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變壓器油中產生氫氣該怎辦?

時間: 2021-01-21
作者: 廣州澳凱油品檢測
瀏覽量: 143



變壓器油中產生氫氣該怎辦?

我們知道,變壓器運行后,無論是熱故障還是電故障,最終都會導致絕緣介質分解產生各種特征氣體。由于變壓器油、紙絕緣結構中,碳氫鍵的鍵能低,所以在分解過程中一般是先產生氫氣,因此氫氣是各種故障特征氣體的主要成分之一。



Q1:分解產生氫氣的主要途徑是?



變壓器油中產生氫氣該怎辦?

答:主要有以下三個途徑:

(1)水分的電解及與鐵的化學反應

當油中存在水分時,在電場的作用下,水分將發生電解產生氫氣;水分也會與鐵發生反應產生氫氣。
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(2)烷烴的裂化反應

我們知道,變壓器油主要由烷烴、環烷烴和芳香烴組成,其中烷烴的熱穩定性最差。這些有機物在高溫下會發生裂化,變成小分子烷烴、不飽和烴(烯烴和炔烴)及氫氣。氣相色譜法和三比值法就是基于氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔五種成分。

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(3)環己烷的脫氫反應

環己烷是石油的主要成分之一。在變壓器油的煉制過程中,由于工藝條件限制,難免會留下少量的環烷烴成分(含環己烷)。這樣,在催化劑或合適溫度下,就可能因它發生脫氫反應(芳構化產生苯和氫氣)。

該反應是可逆的,正方向是吸熱反應,逆方向是放熱反應。在常溫下有較多氫氣時,平衡向左移動,有利于環己烷的生成;溫度提高,同時體系中沒有或只有少許氫氣時,平衡向右移動,有利于氫氣和苯的生成。

由于1摩爾環己烷可生成3摩爾氫氣,且其體積比為1:622,所以油中極少量的環己烷就可能造成氫氣濃度高。

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Q2:以上三種途徑,如何確定哪個是氫氣超標的主因?



變壓器油中產生氫氣該怎辦?

答:如果在變壓器投運前出現氫氣增多(一般在30μL/L以內),且水分含量基本不變,則主要原因是環己烷的脫氫反應。

如果投運后烴類含量合格僅氫氣超標(150μL/L以上),且與水分含量成正相關,則主要原因是水分的電解及與鐵的化學反應。

如果烴類和氫氣均超標,則懷疑內部存在過熱或放電,導致了烷烴的裂化反應。
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Q3:以上三種原因,采用何種處理方式最合適?




變壓器油中產生氫氣該怎辦?


答:(1)水分的電解及與鐵的化學反應造成的氫氣超標可采用熱油循環法除去油中的水分及氫氣,或換油法重新進行真空注油(成本較高)。

(2)烷烴的裂化反應造成的氫氣及烴類超標,應使用色譜分析、三比值、進人檢查等方法綜合判斷,確定缺陷性質后采取相應處理辦法。

(3)環己烷的脫氫反應造成的氫氣超標,可采用真空脫氣法。

在變壓器投運后,主要應對氫氣超標的處理方法是熱油循環法。
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結束語

運行中的電力變壓器,常常會出現油中氫氣含量超標,而氫氣含量的增長,不少情況下是電性故障的前兆,也會造成變壓器絕緣的缺陷,所以氫氣含量也是變壓器能否繼續安全運行的重要指標之一,應該引起重視。


不管是投運前還是正常運行以后,都要按照相關規范的要求對變壓器油進行氣相色譜試驗等相關檢測,確保變壓器的安全運行。



Q3:以上三種原因,采用何種處理方式最合適?




變壓器油中產生氫氣該怎辦?


答:(1)水分的電解及與鐵的化學反應造成的氫氣超標可采用熱油循環法除去油中的水分及氫氣,或換油法重新進行真空注油(成本較高)。

(2)烷烴的裂化反應造成的氫氣及烴類超標,應使用色譜分析、三比值、進人檢查等方法綜合判斷,確定缺陷性質后采取相應處理辦法。

(3)環己烷的脫氫反應造成的氫氣超標,可采用真空脫氣法。

在變壓器投運后,主要應對氫氣超標的處理方法是熱油循環法。
變壓器油中產生氫氣該怎辦?



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結束語

運行中的電力變壓器,常常會出現油中氫氣含量超標,而氫氣含量的增長,不少情況下是電性故障的前兆,也會造成變壓器絕緣的缺陷,所以氫氣含量也是變壓器能否繼續安全運行的重要指標之一,應該引起重視。


不管是投運前還是正常運行以后,都要按照相關規范的要求對變壓器油進行氣相色譜試驗等相關檢測,確保變壓器的安全運行。

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