一、問(wèn)題的提出和背景

多年來(lái)，采用不銹鋼材料制成的互感器膨脹器，曾在一段時(shí)期經(jīng)常出現(xiàn)絕緣油氫含量增高報(bào)道，業(yè)內(nèi)人員就此作過(guò)大量的分析和研究，近年來(lái)同樣以不銹鋼材料制成的波紋儲(chǔ)油柜也偶有類似問(wèn)題出現(xiàn)，氫超標(biāo)對(duì)設(shè)備故障判斷產(chǎn)生一定干擾，因此有必要進(jìn)行控制?，F(xiàn)將我公司近年來(lái)對(duì)這一問(wèn)題研究和試驗(yàn)所取得的判斷和結(jié)論做一介紹。

二、增氫的可能原因

造成氫含量高的原因，有以下幾種判斷：

1.不銹鋼與絕緣油反應(yīng)之說(shuō)

認(rèn)為不銹鋼中某些元素（如鎳Ni）具有催化作用，造成絕緣油脫氫。

針對(duì)這一判斷很多單位（包括我公司）作過(guò)長(zhǎng)期跟蹤試驗(yàn)和模擬試驗(yàn)，例如將不銹鋼材料密閉在合格的絕緣油中，在運(yùn)行溫度下和電場(chǎng)狀態(tài)下跟蹤氫含量的變化，結(jié)果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氫含量明顯變化。對(duì)運(yùn)行的互感器跟蹤發(fā)現(xiàn)，增氫現(xiàn)象在產(chǎn)品批次上具有不確定性，但增長(zhǎng)過(guò)程卻有規(guī)律性。常常是某一批產(chǎn)品中的部分產(chǎn)品出現(xiàn)增氫，且通常在新產(chǎn)品投運(yùn)第一年，在負(fù)荷增大或油溫第一次大幅升高后，一段時(shí)期內(nèi)氫含量急劇增大，然后趨于平穩(wěn)。

按照不銹鋼與絕緣油反應(yīng)之說(shuō)解釋不了上述現(xiàn)象。因?yàn)闅浜坎⒉皇浅志玫倪B續(xù)增加，而且也不是每一臺(tái)都出現(xiàn)氫增高，即使同一批材料生產(chǎn)的不銹鋼膨脹器也常常出現(xiàn)其中一部分產(chǎn)品產(chǎn)生互感器氫含量增高，而另一部分卻沒(méi)有。氫含量增高的互感器經(jīng)絕緣油脫水處理后，再次運(yùn)行氫含量通常不再增加。

因此，直至今日，關(guān)于不銹鋼與絕緣油反應(yīng)一說(shuō)雖然仍被業(yè)內(nèi)很多人引用，但解釋不了具體問(wèn)題，未能得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可。波紋膨脹器作為較理想的補(bǔ)償元件一直得到沿用并進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)范，自波紋型儲(chǔ)油柜投入使用至目前市場(chǎng)占有量已近十萬(wàn)臺(tái)。

2.不銹鋼材料吸附氫之說(shuō)

即不銹鋼表面具有較強(qiáng)的對(duì)氫分子的吸附能力。

在一些企業(yè)的制造工藝中，為提高不銹鋼的可焊性曾采用氫、氬混合氣焊接波紋片。依據(jù)這一判斷，焊接過(guò)程中加入的氫分子部分吸附在材料內(nèi)表面，在互感器工作溫度下進(jìn)入油中造成增氫。根據(jù)這一結(jié)論，目前絕大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)已停止采用氫、氬混合氣焊接，改用純氬焊接。但盡管如此，這些企業(yè)的產(chǎn)品仍時(shí)有增氫問(wèn)題出現(xiàn)。

由此看來(lái)，氫吸附之說(shuō)并沒(méi)切中要害。

3.內(nèi)壁脫落的絕緣漆粉末可能造成絕緣油氫超標(biāo)的推測(cè)

按規(guī)范選用的絕緣漆通常性質(zhì)可靠，不會(huì)與絕緣油產(chǎn)生反應(yīng)。

目前波紋儲(chǔ)油柜內(nèi)壁絕緣漆選用的是與國(guó)內(nèi)大型變壓器廠（特變、西變、保變等）完全相同的油箱內(nèi)壁絕緣漆，其化學(xué)穩(wěn)定性能、絕緣性能等指標(biāo)完全符合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，對(duì)油箱內(nèi)壁絕緣漆片與絕緣油混合后，所做的耐壓、介損、色譜三項(xiàng)檢測(cè)均達(dá)到500KV變壓器用油標(biāo)準(zhǔn)，氫含量無(wú)超標(biāo)。

4.絕緣油中含水及絕緣油材質(zhì)等問(wèn)題導(dǎo)致氫超標(biāo)

①制造過(guò)程中殘留的水分導(dǎo)致增氫

絕緣油中的氫可能來(lái)源于波紋膨脹器、變壓器片散等組件產(chǎn)品制造過(guò)程和使用過(guò)程中存在的水分。我們知道，如果絕緣油中含有水分，在色譜試驗(yàn)時(shí)即表現(xiàn)為氫含量高。那么制造過(guò)程中的水分從何而來(lái)？

