氣相色譜技術(shù)應(yīng)用在電抗器故障分析(下)

      氣相色譜技術(shù)應(yīng)用在電抗器故障分析(下)
      三、診斷電抗器等充油設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障在診斷電抗器等充油設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下三個(gè)方面的因素，做到正確判定電抗器的故障類型及故障的大致部位：1、故障下產(chǎn)氣的累計(jì)性充油電氣設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大部分會(huì)溶解于油。隨著故障的持續(xù)，這些氣體在油中不斷積累，直至飽和甚至析出氣泡。因此，油中故障氣體的含量及其累計(jì)程度是診斷故障的存在與發(fā)展情況的一個(gè)依據(jù)。

      2、故障下產(chǎn)氣的速率正常情況下充油電氣設(shè)備在熱和電場(chǎng)的作用下也會(huì)老化分解出少量的可燃性氣體，但產(chǎn)氣速率很緩慢。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部存在故障時(shí)，就會(huì)加快這些氣體的產(chǎn)氣速率。因此，故障氣體的產(chǎn)氣速率，也是診斷故障的存在與發(fā)展程度的另一個(gè)依據(jù)�！　�

      3、故障下產(chǎn)氣的特征性電抗器內(nèi)部在不同故障下產(chǎn)生的氣體有不同的特征。例如局部放電時(shí)總會(huì)有氫;較高溫度的過熱時(shí)總會(huì)有乙烯;而電弧放電時(shí)也總會(huì)有乙炔。因此，故障下產(chǎn)氣的特征性是診斷故障性質(zhì)的又一個(gè)依據(jù)。
　　　
　　四、氣相色譜分析運(yùn)用舉例例1：利用色譜分析結(jié)果判定出電抗器存在放電現(xiàn)象2001年底，新廠區(qū)3#鍋爐靜電除塵器l#電場(chǎng)的電壓升不起來，正常時(shí)應(yīng)該升到4～7萬(wàn)伏，因該電場(chǎng)電壓升不到要求范圍內(nèi)，除塵效率嚴(yán)重下降。

      對(duì)于這個(gè)故障的處理過程是：我們首先檢查了控制電路，在排除控制電路的因素后，然后把留意力集中到靜電除塵器的升壓電抗器上。因該電抗器內(nèi)部裝有高壓硅堆、均壓電阻、電容和取樣電路，且均浸沒在變壓油中，結(jié)構(gòu)特殊，屬于特種電抗器，不答應(yīng)隨便拆開。為了正確判定故障，首先對(duì)其進(jìn)行了常規(guī)檢測(cè)，包括電抗器直流電阻、盡緣電阻等項(xiàng)目的檢測(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)題目，于是采用氣相色譜分析法作進(jìn)一步測(cè)試診斷。

      我們?nèi)≡撆_(tái)電抗器油樣后拿到色譜分析儀上進(jìn)行分析，測(cè)出樣品中溶解氣體的成分和含量如下表所示：從表中數(shù)據(jù)可以看出，該電抗器油中氣體的總烴含量大大超過留意值150ppm，且烴類氣體為主要成分，乙炔含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5ppm的留意值，但因氫氣和甲烷的含量很少，造成烴類氣體含量較高的原因，可能是由于電抗器存在長(zhǎng)時(shí)間的間隙性放電造成的。根據(jù)前述理論，判定該電抗器存在嚴(yán)重的金屬性電弧放電現(xiàn)象，應(yīng)立即停運(yùn)并建議吊芯檢查。
 
      事后修理職員對(duì)該升壓電抗器進(jìn)行吊芯檢驗(yàn)，箱蓋上孔蓋一打開，就有刺鼻的氣味溢出，電抗器芯子吊出箱體，整個(gè)芯子象涂上一層墨，那是由于電弧放電裂解變壓油產(chǎn)生的積碳附著在鐵芯繞組和硅堆上形成的。用變壓油反復(fù)沖洗，經(jīng)細(xì)心檢查，發(fā)現(xiàn)該電抗器確實(shí)存在電弧放電現(xiàn)象，故障部位位于高壓線圈引出線與高壓套管螺桿的連接處。由于該電抗器結(jié)構(gòu)的特殊性，廠家為了裝配方便，把高壓引出線通過一個(gè)馬鞍型卡子與穿墻螺桿作接觸性連接，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，這個(gè)連接點(diǎn)出現(xiàn)了松動(dòng)，造成接觸不良，使電抗器長(zhǎng)時(shí)間處于電弧放電的情況下運(yùn)行，馬鞍型銅卡子已燒蝕了一個(gè)不規(guī)則的洞。題目找到后我們對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，取消了馬鞍型卡子，直接將高壓引線用螺栓緊壓在穿墻螺桿上，在進(jìn)行了一系列檢驗(yàn)后，將芯子重新裝回箱體并更換了電抗器油，完畢通電試運(yùn)行，一切正常。例2：利用色譜分析結(jié)果判定出電抗器存在過熱現(xiàn)象今年2月份，根據(jù)運(yùn)行職員反映，新廠區(qū)4#鍋爐靜電除塵器2#電場(chǎng)無(wú)法運(yùn)行，只要一開機(jī)，高壓控制柜的電源開關(guān)就跳閘，微機(jī)顯示為過活動(dòng)作。

