Что такое растворенные газы в трансформаторном масле? Семь характеристик неисправности газа в деталях
发布时间：Солнце, 15 мая 2026 14:00:00
- неисправный газ: происходит внутренний перегрев или разрядка масляного трансформатора, изоляционное масло и твердые изоляционные материалы разлагаются и выделяют характерный газ, растворенный в масле, компонент и содержание газа непосредственно отражают тип и тяжесть повреждения
- Семь основных газовВодород (H₂), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂), метан (CH₄), этан (C₂H₆), этилен (C₂H₄), ацетилен (C₂H₂), каждый из которых соответствует своему режиму отказа
- Принципы диагностики: Сочетание газов, образующихся при различных типах неисправностей, имеет закономерность, и тип неисправности может быть точно определен путем анализа зависимости между концентрацией и соотношением каждого газа.
- Средства обнаружения: Система онлайн-мониторинга автоматически завершает весь процесс добычи, дегазации, сепарации и обнаружения нефти и может одновременно выводить точную концентрацию семи газов в одном анализе.
1. Механизм неисправного газогенератора
При нормальной работе трансформатора изоляционное масло и твердые изоляционные материалы медленно стареют под воздействием электрических, тепловых и механических нагрузок, выделяя следовые количества газа, растворенного в масле. При возникновении внутренних аномалий - будь то локальный перегрев, общий перегрев или электрический разряд - соответствующее разрушение органических молекулярных цепей резко ускоряется, и скорость выделения газа возрастает в геометрической прогрессии.
Перегрев при различных температурах воздействует на различные молекулярные структуры, образуя различные продукты крекинга; различные типы разрядов (частичные разряды, искровые разряды, дуговые разряды) выделяют совершенно разные уровни энергии, в результате чего образуются различные типы и пропорции газов. Это является научной основой для диагностики неисправностей путем анализа растворенных в нефти газов.
2. Таблица перекрестных ссылок семи характерных газов
| Название газа | химическая формула (например, вода H2O) | Основные типы неисправностей | производственный механизм | Основные характеристики |
|---|---|---|---|---|
| водород (газ) | H₂ | Частичный разряд, низкоэнергетический разряд, коронный разряд | Молекулы масла разрывают связь C-H в присутствии электрического поля, в результате чего образуется водородный радикал. | Самый легкий газ, чаще всего выделяется из нефти; самый ранний признак неисправности |
| метан CH4 | CH₄ | Низкотемпературный перегрев в масле (300~500°C) | Алкановые цепи в нефти разрываются при умеренных температурах с образованием метильных радикалов | Маркер низкотемпературного перегрева, часто сопутствующего этану |
| этан (C2H6) | C₂H₆ | Низкотемпературный перегрев в масле (300~500°C) | Связывание двух метильных радикалов или разрыв цепи C₂ | Подтверждение низкотемпературных и среднетемпературных тепловых дефектов при наличии метана |
| винил | C₂H₄ | Высокотемпературный перегрев масла (>500°C) | Массивный разрыв связей С-С при высоких температурах для рекомбинации в ненасыщенные углеводороды | Признак высокотемпературного перегрева, возникающий в большом количестве при температурах, превышающих 500°C |
| этин C2H2 | C₂H₂ | Дуговой разряд, высокоэнергетический разряд | Образование тройной связи C≡C при очень высоких температурах дуги | Неисправности разряда являются решающими показателями, следовые случаи требуют расследования аварийных ситуаций |
| монооксид углерода CO | CO | Перегрев или разрушение твердых изоляционных материалов | Разложение целлюлозы в изоляционной бумаге/картоне под действием тепла | Соотношение CO/CO₂ является центральным параметром для определения степени старения изоляции |
| двуокись углерода CO2 | CO₂ |
3. подробная диагностическая ценность отдельных газов
3.1 Водород - самый чувствительный предвестник поломки
Водород - это самый низкомолекулярный и быстро распространяющийся газ из дефектов. Почти при всех типах повреждений первоначально выделяется водород, что делает его наиболее чувствительным, но наименее специфичным индикатором. Повышенное содержание водорода само по себе обычно указывает на частичный разряд или коронное замыкание; если оно сопровождается повышенным содержанием других углеводородных газов, необходимо дальнейшее исследование в соответствии с законом сочетания.
3.2 Углеводородные газы - классификационные индикаторы тепловых отказов
Метан и этан представляют низкотемпературный перегрев, этилен - высокотемпературный перегрев, а ацетилен - дуговой разряд. Соотношение этих четырех углеводородных газов является главной основой для определения температурного диапазона и уровня энергии повреждения. Например, чем выше соотношение этилена и этана, тем выше температура перегрева; если присутствует ацетилен, независимо от его низкой концентрации, это означает наличие сильного разряда.
