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１變壓器盡缘材料(liao)產生的(de)氣體組分

油(you)和固體絕缘材料在電或熱的作(zuo)用下會发生分解反應，產生多種氣體混合物。这些裂解氣體中(zhong)對於判定變壓器等電氣設備内部故障類型具有诊断价值的氣體主要(yao)包括甲烷、乙(yi)烷、乙烯、乙炔、氢、一氧(yang)化碳、二氧化(hua)碳等。不同的故障模式和(he)温(wen)度条件下，这些氣體的組成比例會呈現出明顯的差(cha)异特征。在設備正(zheng)常運行阶段(duan)的老化過程中，油的熱分解主要產生(sheng)一氧化碳和二氧化碳兩種氣體。当油紙(zhi)絕缘系(xi)統中存在局部放電現象時，油在電离環境下(xia)的裂解(jie)主要生成氢和甲烷。在故障温度仅略高於設備正常(chang)運行温度的初期阶(jie)段，產生(sheng)的氣體主要以甲烷為(wei)主要成分。随(sui)着故障温度的逐步升高，乙烯和乙烷的含量會逐渐增加，逐步(bu)成為主要的特征氣(qi)體。当(dang)温度上升(sheng)到高於１０００℃的高温範围時(shi)，特別是在電(dian)弧放電產生的弧道温度（３０００℃以上）的強烈作用(yong)下，油的裂解反應會產生(sheng)较多的乙炔成分。

盡缘油和盡缘材料在不同温度和能量作(zuo)用下主要產生的氣體組分(fen)，回納如下：

１）在１４０℃以下時有蒸发汽化和较缓慢的氧化。

在絕缘油的熱分解過程中，当温度範(fan)围處(chu)於140℃到500℃阶段時，絕缘油分子鏈断(duan)裂主要產生烷類氣體(ti)，其中甲烷(wan)和乙烷(wan)構成了分解產物的主要成分。随着温度(du)進一(yi)步升高至500℃以(yi)上區間，絕缘油的熱分解速率顯著加(jia)快，分解產生(sheng)的烯烃類氣體和氢氣的含量均呈現快速增长的(de)趨勢，其(qi)中乙烯作為主要烯烃產(chan)物表現尤為突出。

3）油中存在(zai)電弧時，温度超過1000℃，使油(you)发生裂解(jie)反應，產生的氣體成分主(zhu)要以乙炔和氢(qing)氣為主，同時伴生一定比例的甲烷和乙(yi)烯等烃類氣體(ti)。

設備在(zai)運行過程中，负荷變化导(dao)致的熱胀冷縮現象(xiang)、泵(beng)循環油產生(sheng)的湍流作用、以及鐵芯磁滞伸縮效應引起的機(ji)械振動(dong)等多重因素，都會促進空穴形成並导致油中(zhong)溶解氣體释(shi)放。当这些產生的氣泡聚集在設備絕缘結(jie)構内部的高電(dian)壓應力區域時，在较高電場強度的作(zuo)用下會触发(fa)氣隙放電現象，業界通常称為局部放(fang)電。局部放電的(de)发生不仅會直接引起變壓器油的(de)化學分解，同時還會导致(zhi)周围固體絕缘材(cai)料逐步分解，進而產生更多氣體。这些新產(chan)生的氣體在電(dian)應力持續作用下，會進一步加(jia)劇放(fang)電倾向，形成恶性循環。其中，油在(zai)放電過程中分解產生的氣體成分(fen)主要以氢氣為主，同時伴(ban)随(sui)少量甲烷氣體的生成。

５）固(gu)體盡(jin)缘材料，在(zai)较低温度（１４０℃以下(xia)）长期(qi)加熱(re)時，將逐渐地老化變質產生氣體，其中主要是(shi)一氧化碳和二氧化碳，且后者是主要成分。

６）固體盡缘材料在(zai)高於２００℃作用(yong)下，除產生(sheng)碳的氧化物之外(wai)，還(hai)分解有氢、烃類氣體(ti)，温度不同，一氧化碳和二氧化碳的比值(zhi)有所不(bu)同，这一比值在低温時小而高(gao)温(wen)時大。

７）鐵鋼等(deng)金屬材料起催化作用，水與鐵反應產生氢氣。此外，奥氏不锈鋼材能蕴躲氢，與盡缘油接触開释出來溶解於(yu)油中。

下表為不同故障類型產(chan)生的氣體組(zu)分：

在變(bian)壓器故障(zhang)诊断中，設備内(nei)並(bing)不一定存在實际故障，但由於(yu)多種其他原(yuan)因，油中仍會(hui)出現各類溶解氣體，这些氣體來源需(xu)要被準確识別以避(bi)免误判定。例如(ru)有载調壓(ya)變壓器中切换開關油室的油向變壓器本體渗漏，或某種(zhong)範围開關在(zai)動作時產生的悬浮電位放電，都會在油中產生(sheng)特定氣體；設備曾經历(li)過(guo)故障事件，故障虽已排除但絕缘油(you)未經脱氣(qi)處理，部分残余(yu)氣體仍留存(cun)在油中；設備油箱曾進行過带油(you)补焊(han)作業，高温焊接過(guo)程同樣會在油内產生氣體(ti)；原注進的新(xin)油本身就含有某几種氣體等情况。此外還應重點留(liu)意油(you)冷卻系統附屬設備（如潜油泵、油流繼電器(qi)等(deng)）内部发生故(gu)障(zhang)時，產生(sheng)的氣體也會(hui)進入到變壓器本體的油中，與變壓器本身故障(zhang)產生的氣體(ti)混合，增加(jia)诊断难度。因(yin)此在運行維護過程中，当設備内部油中氣體含(han)量超過下表所列数(shu)值時，應及(ji)時引起重(zhong)視。

仅仅根據分析結果的盡對值是很难對故障的嚴(yan)重性作出正確判(pan)定的，必须考察故障的发展趨勢(shi)，也就是故障點（假如存在的(de)話）的(de)產氣速率。產(chan)氣速率是與故障消耗能量大(da)小、故障(zhang)部(bu)位、故障點的温度等情况直接有(you)關的。如总烃的相對產氣(qi)速率大於１０％時應引起留意。