論電力專用氣相色譜儀分析運(yùn)用中的重要性
1.利用色譜分析結(jié)果判斷出變壓器存在放電現(xiàn)象
新廠區(qū)３＃鍋爐靜電除塵器ｌ＃電場(chǎng)的電壓升不起來(lái)，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(guò)程是：我們首先檢查了控制電路，在排除控制電路的因素后，然后把注意力集中到靜電除塵器的升壓變壓器上。因該變壓器內(nèi)部裝有高壓硅堆、均壓電阻、電容和取樣電路，且均浸沒(méi)在變壓油中，結(jié)構(gòu)特殊，屬于特種變壓器，不允許隨便拆開(kāi)。為了準(zhǔn)確判斷故障，首先對(duì)其進(jìn)行了常規(guī)檢測(cè)，包括變壓器直流電阻、絕緣電阻等項(xiàng)目的檢測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，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)變壓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，該變壓器油中氣體的總烴含量大大超過(guò)注意值１５０ｐｐｍ，且烴類氣體為主要成分，乙炔含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)５ｐｐｍ的注意值，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，可能是由于變壓器存在長(zhǎng)時(shí)間的間隙性放電造成的。根據(jù)前述理論，判斷該變壓器存在嚴(yán)重的金屬性電弧放電現(xiàn)象，應(yīng)立刻停運(yùn)并建議吊芯檢查。
事后修理人員對(duì)該升壓變壓器進(jìn)行吊芯檢修，箱蓋上孔蓋一打開(kāi)，就有刺鼻的氣味溢出，變壓器芯子吊出箱體，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)該變壓器確實(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。由于該變壓器結(jié)構(gòu)的特殊性，廠家為了裝配方便，把高壓引出線通過(guò)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，使變壓器長(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。問(wèn)題找到后我們對(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)行了一系列檢修后，將芯子重新裝回箱體并更換了變壓器油，完畢通電試運(yùn)行，一切正常。
2.利用色譜分析結(jié)果判斷出變壓器存在過(guò)熱現(xiàn)象
根據(jù)運(yùn)行人員反映，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(kāi)機(jī)，高壓控制柜的電源開(kāi)關(guān)就跳閘，微機(jī)顯示為過(guò)流動(dòng)作。
接到反映后，我們配合運(yùn)行人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(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，蕞后斷定問(wèn)題只可能出在變壓器本身，于是拆除變壓器的高低壓引線，對(duì)變壓器進(jìn)行常規(guī)的檢測(cè)，絕緣電阻正常，直流電阻也正常，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。再進(jìn)行第二步變壓油色譜分析來(lái)幫助檢查。
取回變壓器油樣后，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，基本上可以斷定變壓器不存在放電現(xiàn)象，但烷類及烴類氣體含量非常高，總烴含量是注意值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。由此可以判斷該變壓器存在嚴(yán)重的過(guò)熱故障，過(guò)熱使固體絕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(lái)對(duì)該變壓器進(jìn)行了吊芯檢查，整個(gè)鐵芯吊出來(lái)后，立刻可看到有一個(gè)線圈的絕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(kāi)機(jī)電源開(kāi)關(guān)就跳閘?；叵氲跣厩暗臋z測(cè)，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的原因在于，低壓線圈雖然是匝間短路，但未造成低壓線圈對(duì)高壓線圈、及低壓線圈對(duì)地短路，故絕緣電阻測(cè)試正常。按理說(shuō)線圈匝間短路變壓器的直流電阻應(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)變壓器直流電阻時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
因該變壓器線圈繞組絕緣燒壞，維修較困難且修理費(fèi)用比較貴，已不值得再修理，故決定更換新的變壓器。
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(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)油中各種氣體的含量中有一項(xiàng)達(dá)到了注意值范圍時(shí)，應(yīng)開(kāi)始引起注意，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)異常作出分析和判斷。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果中一項(xiàng)超過(guò)注意值上限時(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，更重要的是分析判斷故障的性質(zhì)，是過(guò)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介入了固體絕緣，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，利用氣相色譜分析變壓器油的氣體組分及其含量，能夠使技術(shù)人員充分掌握并監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，能夠提前知道變壓器內(nèi)部是否存在潛伏性故障，即在變壓器運(yùn)行中（不停電、不吊芯的情況下），通過(guò)常規(guī)檢測(cè)及色譜分析就可以把變壓器內(nèi)有無(wú)故障、有什么樣性質(zhì)的故障診斷出來(lái)，這對(duì)于變壓器的維護(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。
山東譜析科學(xué)儀器有限公司