      接到反映后，我們配合運(yùn)行職員一起檢查了所有控制線路、主電源回路、電場(chǎng)內(nèi)部的所有控制電路，均沒有發(fā)現(xiàn)題目，最后斷定題目只可能出在電抗器本身，于是拆除電抗器的高低壓引線，對(duì)電抗器進(jìn)行常規(guī)的檢測(cè)，盡緣電阻正常，直流電阻也正常，也沒有發(fā)現(xiàn)題目。再進(jìn)行第二步變壓油色譜分析來幫助檢查。

      取回電抗器油樣后，我們將其放到氣相色譜分析儀上進(jìn)行分析，結(jié)果令我們大吃一驚，其分析結(jié)果如下表所示：從表中數(shù)據(jù)可以看出，因其乙炔含量為0ppm，基本上可以斷定電抗器不存在放電現(xiàn)象，但烷類及烴類氣體含量非常高，總烴含量是留意值150ppm的100多倍，且乙烷及乙烯是總烴的主要成分，二氧化碳含量也非常高。由此可以判定該電抗器存在嚴(yán)重的過熱故障，過熱使固體盡緣材料分解出上述氣體，故障點(diǎn)溫度大概為：322Log(6887。47/7014。92)+525=520℃。故建議該電場(chǎng)不得投運(yùn)并立即吊芯檢查，以免使故障擴(kuò)大。

      接下來對(duì)該電抗器進(jìn)行了吊芯檢查，整個(gè)鐵芯吊出來后，立即可看到有一個(gè)線圈的盡緣材料已有被燒焦的痕跡，故障為低壓線圈匝間短路，因存在短路故障造成很大的短路電流，故該電場(chǎng)一開機(jī)電源開關(guān)就跳閘�；叵氲跣厩暗臋z測(cè)，未發(fā)現(xiàn)題目的原因在于，低壓線圈固然是匝間短路，但未造成低壓線圈對(duì)高壓線圈、及低壓線圈對(duì)地短路，故盡緣電阻測(cè)試正常。按理說線圈匝間短路電抗器的直流電阻應(yīng)降低，但是由于該線圈本身的電阻值就很小，部分線圈匝間短路后其直流電阻變化不明顯，故造成直流電阻也正常的假象，所以測(cè)電抗器直流電阻時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)題目。

      因該電抗器線圈繞組盡緣燒壞，維修較困難且修理用度比較貴，已不值得再修理，故最后決定更換新的電抗器。

      五、總結(jié)在用氣相色譜連續(xù)檢測(cè)充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障的過程中，假如發(fā)現(xiàn)油中各種氣體的含量中有一項(xiàng)達(dá)到了留意值范圍時(shí)，應(yīng)開始引起留意，采取措施進(jìn)行其它電氣試驗(yàn)等，以便對(duì)設(shè)備有無(wú)異常作出分析和判定。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果中一項(xiàng)超過留意值上限時(shí)，應(yīng)采取措施，盡早停止運(yùn)行，并用其它試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步找出故障點(diǎn)，防止重大事故的發(fā)生。

      用氣相色譜法對(duì)充油電氣設(shè)備油中氣體含量的分析，能判明設(shè)備存在的故障，更重要的是分析判定故障的性質(zhì)，是過熱性故障還是放電性故障及故障的大概部位是在裸金屬部分還是參與了固體盡緣，從而進(jìn)一步估計(jì)故障的危害性，以便及時(shí)采取措施，作出正確處理，防患于未然。

      綜上所述，利用氣相色譜分析電抗器油的氣體組分及其含量，能夠使技術(shù)職員充分把握并監(jiān)測(cè)電抗器的運(yùn)行狀態(tài)，能夠提前知道電抗器內(nèi)部是否存在潛伏性故障，即在電抗器運(yùn)行中(不停電、不吊芯的情況下)，通過常規(guī)檢測(cè)及色譜分析就可以把電抗器內(nèi)有無(wú)故障、有什么樣性質(zhì)的故障診斷出來，這對(duì)于電抗器的維護(hù)保養(yǎng)起到關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用，從而更好地保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。