波紋膨脹器和片式散熱器在產(chǎn)成后有一道重要的工序是浸水氣密性檢驗(yàn)，操作過(guò)程很難避免水進(jìn)入，通常在檢驗(yàn)后清洗并烘干處理，膨脹器是進(jìn)爐烘干（也稱之為脫氫烘干），片散是熱風(fēng)烘干。這一工序是防止以后增氫的極為重要工序，但其效果常常被一些企業(yè)忽視。因?yàn)閮?nèi)油式波紋膨脹器和片散內(nèi)部死角很多，烘干時(shí)氣化的水分不易從較小的連接口排出，導(dǎo)致水分極易存留，即烘干過(guò)程中氣化的水分不易充分揮發(fā)，冷卻后會(huì)重新凝結(jié)在內(nèi)部。在產(chǎn)品安裝運(yùn)行后水分逐步進(jìn)入油中，并呈現(xiàn)出運(yùn)行第一周期氫增高較快，一段時(shí)間后在濃度較高點(diǎn)逐步穩(wěn)定的特征規(guī)律。在片散內(nèi)部涂裝的過(guò)程中，因相同原因，也存在內(nèi)部死角油漆不易干透現(xiàn)象，未干透的油漆也可導(dǎo)致絕緣油中增氫。

近年出現(xiàn)的多起氫超標(biāo)事件，最后現(xiàn)場(chǎng)判斷的結(jié)果都是由上述原因造成。變壓器投運(yùn)不久即出現(xiàn)絕緣油中氫超標(biāo)，進(jìn)行整體真空濾油后（個(gè)別因?yàn)樘幚聿粡氐滓蚨啻螒]油），指標(biāo)恢復(fù)正常后不再反復(fù)。

②除了制造過(guò)程外，運(yùn)輸和使用過(guò)程也易出現(xiàn)受潮增氫。

由于膨脹器和儲(chǔ)油柜都是焊接密封式容器，一旦內(nèi)部有水不易發(fā)現(xiàn)，因此在運(yùn)輸和使用時(shí)應(yīng)特別注意防止水分和潮氣進(jìn)入。例如，在出廠檢驗(yàn)合格后應(yīng)立刻密封各管口防止潮氣進(jìn)入內(nèi)部凝露；在運(yùn)輸、安裝和戶外放置時(shí)要特別注意不能開放上部管口蓋板，否則雨水進(jìn)入將難以清除。

這方面教訓(xùn)很多，但至今仍有很多企業(yè)忽視。2004年沈陽(yáng)天工生產(chǎn)的波紋儲(chǔ)油柜在某變壓器廠與變壓器對(duì)裝后即敞開口放置于露天多日，且趕上陰雨天氣。當(dāng)沈陽(yáng)天工售服人員在該廠服務(wù)中發(fā)現(xiàn)后，立即與該廠質(zhì)檢部門聯(lián)系，要求采取措施去除儲(chǔ)油柜內(nèi)水分。結(jié)果打開下部連口，放出較多雨水，在采用熱油循環(huán)多時(shí)后才消除內(nèi)部水分。但這是被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的特例，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的受潮隱患肯定會(huì)有。近年來(lái)儲(chǔ)油柜生產(chǎn)廠已加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品使用要求的宣傳和指導(dǎo)，以引起使用單位特別是變壓器廠的重視。沈陽(yáng)天工為防止雨水進(jìn)入，已將產(chǎn)品上部連管由直連管改為側(cè)向彎管，有效防止雨水和雜物進(jìn)入。

③絕緣油材質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致增氫。

變壓器絕緣油或絕緣材料不合格也可能導(dǎo)致變壓器運(yùn)行后增氫。 

三、結(jié)論

綜上所述，變壓器內(nèi)發(fā)生增氫的主要原因應(yīng)該不是不銹鋼材料因素，更可能是工藝因素。最直接的因素是組件生產(chǎn)過(guò)程可能存留的水分，未干油漆，儲(chǔ)油柜運(yùn)輸和儲(chǔ)存中受潮、進(jìn)水等。

四、氫含量增高后的判定方法和處理方法

對(duì)出現(xiàn)氫含量超標(biāo)的變壓器或儲(chǔ)油柜，可以分別從變壓器本體和儲(chǔ)油柜提取油樣，做出色譜分析，來(lái)判斷氫來(lái)源。結(jié)果可分以下情況：

1、變壓器本體氫含量高于儲(chǔ)油柜中氫的含量

此種情況可以排除儲(chǔ)油柜造成氫含量超標(biāo)的可能，建議重點(diǎn)放在對(duì)變壓器本體故障分析上。

2、儲(chǔ)油柜中含氫量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變壓器本體

儲(chǔ)油柜內(nèi)的油量是變壓器總油重的8%～10%，如果是儲(chǔ)油柜原因造成氫含量不斷升高，那么儲(chǔ)油柜中的氫即使不斷地被本體稀釋，也會(huì)高于本體數(shù)倍。若試驗(yàn)結(jié)果儲(chǔ)油柜內(nèi)氫含量明顯高于變壓器本體，則應(yīng)將處理重點(diǎn)放在儲(chǔ)油柜上。

3、處理方法

1）儲(chǔ)油柜內(nèi)氫含量較高而變壓器本體氫含量超標(biāo)不明顯時(shí)，建議對(duì)儲(chǔ)油柜內(nèi)絕緣油做真空處理；

2）儲(chǔ)油柜內(nèi)和變壓器內(nèi)氫含量均高，建議整體做真空濾油。