變壓器是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要電氣設(shè)備之一,變壓器油以其自身所具備的優(yōu)良性能和低廉的價(jià)格,成為大部分電力變壓器的絕緣和冷卻介質(zhì)。通常情況下,變壓器正式投運(yùn)前需要注入變壓器油,而在變壓器油尚未注入變壓器時(shí),部分溶解氣體便已經(jīng)存在,如H2(氫氣)、CH4(甲烷)等。可將變壓器油中溶解氣體的來(lái)源歸納為以下幾個(gè)方面:
1.1來(lái)自于大氣
變壓器油是石油類液體,加工時(shí)通常會(huì)與生產(chǎn)環(huán)境中的大氣接觸,此過(guò)程中,油液會(huì)吸收一定量的空氣。另外,在后續(xù)的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中,油液也會(huì)或多或少地吸收空氣。而變壓器油中的溶解氣體則是吸收了大氣中的O2(氧氣)和N2(氮?dú)?。
1.2絕緣油分解
絕緣油是由許多不同碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物,電或熱故障可使其中某些C二H鍵或C二C鍵斷裂,并有少量氫原子和不穩(wěn)定的碳?xì)浠衔锏淖杂苫殡S產(chǎn)生。這些自由基和氫原子等經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)重新生成氫氣和烴類物質(zhì),如甲烷、乙烯、乙烷、乙炔等。
1.3固體絕緣材料分解
從電力變壓器結(jié)構(gòu)上看,固體絕緣材料是不可或缺的重要部分,其主要成分是纖維素,熱穩(wěn)定性比油中的碳?xì)滏I弱。在電、熱、水分、氧等作用下,纖維素裂解、氧化、水解,生成CO、CO2、水、烴類物質(zhì)、哄喃化合物等,會(huì)對(duì)變壓器的運(yùn)行性能造成不良影響。
變壓器是輸變電的重要設(shè)備，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，損失就非常嚴(yán)重。所以電力行業(yè)對(duì)變壓器自身運(yùn)行情況尤為重視。目前除國(guó)家強(qiáng)制要求的大型變壓器有在線多組分氣體監(jiān)測(cè)裝置，大部分中小型變壓器都沒有安裝氣體監(jiān)測(cè)儀，還在用人工巡檢的方式對(duì)變壓器健康狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。
據(jù)了解，變壓器在故障下所產(chǎn)生的氣體在其內(nèi)部會(huì)有一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程。故障點(diǎn)產(chǎn)生的氣泡會(huì)因浮力而上升，上升的過(guò)程中與附近變壓器油中已溶解的氣體會(huì)發(fā)生交換。氣泡的運(yùn)動(dòng)與交換是判斷變壓器故障的性質(zhì)和發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)鍵。通過(guò)變壓器油中氣體監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣，能夠幫助監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)部隱藏的故障。
目前我國(guó)變壓器存在著人工巡檢成本高、巡檢周期長(zhǎng)、工人工作強(qiáng)度大及有些地區(qū)環(huán)境危險(xiǎn)、惡劣的缺陷。市場(chǎng)上的多組分氣體監(jiān)測(cè)儀又過(guò)于昂貴，不適合在中小型變壓器上普及。一旦能夠大面積解決變壓器健康狀況的在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控問(wèn)題，就能夠及時(shí)反饋?zhàn)儔浩鞴收闲畔ⅲ瑸殡娏π袠I(yè)安全生產(chǎn)提供關(guān)鍵依據(jù)。
油浸式電力變壓器發(fā)生故障會(huì)產(chǎn)生多種氣體，其中常規(guī)檢測(cè)7種組分氣體（H2、O2、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6）和微量水是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。”隨著變壓器的運(yùn)行，局部放電或者升溫都會(huì)加速這7種氣體的產(chǎn)生，而檢測(cè)這7種氣體的含量趨勢(shì)也就成了判斷變壓器健康情況的重要手段。H2是早產(chǎn)生和易擴(kuò)散的一種氣體，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)單氫檢測(cè)產(chǎn)品作為替代的趨勢(shì)，因?yàn)檫@樣可以大大降低普及成本，便于推廣。
變壓器油中氫氣監(jiān)測(cè)儀代替人工巡檢將成為未來(lái)變壓器監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)變壓器監(jiān)測(cè)設(shè)備，工作人員在總控室即可一目了然地管理所有變壓器，為計(jì)劃生產(chǎn)、電力調(diào)度提供決策幫助。 變壓器油中氫氣監(jiān)測(cè)儀專門用于測(cè)量氫氣含量，該檢測(cè)裝置使用特有的催化燃燒式可燃?xì)怏w傳感器TGS6812，TGS6812-D00是催化燃燒式的可燃?xì)怏w傳感器，可以檢測(cè)100%LEL水平的氫氣，此傳感器具有精度高，耐久性與穩(wěn)定性好，快速響應(yīng)、線性輸出的特點(diǎn).TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,是TGS6812的升級(jí)版本。可以檢測(cè)100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體，亦可以檢測(cè)H2，此傳感器不但具有優(yōu)異的耐久性與快速響應(yīng)能力，與此同時(shí),線性輸出與輸出的高度穩(wěn)定性也是其主要特征。
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