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变压器油中产生氢气该怎办?

时间: 2021-01-21
作者: 广州澳凯油品检测
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变压器油中产生氢气该怎办?

我们知道,变压器运行后,无论是热故障还是电故障,最终都会导致绝缘介质分解产生各种特征气体。由于变压器油、纸绝缘结构中,碳氢键的键能低,所以在分解过程中一般是先产生氢气,因此氢气是各种故障特征气体的主要成分之一。



Q1:分解产生氢气的主要途径是?



变压器油中产生氢气该怎办?

答:主要有以下三个途径:

(1)水分的电解及与铁的化学反应

当油中存在水分时,在电场的作用下,水分将发生电解产生氢气;水分也会与铁发生反应产生氢气。
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(2)烷烃的裂化反应

我们知道,变压器油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃组成,其中烷烃的热稳定性最差。这些有机物在高温下会发生裂化,变成小分子烷烃、不饱和烃(烯烃和炔烃)及氢气。气相色谱法和三比值法就是基于氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔五种成分。

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(3)环己烷的脱氢反应

环己烷是石油的主要成分之一。在变压器油的炼制过程中,由于工艺条件限制,难免会留下少量的环烷烃成分(含环己烷)。这样,在催化剂或合适温度下,就可能因它发生脱氢反应(芳构化产生苯和氢气)。

该反应是可逆的,正方向是吸热反应,逆方向是放热反应。在常温下有较多氢气时,平衡向左移动,有利于环己烷的生成;温度提高,同时体系中没有或只有少许氢气时,平衡向右移动,有利于氢气和苯的生成。

由于1摩尔环己烷可生成3摩尔氢气,且其体积比为1:622,所以油中极少量的环己烷就可能造成氢气浓度高。

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Q2:以上三种途径,如何确定哪个是氢气超标的主因?



变压器油中产生氢气该怎办?

答:如果在变压器投运前出现氢气增多(一般在30μL/L以内),且水分含量基本不变,则主要原因是环己烷的脱氢反应。

如果投运后烃类含量合格仅氢气超标(150μL/L以上),且与水分含量成正相关,则主要原因是水分的电解及与铁的化学反应。

如果烃类和氢气均超标,则怀疑内部存在过热或放电,导致了烷烃的裂化反应。
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Q3:以上三种原因,采用何种处理方式最合适?




变压器油中产生氢气该怎办?


答:(1)水分的电解及与铁的化学反应造成的氢气超标可采用热油循环法除去油中的水分及氢气,或换油法重新进行真空注油(成本较高)。

(2)烷烃的裂化反应造成的氢气及烃类超标,应使用色谱分析、三比值、进人检查等方法综合判断,确定缺陷性质后采取相应处理办法。

(3)环己烷的脱氢反应造成的氢气超标,可采用真空脱气法。

在变压器投运后,主要应对氢气超标的处理方法是热油循环法
变压器油中产生氢气该怎办?



变压器油中产生氢气该怎办?


结束语

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。



Q3:以上三种原因,采用何种处理方式最合适?




变压器油中产生氢气该怎办?


答:(1)水分的电解及与铁的化学反应造成的氢气超标可采用热油循环法除去油中的水分及氢气,或换油法重新进行真空注油(成本较高)。

(2)烷烃的裂化反应造成的氢气及烃类超标,应使用色谱分析、三比值、进人检查等方法综合判断,确定缺陷性质后采取相应处理办法。

(3)环己烷的脱氢反应造成的氢气超标,可采用真空脱气法。

在变压器投运后,主要应对氢气超标的处理方法是热油循环法
变压器油中产生氢气该怎办?



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结束语

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。

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