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变压器油中 产生氢气的原因

变压器无论 是热故障还是电故障,都会导致绝缘介质—变压器油裂 解产生一些特征气体。如果变压器 油中含气量高,尤其是氢含量超标,将加速变压器油老化,使得绝缘材 料使用寿命减少一半,起不到很好的散热、冷却的效果。及早发现设 备内部是否有局部放电,如有局部放 电会引起绝缘破坏,甚至造成事故。

   一、变压器油中 产生氢气的原因

   1、变压器油在 电磁场作用下的分解

   一般情况下,110kV及以下电网 中的变压器所用的变压器油都是25号变压器油,属于石蜡基油。石蜡基油中 烷烃比例较大,烷烃类油化 学性质比较稳定,抗氧化性能好,但是耐热性能较差,尤其在电场 作用下容易发生脱氢反应。

   2、水分对变压 器油的影响
   通常变压器 油中的水分主要是由于变压器受潮产生水引起的。因为水分子为强极性,在电场作用 下水分子汽化而生成气泡,气泡的介电 常数小于油的介电常数,此时气泡承 受的电场强度更高,引起电晕放电,致使气体水 分子首先被电离生成氢气和氧气。

   3、金属促进变 压器油脱氢反应

   由于变压器 中使用了一部分不锈钢材料,在变压器油 逐渐氧化过程中,不锈钢材料 中的镍分子会促进变压器油产生脱氢反应。在这个过程中,铁、铜等金属能 够加强油的氧化反应作用。由于它们具 有可变的原子价,促使过氧化物分解,起着氧化反 应催化剂的作用,同时产生大量的氢气。

   4、 变压器油的析气性

   变压器油析 气性是指变压器油在电场和电离的作用下会产生放气或吸气的现象。油品析气现象的产生,是因为溶解 于油中的气泡,在高电场强 度的作用下,发生游离而 形成高能量的电子或离子。这些高能量 粒子对油分子产生剧烈碰撞使油分子的C-H或部分C-C链断裂,产生活泼氢 及活性烃基基团,通过活泼氢 对烃分子的作用,产生吸气或放气现象。       5、绝缘材料中 吸附的氢气释放

   在变压器干燥、浸渍、高电压试验 等热和电的作用下,绝缘材料分 解产生氢气、烃类气体。经过一段时间后,纸中所吸附 的气体逐渐释放出来,所以油中溶解的气体,尤其是氢气 含量明显升高。
   二、变压器油中 氢气含量增高的防范

   1、变压器内部 裸露的金属,如铜、铁及不锈钢材料,在其表面必 须覆盖绝缘漆,以防止与变 压器油中水分反应或作为催化剂加速变压器油的氢化裂解。而且,金属材料的 所有表面绝缘漆必须彻底固化后,才能进行油箱注油。

   2、严格执行变 压器工艺规程,尽量降低变 压器绝缘材料的含水量。在变压器出厂整理时,尽量缩短其 暴露在空气中的时间,以防止水分的侵入,避免水分在 电场作用下的电离。

   3、在确认变压 器内部没有故障点的情况下,处理油中氢 气含量异常增高通常有两种方法:一种方法是 采用现场换油,采用此方法 处理后的变压器油除氢较为彻底,但是成本较高;第二种方法 是采用热油循环或真空分离方法。

   三、结论

   运行中的电力变压器,常常会出现 油中氢气含量超标,而氢气含量的增长,不少情况下 是电性故障的前兆,也会造成变 压器油绝缘的缺陷,所以氢气含 量也是变压器能否继续安全运行的重要指标之一,应该引起重视。不管是投运 前还是正常运行以后,都要按照相 关规范的要求对变压器油进行气相色谱试验等相关检测,确保变压器 的安全运行。