瓦斯保护：快速反应油箱内故障的高灵敏装置

图7-1　气体继电器安装示意图

1—气体继电器；2—油枕

1.瓦斯保护基本概念

当在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路)时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当严重故障时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护，又称气体保护。

气体继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油枕之间的连接管道上，如图7-1 所示，这样油箱的气体必须通过气体继电器才能流向油枕。为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿气体继电器的水平面具有1%～1.5%的升高坡度，通往继电器的一侧具有2%～4%的升高坡度。

2.气体继电器的构造和工作原理

气体继电器输出两类接点：变压器油箱内轻微故障时，轻瓦斯动作于信号回路；油箱内发生严重故障时，重瓦斯动作于跳闸回路，当大容量变压器设有消防系统时重瓦斯接点同时起动消防系统。

FJ3—80型开口杯挡板式气体继电器内部结构如图7-2所示，正常运行时，上、下开口杯2和1都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤4所产生的力矩，因此开口杯向上倾斜，干簧触点3断开。当油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降。而使上开口杯露出油面，此时由于浮力的减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤4所产生的力矩，于是上开口杯2顺时针方向转动，带动永久磁铁10靠近干簧触点3，使触点闭合，发出轻瓦斯保护动作信号。当变压器油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击挡板8，使下开口杯1顺时针方向旋转，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点3使之闭合，起动保护跳闸回路。

当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，重瓦斯接点闭合，起动保护跳闸回路。

如图7-3所示为QJ1—80型气体继电器的结构示意图。轻瓦斯部分与FJ3—80型气体继电器相同，重瓦斯部分由挡板10、弹簧9、双干簧触点13等组成，正常情况下，在弹簧9作用下，双干簧触点13 (串联使用)处于断开状态。油箱内部严重故障时，油、气流冲击挡板10，克服弹簧的反作用力而使其倾斜，这时挡板10带动磁铁4使触点闭合，发出跳闸命令。(www.xing528.com)

图7-2　FJ3—80型气体继电器的结构图

1—下开口杯；2—上开口杯；3—干簧触点；4—平衡锤；5—放气阀；6—探针；7—支架；8—挡板；9—进油挡板；10—永久磁铁

图7-3　QJ1—80型气体继电器结构图

1—罩；2—顶针；3—气塞；4—磁铁；5—开口杯；6—重锤；7—探针；8—开口销；9—弹簧；10—挡板；11—磁铁；12—螺杆；13—干簧触点；14—调节杆；15—干簧触点；16—套管；17—排气口

3.瓦斯保护的整定

轻瓦斯保护的动作值采用气体容积表示。通常气体容积的整定范围为250～300cm3。对于容量在10WVA 以上变压器多采用250cm3。气体容积的调整可以通过改变重锤位置来实现。

重瓦斯保护的动作值采用油流流速表示。一般整定范围在0.6～1.5m/s，该流速指的是导油管中油流的速度。QJ1—80型气体继电器进行油流流速的调整时，可先松动调节螺杆14，再改变弹簧9的长度即可，一般整定在1m/s左右。

瓦斯保护动作后，应从气体继电器上部排气口收集气体，进行分析。根据气体的数量、颜色、化学成分、可燃性等，判断保护动作的原因和故障的性质。

瓦斯保护能反应油箱内各种故障，且动作迅速、灵敏性高、接线简单，但不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。