GB 7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则.pdf

GB/红7252-2001
分析油中溶解气体的组分和含量是监视充洲电气设备安全运行的最有效的措施之一。利用气相色
普法分析油屮溶解气体监视充油电气设备的安全运行在我国已有30多年的使用经验。1987年由原国
家标准局颁发的GB/T7252-1987《変压器油中溶解气体分析和判断导则》,在电力安全生产中发挥了
重要作用,并积累了丰富的实践经验。随着电力生产的发展和科学技术水半的提高,对所使用的分析方
法和分析结果的判断及解释均需要加以补充和修订。
本标准非等效采用IEC60599:1999,对GB/T7252-1987进行修订。
主要修订内容
1.根据国家标准编写格式的新规定增加了“引用标准”和“定义”两章,并结合本林标准的内容在编写
章节上.做了必要的修改。
2.修改了对故障产气原理的阐述和对非故障气体米源的分析,使得更系统清晰。
3.针对各种不同设备规定了不同的检测周期,这是本标准主要新增加的内容之一。
4.将“故障判断”改为两章:首先判断有无枚障一一针对不同设各推荐了油中溶解气体的注意值和
产气速率的注意值;其次再进一步判断故障的性质及其严重程度一推荐了因内最有效的判断方
法和IEC60599:1999最新推荐的方法。
5.结合科技发展,对分析方法进行了修改,并增加了对测试误差估计等相关内容
6.在附录中增加了IEC60599:1999及其他国外文献的最新有关判断故障类型的方法和实例,供
参考。
本标准的附录A和附录B都是标准的附录。
本标准的附录C、附录D、附录E和附录F都是提示的附录。
本标准从实施之凵起,代替原国家标准GB/T7252-1987《变压器油中溶解气体分析和判断导
则
本标准由原电力工业部提出。
本标准起草单位:中国电力科学研究院。
本标准主要起草人:贾瑞君、薛辰东。
本标准委托中国电力科学研究院解释。
中华人民共和国国家标准
GB/T7252-2001
变压器油中溶解气体分析和判断导则
neq IEC60599:1999
代替GB/T7252-1987
Guide to the analysis and the diagnosis
of gases dissolved in transformer oil
1范围
本标准推荐了利用油中溶解气体和自由气体浓度分析,判断充油电气设备状況的方法以及建议应
进一步采取的措施。
本标准适用丁充有矿物绝缘油和以纸或层压纸板为固体绝缘材料的电气设备,其中包括变压器、电
抗器、电流互感器、电压互感器和油纸套管等。
分析结果的结论要结合设备的结构、检修、电气试验、运行状況以及当时、当地的环境条件等进行综
合判断。
2引用标准
列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本林准出版时,所示版本
为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB7597--1987电力用油(変压器油、汽轮机油)取样方法
GB/T17623-1998绝缘油中溶解气体纽分含量的气相色谱测定法( neq IEC60567:1992)
DL/T596-1996电力设备预防性试验规程
IEC60567:1992从充油电气没备取气样和油样及分析自由气体和溶解气体的导则
る定义
本标准采用下列定义
る.1特征气体 characteristic gases
对判断充油电气设各内部故障有价值的气体:即氢气(H2)、甲烷(cH4)、乙烷(c2H)、乙烯(C2H4)
乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。
3.2总烃 total hydrocarbon
烃类气体含量的总和,即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔含量的总和。
る.3自由气体 free gases
非溶解于油中的气体(包括继电器中和没备内油面上的气体)
4产气原理
4.1绝缘油的分解
绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物,分子中含有CH3、CH2和CH化学基
团并由CC键键合在一起。由于电或热故障的结果可以使某些CH键和CC键断裂,伴随生成少量活
泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基如:CHa"、CH2'CH,或C(其中包括诈多史复杂的形式
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-11-02批准
2002-04-01实施
GB/T7252-2001
这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合,形成氢气和低分子烃类气体,如甲烷、乙烷、乙
烯、乙炔等,也可能生成碳的固体顺粒及碳氢聚合物X-蜡)。故障初期,所形成的气体溶解于油中;当故
障能量较大时,也可能聚集成自由气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备的内部。
低能量故障,如局部放电,通过离子反应促使最弱的键CH键(338kJ/mol)断裂,大部分氢离子将
重新化合成氢气而积累。对CC键的断裂需要较高的温度(较多的能量),然后迅速以C-C键(607kJ/
mol)、C=C键(720kJ/mol)和Cc(960kJ/mol)键的形式重新化合成烃类气体,依次需要越来越高
的温度和越米越多的能量。
乙烯是在大约为500℃(高于甲烷和乙烷的生成温度)ド生成的(虽然在较低的温度时也有少量生
成)。乙炔的生成一般在800℃~1200℃C的温度,而且当温度降低时,反应迅速被抑制,作为重新化合的
稳定产物而积累。?此,大量乙炔是在电弧的弧道中产生的。当然在较低的温度下(低丁800C)也会有
少量的乙炔生成。
油起氧化反应时伴随生成少量的CO和CO2;C0和CO2能长期积累,成为品著数量。
油碳化生成碳粒的温度在500C~800℃
哈斯特( Halsterd)用热动力学半衡理论计算出在热半衡状念下形成的气体与温度的关系。热半衡
下的气体分压-温度关系见附录C(提示的附录)。
4.2固体绝缘材料的分解
纸、层压纸板或木块等固体绝缘材料分子内含有大量的无水石旋糖环和弱的C-O键及葡糖甙
键,它们的热稳定性比汕中的碳氢键要弱,并能在较低的温度下重新化合。聚合物裂解的有效温度高于
105℃,完全裂解和碳化高于300℃,在生成水的同时生成大量的CO和CO2以及少量烃类气体和呋喃
化合物,同时油被氧化。CO和CO2的形成不仅随温度而且随油中氧的含量和纸的湿度增加而增加。
不同的故障类型庐生的主要特征气体和次要特征气体可归纳为表1。
分解出的气体形成气泡在油里经对流、扩散,不断地溶解在油中。这些故障气体的组成和含量与故
障的类型及其严重程度有密切关系。因此,分析溶解于油中的气体,就能尽早发现设备内部存在的潜伏
性故障并可随时监视枚障的发展情况。
在变压器里,当产气速率大于溶解速率时,会有一部分气体进入气体继电器或储湘柜中。当变压器
气体继电器内出现气体时,分析其中的气体,同样有助」对设备的状況做出判断。
表1不同故障类型产生的气体
收障类
主要气体组分
次要气体组分
油过热
CHA, C2H
H2, C2 H6
油和纸过热
CHィC2H4gCO,CO2
Hz, CHS
油纸绝缘中局部放电
H2, CH4, CO
C2H2, C2 H6, C02
油中火花放电
H2s C2 Hz
油中电弧
H2, C2 H2
CHA, C2H4, C2H