3.3 Оксиды углерода - индикаторы срока службы твердой изоляции
CO и CO₂ образуются в результате термического разложения изоляционной бумаги и картона, что является совершенно иным источником, чем углеводородные газы, образующиеся при разложении масла. Увеличение отношения CO/CO₂ обычно означает, что старение твердой изоляции происходит ускоренными темпами. Эта часть данных важна для оценки общего остаточного срока службы трансформатора.
4. Соответствие между комбинациями газов и типами неисправностей
4.1 Тепловые режимы отказа
Перегрев чистого масла (например, локальный перегрев из-за плохого контакта с устройством РПН): в основном метан и этилен, небольшое количество этана, почти нет ацетилена. Перегрев твердой изоляции: значительно более высокие CO и CO₂ по сравнению с газами перегрева масла.
4.2 Режимы разрушения при разряде
Локализованный разряд: преобладает водород, сопровождается небольшим количеством метана. Искровой разряд: водород + ацетилен одновременно, содержание ацетилена невелико. Дуговой разряд: ацетилен резко возрастает, а этилен и водород значительно увеличиваются, что является самым серьезным сигналом о неисправности внутри трансформатора.
5. часто задаваемые вопросы
5.1 В. Каково нормальное значение содержания растворенных газов в нефти?
О: Для трансформаторов разного уровня напряжения и мощности значения газа различны. В целом, значение водородного показателя для работающего трансформатора составляет около 150 мкл/л, ацетиленового показателя - около 5 мкл/л (220 кВ и выше), а общего углеводородного показателя - около 150 мкл/л. Конкретные значения следует определять, обратившись к протоколу заводских испытаний оборудования и правилам эксплуатации.
5.2 В. Почему водород повышен, а другие газы нормальны?
О: Такая ситуация обычно указывает на частичный или коронный разряд. Потому что низкоэнергетический разряд в основном разрывает связь C-H для получения водорода, недостаточно для разрыва связи C-C для получения углеводородных газов. Но также необходимо исключить попадание воды в водород при электролизе нефти, каталитический водород из материалов из нержавеющей стали и другие факторы, не являющиеся неисправностями.
5.3 В. Обязательно ли наличие ацетилена означает неисправность?
О: Присутствие ацетилена в работающем трансформаторе требует повышенного внимания. Даже если концентрация очень низкая (1~2 мкл/л), необходимо сократить период тестирования и интенсивно контролировать ее. Если концентрация ацетилена постоянно увеличивается, это свидетельствует о наличии внутренней неисправности разряда, и необходимо как можно скорее остановить трансформатор для проведения проверки.
5.4 В. Как интерпретируется соотношение CO/CO₂?
О: Соотношение CO/CO₂ больше 0,1 или постоянное увеличение указывает на то, что твердая изоляция подвергается ненормальному тепловому старению. Чем выше соотношение и чем круче тенденция, тем быстрее стареет изоляция. Однако следует отметить, что CO и CO₂ будут медленно увеличиваться и в начале эксплуатации нового трансформатора, что является нормальным процессом старения.
5.5 В. Как быть с расхождениями между данными по газу, полученными в ходе он-лайн и офф-лайн хроматографического мониторинга нефти?
О: Это нормально, что существует некоторая погрешность между онлайн-мониторингом и автономным обнаружением, обусловленная различными методами отбора проб, методами дегазации, различиями в детекторах и т. д. Главное - искать последовательную тенденцию. Главное, чтобы тенденция была последовательной - если в обоих случаях наблюдается постоянный рост концентрации одного и того же газа, даже если есть разница в абсолютном значении, то для определения неисправности следует ориентироваться на тенденцию.
6. Как можно использовать данные по газу для принятия решений по эксплуатации и техническому обслуживанию?
6.1 Установление исходного уровня газа - "исходный уровень отпечатков пальцев" для каждого газа должен быть установлен как можно скорее после ввода в эксплуатацию или капитального ремонта оборудования, и все последующие анализы должны основываться на исходном уровне в качестве эталона.
6.2 Ориентируйтесь на тенденции, а не на отдельные моменты - единичная аномалия в данных может быть ошибкой выборки или обнаружения; продолжающаяся тенденция к росту - верный предупреждающий знак. Преимущество онлайн-мониторинга заключается в том, что он предоставляет плотные данные о тенденциях.
6.3 Совместное суждение по нескольким газам - не только изучение одного газа, но и рассмотрение комбинации газов и соотношения между ними, в сочетании с методом трех соотношений или методом треугольника Давида для комплексной диагностики.
Отказ от ответственности: Содержание этой статьи предназначено только для технического обмена и ссылок, и не является какой-либо формой обязательств по закупкам или предложением контракта. Технические параметры, конфигурация и цена продукта определяются фактическим контрактом и техническим соглашением. Технические данные и примеры, приведенные в данной статье, взяты из публичной информации и инженерной практики, если они обновляются без уведомления.
Вам нужно решение для онлайн-мониторинга хроматографии трансформаторного масла? Добро пожаловать в Inotera для получения индивидуальной поддержки при выборе. Горячая линия: 13959168359 (WeChat).
