1　前言

　　近年来，我局220kV外海变电站的110kV电压、电流互感器油中氢含超标的台数越来越多，这些互感器除油中的氢含超标外，其它特征气体都很少或为零，且水份含也均在及格范围内，故可破除油中的氢气是由于水份电解或装备内部故障所发生，为领会决这一问题，下面我们首先分析氢气发生的缘由，然后制定出响应的处置方式。

　　2　基本纪律

　　2.1　这一现象在密封式互感器中较为突出

　　经由过程监测和分析发现，相当数目的密封式互感器油中的氢气浓度相对偏高。非凡是投进运行后的初几年，在油中总烃含正常，无乙炔组分且较稳定的情况下，密封式互感器油中氢气浓度会高于非密封式互感器，并有不竭上升的趋向，这是由于密封式互感器油中气体不容易逸出而造成气体在密封空间内不竭累积的缘故。

　　2.2　运用金属膨胀器后，氢气含显著偏高

　　近些年来，随着金属膨胀器在互感器中的普遍运用，泛起了许多互感器中氢气含单项超标的现象。表1列出了外海变电站多台LCWB6－110型电流互感器在1997－2000年运用金属膨胀器后的气体色谱分析成效。由此表可见，其氢气含显著超标。

表1　油气相色谱实验陈述

　　3　油中氢气的来历

　　互感器油中有可能发生氢气的途径有三条，分述以下：

　　3.1　水份的电解及与铁的化学反应

　　一般说来，当油中存在水份时，在电场的作用下，水份将发生电解发生氢气：

　　水份也可与铁发生反应放出氢气：

　　3H₂O 2Fe→3H₂ Fe₂O₃

　　可是，由于装有金属膨胀器的互感器内部一般都连结微正压状态，而且装备密封性能良，很少有可能内部受潮。同时，由表1数据可见，油中氢气含与油中含水并没有直接关系，是以可以认为密封式互感器油中氢气含偏高，不太多是由于受潮而引发的。

　　3.2　烷烃的裂化反应

　　变压器油主要由烷烃、环烷烃和芬芳烃组成，其中烷烃的热稳定性差。这些有机物在高温下会发生裂化。在裂化进程中，主要是由年夜份子烷烃转酿成小份子烷烃、不饱和烃(烯烃和炔烃)及氢。用气相色谱分析法检测充油装备内部故障的诊断原理即是以此为依据。由于当装备内部存在故障引发过热或高温而发生裂化反应时，与分歧的故障温度相对应，必然会陪伴一些气态烃的发生，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，而本事例的油中只有氢气含高，其它特征气体很低，由此可以判定，不成能是由装备内部故障所引发的。

　　3.3环己烷的脱氢反应

　　环己烷是石油(也是变压器油)的主要成份。环烷烃中有一种环己烷，它在石油中的含约为0.5-1，其沸点为80.8℃，密度为0.78g/cm3。在炼油进程中，由于工艺条件的限制，难免要在变压器油的馏分中残留下少许的轻馏分，其中也可包括环己烷。这样，在某些条件(如催化剂，温度等)下，就可能因它发生脱氢反应(芳构化)而发生氢。

　　经常使用的催化剂往往也是加氢催化剂，故催化反应常是一平衡系统。正标的目的是吸热反应，逆标的目的是放热反应。在常温下并有较多氢气存在时，平衡向左移动，有益于环己烷的生成；温度提高，同时系统中没有或只有少许氢气时，平衡向右移动，有益于氢和苯的生成。

　　在正反应中，1mol环己烷可生成3mol氢气。1mol氢气在尺度状态下的体积是22.4L，1mol环己烷的体积为：

　　1mol环己烷重/环己烷密度=环己烷份子/环己烷密度=84/0.78=108Ml=0.108L

　　生成物氢与反应物环己烷的体积之比为22.4×3/0.108=622

　　即当油中含有百万分的环己烷并加入脱氢反应时，就可发生622×10-4的氢气。可见，假设这一反应能在互感器油中发生，只要油中存在少少的环己烷，就可能泛起氢浓度高的现象。

　　综上所述，年夜的互感器中单纯发生较高氢气的现象与环己烷的脱氢反应为吻合。而且，这个反应在运行的互感器中也确是有条件发生，这是由于，金属膨胀器的主要构件是用不锈钢合金(1Cr18Ni9Ti)制成，合金中镍是一种的加氢和脱氢催化剂。在环己烷脱氢制苯反应中，镍具有双向催化功能，在正逆两个标的目的的反应中它都能起催化作用。

　　互感器油中氢浓度的增高进程可以设想以下：

　　在装备投运早期，油中有较多的环己烷，没有或只有少许的氢，在电场和镍的催化作用下，这时候的脱氢反应速度年夜于加氢反应速度，氢浓度增高。经较长的运行时间后，正逆反应的速度逐渐接近，后到达了平衡，此时油中氢气浓度升至年夜值。

　　4　处置方式

　　4.1　跟踪实验

　　对油中泛起的单纯氢气超标而水份含又在及格范围内的情况，可进行一段时间的跟踪实验。跟踪实验项目应为色谱分析和微水份析。因装备内部并没有故障，故不应回进有尽缘缺陷之列。

　　4.2　换油

　　更换互感器油这一处置方式的点是简单，但如更换后的油中含有较多的环己烷，虽然那时油中氢浓度很低，但随着互感器的投进运行，油中的脱氢反应不竭进行，氢气浓度将逐渐上升。所以，此法不仅费用较高，而且换油后仍不能预计氢浓度升高的刻日。

　　4.3　真空脱气

　　即是哄骗装备停电检修时代，从互感器油箱底的放油阀充进干燥的氮气(压力为0.4Mpa)，由于互感器的膨胀器上部有一定的空间，这样，当氮气穿过油向上运动时便显现一类似"水开沸腾"的现象，加速油中的气体(主要是氢气)从油内部跑出，然后，再将真空橡胶管接到互感器金属膨胀器顶部的加油阀上，用真空泵抽真空数小时即可。为此所用的装备和毗连方式见附图。

附图：CT真空脱气示意图

1－CT；2－真空泵；3－氮气瓶；4－阀门

5－氮气压力表；6－阀门；7－气泡；8－变压器油

　　表2列出了外海站三台互感器采用真空脱气处置前后氢气的浓度值。由此表可见，处置后的氢气浓度值可比处置前削减1/3以上。

表2　真空脱气处置前后氢气浓度值

　　5　竣事语

　　互感器油中氢气浓度超标虽然不会影响装备的平安运行，但事实有一项指标超标，有可能被划进尽缘缺陷而影响装备评级。对此，较简洁而有用的处置方式是采用抽真空脱氢。

　　参考文献：

　　1.陈化刚等著《电力装备异常运行及事故处置》北京：中国水利水电出书社，1998