重瓦斯动作跳闸后能否立即送电？

—故障气体色谱分析流程详解

当变压器重瓦斯（Buchholz Relay Heavy Gas Element）动作并触发跳闸时，运维人员往往面临一个关键问题：能否立即恢复送电？ 这一决策直接关系到设备的安全与电网的稳定。错误的判断可能导致故障进一步恶化，甚至引发火灾或爆炸。全球电力行业的数据表明，重瓦斯动作后的盲目送电是变压器严重事故的主要原因之一。因此，在采取任何措施前，必须通过科学的故障气体色谱分析（DGA）准确判断故障性质，并严格遵循国际标准（如IEC 60599、IEEE C57.104）进行处理。

1.重瓦斯动作：严重故障的核心警报

重瓦斯（Buchholz Relay Heavy Gas Element）是油浸式变压器的核心非电量保护装置。其动作原理基于故障产气量与流速：

•动作机制：当变压器内部发生剧烈产气故障（如电弧放电、严重过热），大量气体快速涌入瓦斯继电器，冲击挡板带动重瓦斯接点闭合。

•触发条件：产气速率极高（通常 > 100 mL/s），气体体积积累足以克服机械阻力。

•代表故障：

–高能放电：绕组匝间/层间短路、引线断裂拉弧。

–严重过热：铁心多点接地形成环流、大面积接触不良。

–绝缘油剧烈分解：伴随高温或放电。

核心结论：重瓦斯动作 = 变压器内部存在快速发展且能量巨大的潜伏性故障，绝非偶然或误动。

2.为什么必须依赖故障气体色谱分析（DGA）？

在重瓦斯动作后仅依赖外观检查或简单电气试验是极其危险且不足的。原因如下：

·故障位置隐蔽性：故障点通常深藏于绕组、铁心或绝缘结构中，无法直接观察。

·气体组分的关键信息：不同故障类型（放电、过热）会特定分解变压器油中的烃类分子，产生特征气体组合。

·量化故障严重程度：气体浓度、产气速率直接反映故障能量大小和发展阶段。

色谱分析的核心优势：通过高精度分离与检测溶解于油中的微量气体（ppm级），准确“解码”故障类型、位置和严重程度。

3.故障气体色谱分析（DGA）标准流程详解

遵循国际标准（如IEEE C57.104, IEC 60599），重瓦斯动作后DGA流程必须严谨：

诊断方法详解（以三比值法为例）：

•原理：计算五组特征气体比值（CH₄/H₂, C₂H₆/CH₄, C₂H₄/C₂H₆, C₂H₂/C₂H₄, C₂H₂/CH₄），将比值范围编码（0, 1, 2），组合成三位数编码。

•判定：查编码表确定故障类型（如“低温过热”、“高能放电”）。

•优势：抗干扰性强，受油量、负荷变化影响小。

表：基于IEC 60599的故障类型与特征气体对应关系

4.基于DGA结果的送电决策树

● 绝对禁止送电的情况（立即安排内部检修）：

•编码指向高能放电（电弧）：如三比值编码为 “102”, “112”，或Duval三角落于Zone 1。理由：存在金属性短路风险，送电极可能引发爆炸火灾。

•乙炔(C₂H₂)显著超标：通常 > 50 μL/L（新设备） 或增速 > 10 μL/L/day。理由：乙炔是电弧放电的标志性气体，表明绝缘已遭受不可逆破坏。

•总烃超高且增速极快：如总烃 > 1000 μL/L 或日 均增速 > 100 μL/L。理由：反映故障点持续剧烈产气，绝缘劣化加速。

● 需彻底检查并消除诱因后试送电（DGA辅助监控）：

•编码指向中高温过热：如三比值“022”（铁心/夹件过热）。处理：检查并消除多点接地、松动，DGA复测正常后可试送。

•CO/CO₂异常增高（非温度原因）：表明固体绝缘老化或过热。处理：评估绝缘纸聚合度（DP值），若DP>500且过热源消除，可试送并严密监控。

● 谨慎评估后可试送电（仅限特定情况）：

•确认外部原因触发重瓦斯：如剧烈震动导致继电器误动，同时DGA数据完全正常且历史无异常。

•低能量放电（如悬浮电位放电）：若气体总量低、增速慢，且已通过超声波定位确认无扩大风险。处理：停电紧固处理后再送电。

5.不止于诊断：DGA在送电后持续安全运行的保障作用

送电成功绝非终点，持续DGA监测至关重要：

·趋势跟踪：定期（尤其初期每周）取样，绘制气体浓度-时间曲线，计算产气速率（μL/L/day）。

·预警复发：若关键气体（尤其C₂H₂, H₂）再现上升趋势，立即停机检查。

·验证措施有效性：检修后DGA应稳定或下降，证明故障根除。

公式：绝对产气速率计算（IEC 60599）

γa = (Ct2 - Ct1) / Δt × (m / ρ)

•γa: 绝对产气速率 (mL/day)

•Ct2, Ct1: 时间t2、t1的气体浓度 (μL/L)

•Δt: 两次取样间隔天数 (day)

•m: 变压器油总质量 (kg)

•ρ: 绝缘油密度 (kg/m³)

结论：安全与可靠性的科学平衡

变压器是电力系统的核心设备，而重瓦斯动作跳闸后的处理流程直接决定了其后续运行的可靠性。科学的DGA分析、严谨的国际标准执行，以及送电后的持续监测，是保障设备安全与电网稳定的关键步骤。在全球电力行业不断迈向智能化和高可靠性的今天，数据驱动的决策比经验判断更加重要。只有严格遵循标准流程，才能最大限度地降低风险，确保每一次“合闸”都经得起科学与安全的检验。

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