小容量变压器产氢问题分析

引言

新投运的变压器偶尔会出现瓦斯继电器频繁触发轻瓦斯报警的情况，这一异常可能源于安装时排气不彻底或变压器内部气体生成。面对此类问题，需依托油中溶解气体的色谱分析技术，精准识别根本原因。本文基于多起35kV及66kV小型氢案例的详细分析，系统阐述了机理及应对策略，旨在为行业同仁提供有价值的参考。

一、案例

2020年，我公司供国网500kV变电站的多台站用变出现产氢问题，产品在投入运行后，氢气迅速增长，并超出标准规定的注意值，有的产品烃类气体也出现增长，但反映产品内部放电的乙炔无增长。

福建某500kV变电站反馈的站用变色谱试验数据如下：

内蒙某500kV变电站反馈的站用变色谱试验数据如下：

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二、原因分析及措施

为解决变压器产氢问题，我公司作出更换承诺。在查阅相关资料后，结合DL/T722标准上氢气超标的几种原因分析，确定对新生产的变压器采取以下措施：

1 ）、降低层间电压：将高压线圈分为两段，以降低层间电压,防止层间电场过高，分段后层间电场降为3000V/层以下。

2）、 铁心上下夹件和垫脚所有上螺栓、螺母连接处，要求不能喷漆，已喷的要求磨掉，保证夹件、拉螺杆、旁螺杆、垫脚和油箱形成一个整体可靠连接，避免器身有接触不良或悬浮电位产生放电现象。

3）、 高压漆包线使用QQ（缩醛）漆包线，不使用QZ（聚酯）漆包线，防止聚酯漆和变压器油发反应产生氢气。

4）、 器身出炉后及时装配，保证器身不受潮。提前一天出炉紧固处理器身，然后再干燥24h出炉检查无误后直接下箱，以缩短总装下箱时间，避免器身表面受潮。

5）、 总装前对油箱进行清洁和干燥处理，保证油箱内表面干燥。

6）、变压器试验合格后，1.05倍额定电压下空载运行24小时，在静置24小时后取油样作试验前后对比，确定油中氢气是否有增长。

经采取以上措施，我公司重新生产了一台SZ11-800/36/0.4变压器，并在公司内进行1.05倍额定电压长时空载试验，试验前后色谱数据如下：

数据表明，上述措施未能解决变压器产氢问题。此后，我公司又与行业内多个厂家进行交流，了解到小型35kV及以上变压器产氢问题是一个较为普遍的现象，某具有国际先进水平的合资厂家也曾因此问题召回过大批出口产品。某些声称自家产品没有这个问题的厂家，也不愿意分享该问题解决的经验。因此，我公司对所售35kV~110kV级产品进行大量的取样分析，发现连续式线圈产品都没有出现产氢现象，氢气超标问题全部集中在层式线圈产品上。之前该问题之所以未得到反馈，是因为在2020年之前，我公司客户主要为非国网用户，在变压器投入运行后，只要不发生故障，就不会对油进行检测。

分析认为：小型35kV级及以上变压器高压线圈因电流小，多采用漆包铜圆线以圆筒式方式绕制，又因其电压较高，其绕制的层数也多于10kV产品。这种方式绕制的线圈匝间、层间包裹都非常紧密，不利于干燥处理时水分的蒸发，再加上我公司地处南方，空气湿度有时高达90%以上，生产车间也为普通车间，绝缘材料普遍受潮严重。因此判断产氢的主要原因为：线圈结构原因导致其受潮的绝缘材料，在干燥处理时没有得到彻底干燥所致。

为使产品能够得到彻底干燥处理，2021年10月，我公司将新生产的SZ11-800/36变压器按我公司110kV级产品干燥程序进行干燥处理，并在总装后再次进行24h连续空载试验和色谱检测，结果如下：

检测数据表明，按110kV级产品干燥程序进行干燥处理后，经长时空载试验，油中氢气无明显增长情况。2021年12月，该产品发运到福建某500kV变电站现场进行更换。2022年4月，内蒙某500kV变电站的三台站用变完成更换。

到目前为止，上述更换后的变压器，经过两年多时间跟踪检测，油中氢气已无明显增长现象。

三、结语

我国变压器源自沈阳，许多经验数据也来自于沈阳，但我国气候南北差异较大，许多适合北方干燥气候的经验数据并不适用于南方潮湿环境。各单位在编制干燥处理的程序的时候，需结合当地气候环境和车间环境、产品特性、甚至季节变化，并通过收集大量试验检测数据进行编制，不能一味照搬以为是已经成熟的工艺。