變壓器有載開關產氣處理分析

高蘭香 李 兵

（1.中山市技師學院，廣東中山528400；2.中山ABB變壓器有限公司，廣東中山528400）

1 異常情況

2016-03-01，海南三亞某站型號為SZ11-63000/110的變壓器（2015年12月投運）在投運后3個月出現有載開關（型號為VCM111-500Y/72.5C-10193W）集氣盒輕瓦斯報警，集氣盒內有300 mL氣體。該主變運行負荷一直比較低，約為9%；主變運行時高壓中性點處于不接地狀態；主變開關在投入運行后共切換9次，切換次數不多。

2 初步調查

通過查閱相關資料得知，解決問題的重點在于判斷聚集氣體為可燃氣體還是空氣。如果為可燃氣體，則可推斷開關故障；如為空氣，則開關上應該能夠找到滲漏點，判斷是藏氣區域或是管路、儲油柜方面的附件問題。

檢測步驟如下：

（1）油中DGA和繼電器中氣體DGA檢測。如氣量足夠可以在現場完成點燃試驗，否則應立即送往試驗室進行DGA檢測。

結果：從瓦斯取出來的氣體不可燃，DGA檢測各氣體含量及開關油耐壓及微水結果如表1所示。

表1 2016年3月開關油樣及瓦斯氣體試驗

（2）檢查與開關相連的所有管路和開關本體是否有明顯滲漏痕跡。如有大面積滲漏，則可能導致空氣侵入。

結果：所有管路及開關本體無滲漏。

（3）通過排油檢查開關本體注、放油管路藏氣是否排空。開關注油順序不當時可導致注、放油管藏氣。

結果：已調查過，開關注油順序適當，不存在大量藏氣情況。

（4）檢查開關呼吸器工作是否正常，液面是否正常。

不管是“洋蔥”還是“冰山”，文化表象與文化實質之間聯系緊密、不可分割，文化實質影響并驅動著文化表象，同時文化實質又通過文化表象來體現它所存在的意義。

結果：開關呼吸器工作正常，液面沒有問題。

（5）檢查各管路閥門開合是否在正確位置上。

結果：各管路閥門均處于正確位置上。

3 原因分析

從上述調查結果看，集氣盒里的氣體來自開關內部，但這些氣體并不是開關故障氣體，而只是大量的CO2及部分CO。為此，經開關廠家梳理開關內部的材料成分，發現在模壓件中可能存在產生氣體的非配方性原料（此模壓原料是開關廠家外購）。由開關廠家對原開關芯采用的模壓件進行變壓器油與模壓件的相溶性試驗，以確定是否由于介質間發生了化學反應而產生了CO2氣體。

相溶性試驗方案及步驟如下：

（1）將部分模壓件切成合適的小塊，用天平稱出每塊重量。選取合適的模壓塊，按要求比例（開關芯中模壓件與開關油的比例為13.3 g/100 mL）算出各試品的變壓器油分量如下：

試品1#：空白；

試品2#：10 g/70.0 mL（濃度為1倍濃度）；

試品3#：19.8 g/69.2 mL（濃度為2倍濃度）。

（2）取用清潔變壓器油4 kg，并經檢驗合格。

（3）選取3個干凈注射器，貼上試品編號，用合格變壓器油清潔干凈。

（4）按試品編號取用模壓塊，用合格變壓器油清洗，并按計算的試品方案放入對應編號的注射器內，注入要求分量的變壓器油，用橡皮頭密封好。

（5）將每個試品注入10 mL高氮底氣。

（6）按最新要求將烘箱溫度設置為50℃，把試品放進烘箱加熱。

（7）加熱72 h后，把烘箱溫度設置為70℃再加熱72 h。

（8）記錄加熱過程中試品內容積。

（9）加熱完成后，對試品進行氣體色譜、油色譜分析，試驗結果如表2所示。

表2 相溶性試驗后的油中氣體色譜分析

從上述相溶性試驗結果看，舊開關芯子的模壓件在一定溫度下確實會跟變壓器油發生反應，從而產生大量的CO2。這些試驗結果剛好與表1的試驗結果一致。

4 處理措施

對有載開關用的模壓件重新配方，去除與變壓器油樣易發生化學反應的碳酸鈣物質，增加不易與變壓器油反應的某物質，重新生產模壓件，并對新生產的模壓件重新進行與變壓器油的相溶性試驗，試驗結果如表3所示。

從表3可以看出，采用新配方的有載開關芯制作完成后，與變壓器油的反應很少。將采用新配方重新制作的開關芯運到現場更換之前老配方的開關芯，真空開關真空注油后靜放，

進行油試驗，試驗合格后產品重新投入運行。

表3 相溶性試驗后的油中氣體色譜分析

5 變壓器運行效果

變壓器自從2017年4月18日投運以來，已運行7個多月，期間油色譜數據正常，開關集氣盒無明顯集氣，開關瓦斯無報警，各項運行指標都在正常范圍內。

6 結語

開關絕緣件采用新配方制造后，需要進行技術可行性分析和充分的驗證性試驗，當兩者結果均滿足要求后，才能投入最終的生產。

[1]變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則：DL/T 722—2014[S].

[2]上海華明電氣股份有限公司.有載分接開關使用說明書[Z].