取两种气体进行比值

三比值的原理
根据充油电气设备内油 、绝缘在故障下裂解产生
C2H2/C2H4 0
气体组分含量的相对浓度 与 温度的相互依赖关系
CH4/H2
取两种气体 进行比值
1
从5种特征气体中选取两 种溶解度和扩散系数相近
C2H4/C2H6
2
的气体组成三对比值，以 不同的编码表示；
表2－1 编码规则
气体范围 比值范围的编码
2
0，1 2
1
0，1 2
同时，DL/T722-2000《导则》还提示利用三对比值的另一种判断故障 类型的方法，即溶解气体分析解释表（表2－3）和解释简表（表2－4）。 表2－3是将所有故障类型分为6种情况，这6种情况适合于所有类型的 充油电气设备，气体比值的极限依赖于设备的具体类型，可稍有不同；表2 －3显示D1和D2两种故障类型之间既有重叠又有区别，这说明放电的能量有 所不同，必须对设备采取不同的措施。表2－4给出了粗略的解释，对于局部 放电，低能量或高能量放电以及热故障可有一个简便粗略的区别。 表2－3 溶解气体分析解释 表
C2H6
• • •
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，
C2H4
C2H2 其他
•
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。
充油电气设备故障类型的统计
过热性故障
53%
高能量放电
过热t＜300℃
过热 300℃＜t＜700℃
过热 t＞700℃
二
三比值法的基本原理及应用方法
大量的实践证明，采用特征气体法结合可燃气体含量法，可做出 对故障性质的判断，但还必须找出故障产气组分含量的相对比值与故障 点温度或电场力的依赖关系及其变化规律。为此，人们在用特征气体法 等进行充油电气设备故障诊断的过程中，经不断的总结和改良，国际电 工委员会（IEC）在热力动力学原理和实践的基础上，相继推荐了三比 值法和改良的三比值法。我国现行的DL/T722-2000《导则》推荐的也是 改良的三比值法。 通过大量的研究证明，充油电气设备的故障诊断也不能只依赖于 油中溶解气体的组分含量，还应取决于气体的相对含量；通过绝缘油的 热力学研究结果表明，随着故障点温度的升高，变压器油裂解产生烃类 气体按CH4→C2H6→C2H4→C2H2的顺序推移，并且H2是低温时由局部放电 的离子碰撞游离所产生。基于上述观点，产生以CH4/H2，C2H6/CH4， C2H4/C2H6，C2H2/C2H4的四比值法。由于在四比值法中C2H6/CH4的比值只 能有限地反映热分解的温度范围，于是IEC降其删减。
变压器绝缘油色谱异常分析
辛
帅
目录
电气设备故障与油中特征气体的关系 三比值法的基本原理和应用方法
变压器典型故障案例分析
01
Biblioteka Baidu
02
03
一 电气一 电气设备故障与油中特征气体的关系
一 电气设备故障与油中特征气体的关系
充油电气设备内部故障根据模拟试验和大 CH4 H2 CO CO2 化合烃 量的现场试验得出主要的四种情况：
C2H2/C2H4 ＜0.1 ≥0.1-＜1 ≥1-＜3 ≥3 0 1 1 2
CH4/H2 1 0 2 2
C2H4/C2H6 0 0 1 2
表2－2 故障类型判断方法
编码组合 C2H2/C2H
4
故障类型判断 C 2 H 2 /C 2 H
6
故障实例
CH4/H2 0 2 2 0，1，2 1
0
1 0 1 2 0 0，1，2 0，1，2 0，1，2 0，1，2
高温度、含气量引起油中低能量密集的局部放电 引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分解抽 头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或 悬浮电位之间的电火花放电 线圈匝间、层间短路、相间闪络、分接头引线间油隙 闪络、引起对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、 因环路电流引起电弧、引线对其他接地体放电等。
充油电力变压器的典型故障
故障类型 局部放电 低能量放电 举例 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 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 局部高能量放电造成的闪络，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 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 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 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
情况 DP D1 D2 特征故障 局部放电（见注3） 低能量局部放电 高能量局部放电 C2H2/C2H4 NS① ＞1 0.6-2.5 CH4/H2 ＜0.1 0.1-0.5 0.1-1 C2H2/C2H6 ＜0.2 ＞1 ＞2
7%
火花放电故障
18 % 高能量放电故障 10 %
2% 受潮或局部放电
过热兼高能放电故障
充油电力变压器不同故障类型产生的气体
CH4、C2H4、CO、CO2 CH4、C2H2 H2、CH4、CO H2、C2H2 H2、C2H2、CO、CO2
油和纸过热 油过热
油纸绝缘中局部放电
油中火花放电 油和纸中电弧
低温过热 （低于150℃） 低温过热 （150-300℃） 中温过热 （300-700℃） 高温过热 （高于700℃） 局部放电 低能放电 低能放电兼过 热 电弧放电 电弧放电兼过 热
绝缘导线过热，注意CO和CO2的含量及CO2/CO的值 分解开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不 良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝 缘不良、铁芯多点接地等