承试五级资质|如何取得承装修试电力资质

油浸式变压器的结构主要可分为本体和附件两块，本体的主要部件有：原边和副边绕组、铁芯及其夹紧装置等构成的变压器器身，作为绝缘、冷却和防腐材料的变压器油，容纳变压器器身和变压器油的油箱。附件主要有：变压器高低压套管、油枕、有载分接开关、冷却系统、引线、净油器、储油柜、变压器本体保护装置及其测示仪表等。变压器在运行中常见的绝缘事故大多与绕组、铁芯、分接开关和高低压套管及引线有关。

变压器的绝缘可以分为外绝缘和内绝缘，外绝缘指油箱以外的空气绝缘，内绝缘包括绕组绝缘、引线及分接线开关绝缘、套管绝缘。内部绝缘从结构上又分为纵绝缘和主绝缘。纵绝缘指同一绕组的不同匝间、层间、段间、引线间、分接开关各部分的绝缘，主要绝缘材料是包在导线上的纸带，匝间、段间的垫块和油道等；主绝缘是一种油-屏障的结构，由作为覆盖层缠在导线上的绝缘纸带、油道、放在导体和接地体间油道中的绝缘纸板所构成。承试五级资质|如何取得承装修试电力资质变压器绝缘系统的结构分类如下图所示。所以，充油式变压器的故障有：外部故障、内部故障。其中，外部故障主要有变压器油箱外部绝缘套管闪络或破碎而产生的接地短路，以及引出线间的相间故障等引发；内部故障主要有油箱内的各相绕组间、线匝间的的短路，及绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。当然，具体类型的划分方式较多，依据不同的分类准则，划分的类型就会不同，如从回路划分，主要有电路故障、磁路故障和油路故障；从变压器的主体结构划分，主要有绕组故障、铁芯故障、油质故障和附件故障；从故障易发区位划分，主要有绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障等；从故障对变压器造成的严重程度及发生机率的高低程度，又可分为出口短路故障、渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等。所有上述不同类型的故障，有的只反映热故障，有的只反映电故障，而有的既反映热故障又反映电故障。因此，很难将变压器的故障以某一范畴进行类型的规范划分。然而，从变压器故障的数据特点，抛开故障形成原因，我们可以将变压器故障分为以下九个方面：铁芯多点接地及局部短路、漏磁发热或磁屏蔽过热、绝缘老化、绝缘受潮、分接开关故障及引线故障、悬浮放电、绕组变形并匝间短路、匝间绝缘损伤并匝间短路和围屏放电等。

电力变压器绝缘系统主要由绝缘油和油浸纸组成，油和纸的产气机理各不相同，各有特点。

①绝缘油的产气机理

变压器油是对天然石油进行蒸馏、精炼而提取获得，它包含了很多碳氢化合物，主要有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等，其中含有大量由C-C键组合在一起的CH3、CH2和CH化学基团。变压器内的电故障或热故障可导致C-H键和C-C键断裂，从而产生氢原子和碳氢化合物的游离基，并重新化合产生氢气和低分子烃类气体，如CH4 , C2H、和C2H2和一些碳的固体颗粒及碳氢聚合物等。在有游离基存在的情况下，即使外界不供给能量反应仍将自动持续下去，反应速度随着温度、场强的上升而增加，震动与冲击是油反应的加速剂；而水分和铜、铁等金属起催化剂的作用使反应加快，老化后所生成的酸和H20及油泥等危及油的绝缘特性。因此，通过游离基链式反应的理论可以很好地解释绝缘油的产气机理。

变压器油热解产气主要由不同化学键结构的碳氢化合物的热稳定性决定，裂解能量密度越大，产生的烃类气体的不饱和度越高。不同的键断裂需要不同的能量，因此，裂解产物依次为烷烃、烯烃、炔烃、焦炭。C-H键(338kJ/mol)断裂主要为局部放电后重新化合而形成H2, C-C键断裂需要更高的温度和能量，然后迅速以C-C键(607kJ/mol)，C=C键(720kJ/mol)和C三C键(960kJ/mol）的形式重新化合成烃类气体，油炭化生成碳粒的温度需要500℃一800℃，其产物沉积在变压器内部。

英国中央研究所Halstead根据热动力学理论，模拟研究了故障下矿物油的裂解产气规律。假定在裂解过程中，温度恒定，矿物油的活化能变化固定，即无论发生什么样的裂解反应，分解出的产物都是烃类气体及碳颗粒。如果裂解后的产物处于平衡状态，即系统的总压力为101.3kPa，由化学反应的平衡常数及热动力学模拟可知不同气体组分的平衡分压与温度关系，如下图所示。

哈斯特气体分压和温度关系

承试五级资质|如何取得承装修试电力资质从图中可以看出，H2产气量多，但与温度的相关性不明显；烃类气体各自有唯一的依赖温度，C2H2仅在接近1000℃的时候产生才尤为明显。由哈斯特研究可知：故障能量的大小决定了烃类气体的产气速率，并且各气体组分在不同的温度下相互比例不同。在一定温度下，产气速率会出现一个最大值。随着温度的上升，各气体组分最大产气速率出现的次序是：CH4，C2H6，C2H4，C2H2。

②油浸纸的产气机理

中试控股电力油浸纸中含有稳定性小于油中C-H键的无水右旋糖环和C-O键，它们能在低温下重新化合。绝缘纸的热分解是纤维素和半纤维素及木质等的同时分解。从纤维素分子结构可知，分解是由1-4配键断裂所引起的，其化学式为(C5H10O5)n，结构如图所示。

分解反应初期是纸中a一纤维素(分子结构中OH基处同侧)进行零次反应，其活化能为39.2-39.5kcal。分解终止时，是半纤维素和木质素进行一次反应，活化能减少为22-23kcal(日本腾田)或33.5-34kcal(E.J.Murphy)。如果水分和氧气存在，亦将加速上述两种反应。固体绝缘在105℃一300℃裂解和碳化，生成H2O，CO，CO2及少量烃类气体和吠喃化合物，且油会被氧化。其中，CO和CO2的生成受多种因素的影响，如温度、油中氧的含量和纸的湿度等。

综上所述，不同的化学键具有不同的键能，由于变压器油的C-H键在低温下断裂，从而生成H2，CH4，C2H6，在500℃以上生成C2H4，在800℃一1200℃C2H2才会生成；中试控股电力而绝缘纸中，存在的C-O键弱于油中的C-H键，因此，在大于105℃时聚合链断裂，大于300℃时则完全裂解和炭化。油浸纸生成的CO和CO2随氧含量和水分含量的增加而增加。在相同的温度下，油浸纸产生的CO，CO2远大于油裂解产生的量，所以，油中溶解的CO，CO2可反映油浸纸的劣化指标。