气体继电器的工作原理是什么?

发布时间:2025年7月29日 10:31:33

气体继电器是变压器内部故障的 “监测哨兵”,其核心工作原理是利用变压器内部故障时产生的气体油流冲击,触发继电器动作,实现故障预警或跳闸保护。它就像变压器的 “呼吸感应器”,能敏锐捕捉内部异常并发出信号。

为什么气体继电器能感知故障?

变压器正常运行时,内部只有少量气体或几乎无气体产生,气体继电器内的气体和油处于稳定状态,不会触发动作。但当变压器内部出现故障(如绝缘击穿、绕组短路、铁芯过热等)时,故障点会因高温产生气体(如氢气、甲烷等),或因剧烈产气形成油流冲击,这些变化会被气体继电器精准捕捉。

气体继电器的两种核心动作机制

气体继电器内部有两个关键部件:上开口杯(轻瓦斯元件) 和下挡板(重瓦斯元件),分别对应轻瓦斯和重瓦斯保护,具体动作逻辑如下:

 

保护类型 触发条件 动作过程 作用
轻瓦斯保护 内部轻微故障(如局部过热、绝缘老化),产生少量气体,聚集在继电器上部 气体逐渐增多,使继电器内油面下降,上开口杯因重力矩大于浮力矩而倾斜,带动触点闭合 发出报警信号,提醒工作人员检查变压器内部是否存在潜在故障
重瓦斯保护 内部严重故障(如绕组短路、铁芯烧损),瞬间产生大量气体,形成强烈油流冲击 高速油流冲击下挡板,使下挡板偏转,带动触点闭合 直接启动断路器跳闸,切断变压器电源,防止故障扩大

不同故障下的动作表现

  • 轻微故障:如铁芯局部过热导致绝缘油分解,产生的气体缓慢上升至气体继电器上部,油面下降到一定程度后,轻瓦斯动作,发出 “轻瓦斯信号”。
  • 严重故障:如绕组短路产生电弧,瞬间分解大量气体,油流速度可达 1.0-1.2m/s(部分继电器设定值),冲击下挡板,重瓦斯动作,触发跳闸。
  • 油面降低:若变压器漏油导致油面缓慢下降,当油面低于上开口杯时,轻瓦斯也会动作,发出信号。

关键注意事项

  • 安装位置:必须水平安装在油箱与油枕之间的连接管上,确保气体能顺利聚集,油流方向正确冲击挡板。
  • 灵敏度调整:轻瓦斯的动作气量一般设定为 250-300mL,重瓦斯的动作油速通常为 0.6-1.5m/s(根据变压器容量调整),需定期校验确保参数准确。
  • 日常维护:需定期排放继电器内的积气(非故障性积气,如油温变化产生的气泡),避免误动作;同时检查触点接触是否良好,防止接触不良导致保护失效。

总结:变压器的 “故障预警与紧急制动系统”

气体继电器通过监测气体量油流速度,完美实现了对变压器内部故障的分级保护:轻瓦斯负责 “早期预警”,重瓦斯负责 “紧急制动”。这种双重保护机制,既能及时发现潜在问题,又能在严重故障时快速切断电源,是保障变压器安全运行的核心组件之一。理解其工作原理,有助于更精准地判断变压器故障类型,提高设备维护效率。