裂解的(de)有(yǒu)效溫度高(gāo)于105℃，完全裂解和(hé)¥£碳化(huà)高(gāo)于300℃，在生(shēng)成₩<☆水(shuǐ)的(de)同時(shí)，生(shēng)成大(dà)量的(de)CO和≈↕(hé)CO₂及少(shǎo)量烴類氣體(tǐ)和(hé)呋喃化(huà)合物(wù ←)，同時(shí)油被氧化(huà)。CO和(hé)CO₂的(de)生(shēng)成不(bù)僅随溫度升高(gāo)而加®δ←快(kuài)，而且随油中氧的(de)含量和(hé)紙(zhǐ)的(de)濕度增大(dà)’而增加。

三、變壓器(qì)空(kōng)載、負載γ₹₹✘損耗測量

ZC-202A變壓器(qì)空(kōng)載負載特性測試儀是(shì)武漢中谷測控研發生(shēng)産♣<→"的(de)專用(yòng)于電(diàn)力變壓器(qì)空(kōng)載、負載損耗測量的(d©£e)智能(néng)化(huà)儀器(qì)，ZC-202A變壓器(qì)空(kōng)載負載特性測試儀可(kě)測量變壓器(qì)的(de)空(kōng)載電(diàn)流、空(±↓ kōng)載損耗、短(duǎn)路(lù)電(diàn)壓、短(duǎn)路∑♦$∏(lù)（負載）損耗。可(kě)進行(xíng)諧波試驗，分(fēn)析至31÷♣次諧波。儀器(qì)內(nèi)部自(zì)動進行(xíng)量程切換，允許測量電¶ ‍(diàn)壓、電(diàn)流範圍寬，接線簡單。做(zγ₽uò)三相(xiàng)變壓器(qì)的(de)空(kōng)載、負載試驗™≥時(shí)，儀器(qì)能(néng)自(zì)動判斷接線是(shì)否正确，并顯示三相(x→♥iàng)電(diàn)壓、電(diàn)流的(de₽¥)向量圖。

ZC-202A變壓器(qì)空(kōng)載負載特性測試儀單機(jī)可(kě)以完成1000KVA以下(xiàγ÷)的(de)配電(diàn)變壓器(qì)全電(diàn)流下(xià)的(de)負載實$φ¶驗的(de)測量；在三分(fēn)之一(yī)γ☆額定電(diàn)流下(xià)可(kě)完成3₩∞↑150KVA以下(xià)的(de)配電¶≠(diàn)變壓器(qì)的(de)負載試驗的(dα↕→e)測量（在三分(fēn)之一(yī)的(de)額定電(diàn"←)流下(xià)，儀器(qì)可(kě)換算(suàn)到(d<♠'ào)額定電(diàn)流下(xià)的(de)負載損耗參數(shù)）♠&‍。所有(yǒu)測試結果均自(zì)動進行(xíng)₽β∑α相(xiàng)關校(xiào)正。儀器(qì)可(kě)自(zì)動進行(xíng)諸γΩβ如(rú)：波形校(xiào)正、溫度校(xiào)正、非♥ε&©額定電(diàn)壓校(xiào)正、非額定電(diàn)流校(xiào)正等多(dλ★uō)種校(xiào)正，使測試結果準确度更高(gāo)。