充氮脱气法在电力生产中的研究与应用

充氮脱气法在电力生产中的研究与应用

武艳秋

【摘要】对于卷线充油电气设备来说，油中溶解气体超出《国标》中规定的注意值，并不能够判别出设备内部真正存在故障。为了更能准确判断出故障的真伪，要把油中的气体处理掉，进行多次观察，那么充氮脱气法是一种最简单、方便、易操作、脱气彻底的方法。

【关键词】充氮脱气电气设备变压器油油中溶解气体

1、概述：

充电气设备运行中易产生H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等主要气体，当H2、C2H2和总烃(C1+C2)超出＜国标＞中规定的注意值：（这里以互感器为例）

这时需要跟踪加强监视，严重者要停止运行吊芯检查处理。为了便于跟踪监视及缺陷处理，我们应对气体超标的设备进行现场脱气处理。

以往我们处理绝缘油中溶解的超标气体，都是采取换新油，然后后再对旧油进行真空过滤的方法。这种方法比较麻烦，油必须经过多次试验合格后方能使用，工作量大，停电时间长，绝缘油损耗比较大。我公司近几年气体超标的设备很多，其中百分之九十以上是互感器，如果都采取换油法处理，换油前、后的油样都要由变电所送到有化验室进行色谱分析试验，合格后方可使用,这样将耗费大量的人力、物力和财力。特别是偏远的变电所路程远耗费时间长，不便捷。针对上述急待解决的现场实际情况,并受色谱振动脱气原理的启发,我们提出采用充氮脱气法脱出油中溶解的超标气体。

2、充氮脱气的技术难点和技术可行性：

充氮脱气是把氮气打入充油电气设备中，利用鼓泡置换原理把溶解在油中的超标气体排出。为了使油中溶解气体能顺利地排出，主要存在以下三个技术难点：

1·1使用氮气进行脱气，能否影响油的绝缘性能及色谱分析。

1·2使用氮气瓶时二次压力开到多少，才能保证氮气被充分利用而不造成浪费。

1·3充氮脱气需多长时间才能使设备绝缘油中气体降低即氢气含量达到零。

针对上述技术难点，我们深入研究氮气的特点，并现场进行了反复试验。氮气是一种无毒、无色、无味的惰性气体，是空气的主要组成部分，对设备和检修人员没有任何伤害。它跟绝缘油不起反应，只能把油中的其他气体通过置换释放出来，不影响色谱检测。我公司各变电所检修人员具备使用氮气瓶和真空泵的技术和经验，而且化学专业试验人员对气体检测与分析技术也日趋成熟，因此我们在人员、设备和技术方面具备了采用充氮脱气法的技术可行性。

3、项目实施内容及完成情况：

针对超标设备中互感器占比例较大，而且互感器还具有体积小、油量少，直柱形便于气体通过和置换等特点，采用充氮脱气法效果特别显著。

具体操作方法如下：

把互感器膨胀器中的油排出，打开膨胀器上盖抽真空，在互感器下面的放油嘴接上氮气瓶的连接管路，打开氮气瓶使二次压力在１ＭＰa，开始向设备中充入氮气。充入的氮气鼓泡后把油中的各种气体置换出来，经过真空泵而排放到大气中，此过程只需０.５－１小时完成。脱气前、后数据对比如下：（部分设备）

表1：脱气前（测试结果μL/L）

表2：脱气后（测试结果μL/L）

4、效果：

从上表1可以看出，脱气前绝缘油中的H2含量都超出了国家规定的注意值，表2经过充氮脱气后，设备绝缘油中的各种气体浓度显著降低，特别是氢含量可降至为零。设备继续运行，氢从零开始跟踪监视，如增长较快，说明该设备内部存在故障，应进行检查处理或更换设备，这样既充分起到监督作用，又确保了电力设备的安全可靠运行。

5、结论：

5.1采用充氮脱气法，操作原理简单、易学；

5.2省时、省力、低消耗；

5.3脱气效果显著；

5.4减轻了检修人员的工作量；

5.5氮气成本低，用量少，节约了购买新绝缘油的资金；

5.6便于色谱分析的跟踪监视及设备缺陷的处理；

5.7解决了现场油处理工作多年难题；

5.8该方法已在我公司广泛推广应用，收效显著。