我们知道，变压器在运行后，无论是热故障还是电气故障，都会导致绝缘介质分解产生各种特性气体。 由于变压器油和纸质绝缘结构中碳氢键的键能较低，在分解过程中一般首先产生氢气，因此氢气是各种故障特征气体的主要成分之一。

Q1：那么分解产氢的主要途径是什么？

答：主要有以下三种方式：

(1) 水的电解与铁的化学反应

当油中有水时，在电场的作用下变压器油滤油机，水会被电解产生氢气； 水也会与铁反应产生氢气。

(2) 烷烃的裂解反应

我们知道，变压器油主要由烷烃、环烷烃和芳烃组成，其中烷烃的热稳定性最差。 这些有机物在高温下会发生裂解，成为小分子烷烃、不饱和烃（烯烃和炔烃）和氢气。 气相色谱法和三配比法是以氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔五种组分为基础的。

(3)环己烷脱氢反应

环己烷是石油的主要成分之一。 在变压器油的精炼过程中，由于工艺条件的限制，难免残留少量环烷烃成分（包括环己烷）。 这样，在催化剂作用下或合适的温度下，就可能发生脱氢反应（芳构化生成苯和氢气）。

该反应是可逆的，正向为吸热反应，反向为放热反应。 室温下氢气较多时，平衡左移，有利于环己烷的生成； 当温度升高，体系中没有或仅有少量氢气时，平衡右移，有利于氢气和苯的生成。

由于1摩尔环己烷可产生3摩尔氢气，其体积比为1：622，油中极少量的环己烷就可能导致氢气浓度高。

Q2：如何判断以上三种方式中哪一种是氢气超标的主要原因？

答：如果变压器投运前氢气增加（一般在30μL/L以内）而水分含量基本不变，主要原因是环己烷脱氢反应。

如果调试后烃含量合格，只有氢气超标（150μL/L以上），与含水量呈正相关，主要原因是水电解和与铁发生化学反应。

如果碳氢化合物和氢气均超标，则怀疑内部过热或放电，导致烷烃发生裂解反应。

Q3：以上三种原因，哪种处理方式最合适？

回答：

(1)如果电解水和与铁发生化学反应产生的氢气超标，可用热油循环除去油中的水和氢，或采用换油法重新注入真空油（成本较高）。

(2)烷烃裂解反应产生的氢气和烃类超标，应采用色谱分析、三比值、入库检验等方法综合判断，确定性质后采取相应的处理措施的缺陷。

(3)环己烷脱氢反应产生的氢气超标，可采用减压脱气法(详见本文后面案例1的4.3)。

变压器投运后，处理氢气超标的主要处理方法是热油循环法。 详情如下。

Q4：热油循环法的原理？

答：在常温下，变压器中的水分主要溶解在绝缘纸中，因为纸的主要成分是纤维，其亲水性远大于变压器油。 因此，要想去除变压器中的水分，就必须通过加热来解析纤维中结合的水分，然后再通过循环过滤进行净化。 但是，如果在加热过程中温度过高，则会导致变压器内部的油和纸绝缘损坏。 因此，在《国家电网公司变电站设备验收规范第1部分：油浸式变压器（电抗器）》中规定：

(1)热油循环前，应将油管抽真空；

(2)冷却器内的油和油箱主体内的油应同时进行热油循环；

(3)循环过程中，滤油机加热釜内温度应控制在65℃±5℃范围内，油箱内温度不应低于40℃。 当全天环境温度平均低于15℃时，油箱应采取保温措施。

(4) 热油循环时间不应少于48h，或不少于3×变压器总油重/每小时通过滤油机的油量，取较长者。

(5) 导热油循环后的变压器油应符合表A.4绝缘油验收标准。 变压器含气量≤0.5%。

Q5：热油循环法的操作步骤是什么？

答：（1）滤油机进油管路接变压器底部阀门，滤油机出油管路接变压器本体顶部注油阀;

(2)启动滤油机真空泵，打开滤油机进油阀，对滤油机进油管路抽真空，然后打开变压器底部阀门让滤油机进入油液并通过自循环加热油液。 打开变压器顶部的注油阀，将注油管内的空气通过真空泵排出，打开滤油机的出油阀进行热油循环加热。

(3)滤油机出油管路连接时，变压器本体顶部的注油阀有放气塞，利用放气塞排出管路中的气体，使油管路充满油，然后打开机体顶部的阀门进行加热。 油循环。

(4)热油在满油状态下循环前，检查除湿机是否安装正确，是否透气顺畅。

(5)热油循环时，滤油机出口油温不应低于50℃，油箱内温度不应低于40℃。 热油循环后的油应取样检验，符合交接试验标准。

(6)热油循环完成后，应静置一段时间：110kV及以下不少于24小时，220、330kV不少于48小时，500kV不少于72小时。

(7)变压器静置后，应从套管、上升座、冷却装置、气体继电器和压力释放装置中多次抽气变压器油滤油机，并启动潜水泵，直至参与气体抽尽。

(8) 储油柜内的排气必须按制造厂规定进行。

以上以带囊式储油柜的变压器为例，波纹管式储油柜没有呼吸器，热油循环操作步骤应与厂家商定后制定专项技术方案。

总之，在热油循环过程中，要注意温度、阀门、静置、排气、油质等。