[科普中国]-瓦斯继电器

瓦斯继电器（又称气体继电器）是变压器所用的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，使气体继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警（轻瓦斯）或启动保护元件自动切除变压器（重瓦斯）。

简介瓦斯继电器（又称气体继电器）是变压器所用的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油箱之间的管道内，利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，使气体继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警（轻瓦斯）或启动保护元件自动切除变压器（重瓦斯）。

轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开口杯随油面落下，轻瓦斯干簧触点接通发出信号，当轻瓦斯内气体过多时，可以由瓦斯继电器的气嘴将气体放出。

重瓦斯主要反映在变压器严重内部故障（特别是匝间短路等其他变压器保护不能快速动作的故障）产生的强烈气体推动油流冲击挡板，挡板上的磁铁吸引重瓦斯干簧触点，使触点接通而跳闸。

瓦斯继电器分有载瓦斯继电器（油管半径一般为50mm或者80mm）和本体瓦斯继电器（油管半径一般80mm）。瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。如QJ-80型继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下档板。所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。

构成

当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃性气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。故障程度越严重，产生的瓦斯气体越多，流速越快，气流中还夹杂着细小的、灼热的变压器油。瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的热气流和热油流来动作的保护。

动作情况

油箱内部轻微故障时，分解出的瓦斯气体沿连接弯管运动至气体继电器处，聚集在顶盖处形成一定的压力，将变压器油面高度压低，开口杯所受浮力减小，随油面的降低开始转动，使磁铁4与干簧触点15接触，从而吸引干簧触点接通，发出轻瓦斯信号。同理，变压器油箱漏油时，动作情况相同。

油箱内部发生短路故障时，故障点高温电弧将使变压器运动时，由于油的粘滞性，形成油流，冲击挡板。挡板翻转油迅速分解出大量瓦斯气体，有一定压力的气体在向油枕处带动磁铁11与干簧管13靠近，吸引干簧触点接通，跳开变压器各侧开关并发出重瓦斯动作信号。

瓦斯保护的构成

**切换片QB的作用：**切换至虚线位置时，保护只发信号不跳断路器。用于新安装或大修后刚投运的变压器，由于油中混入较多空气，重瓦斯保护可能误动。

**出口中间继电器KCD线圈并联电阻R2目的：**提高信号继电器KS的灵敏度。

**出口中间继电器KCD带电压自保持线圈的目的：**重瓦斯保护是靠油流冲击档板，压力释放较快，档板可能不能保持触点的闭合状态至断路器跳开。利用其电压自保持来满足该要求。

试验1、 轻瓦斯试验

将瓦斯继电器放在实验台上固定，（继电器上标注箭头指向油枕），打开实验台上部阀门，从实验台下面气孔打气至继电器内部完全充满油后关闭阀门，放平实验台，打开阀门，观察油面降低到何处刻度线时轻瓦斯触点导通，轻瓦斯定值一般为250mm —350mm ，若轻瓦斯不满足要求，可以调节开口杯背后的重锤改变开口杯的平衡来满足需求。

2、 重瓦斯试验（流速实验）

从实验台气孔打入气体至继电器内部完全充满油后关上阀门，放平实验台，打开实验台表计电源，选择表计上的瓦斯孔径档位，测量方式选在“流速”，再继续打入气体，观察表计显示的流速值为整定值止，快速打开阀门，此时油流应能推动档板将重瓦斯触点导通。重瓦斯定值一般为1.0—1.2m/s，若重瓦斯不满足要求，可以通过调节指针弹簧改变档板的强度来满足需求。

3、 密闭试验

同上面的方法将起内部充满油后关上阀门，放平实验台，将表计测量方式选在“压力”，打入气体，观察表计显示的压力值数值为0.25MPa，保持该压力40分钟，检查继电器表面的桩头跟部是否有油渗漏。

注意事项变压器瓦斯保护动作后的处理

变压器瓦斯保护动作后应马上对其进行认真检查、仔细分析、正确判断，立即采取处理措施。

1、 瓦斯保护信号动作时，立即对变压器进行检查，查明动作原因，是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或上变压器内部故障造成的。如气体继电器内有气体，则应记录气体量，观察气体的颜色及试验上否可燃，并取气样及油样做色谱分析，可根据的关规程和导则判断变压器的故障性质。色谱分析是指对对收集到的气体用色谱仪对其所含的氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断故障性质，发展趋势、和严重程度。 若气体继电器内的气体无色、无臭且不可燃，色谱分析判断为空气，则变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷。若气体继电器内的气体可燃且油中溶解气体色谱分析结果异常，则应综合判断确定变压器是否停运。运行中的变压器要做好，降负荷准备，转检修。

2、瓦斯继电器动作跳闸时，在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行。为查明原因应重点考虑以下因素，作出综合判断。(1)是否呼吸不畅或排气未尽；(2)保护及直流等二次回路是否正常； (3)变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象；(4)气体继电器中积聚的气体是否可燃； (5)气体继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果； (6)必要的电气试验结果；(7)变压器其它继电保护装置的动作情况。

日常巡视

在变压器的日常巡视项目中首先应检查气体继电器内有无气体，对气体的巡视应注意以下几点：

1、瓦斯继电器连接管上的阀门应在打开位置。

2、变压器的呼吸器应在正常工作状态。

3、瓦斯保护连接片投入应正确。

4、油枕的油位应在合适位置，继电器内充满油。

维护建议(1)加强变压器附件的选型、验收等工作。如继电器、冷却器、测温元件等附属设备的选型，特别是应选用抗震性能良好和动作可靠的气体继电器。结合停电逐步更换反向动作值低的双浮球气体继电器。

(2)新安装的气体继电器、压力释放装置和温度计等非电量保护装置必须经校验合格后方可使用。运行中应结合检修(压力释放装置应结合大修)进行校验。双浮球结构气体继电器应做反向动作试验。为减少变压器的停电检修时间，压力释放装置、气体继电器宜备有合格的备品。

(3)在高温负荷到来之前。应对主变压器特别是室内变压器的散热器进行清理清洗工作。

(4)高峰负荷时，对主变压器要加强运行巡视，加强油位监视。注意室内变压器的通风散热1。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所