熱故障(DGA 分類 T1/T2/T3)
Thermal Fault (DGA Classes T1/T2/T3)
別名:T1、T2、T3、Thermal defect、過熱故障
DGA 熱故障分三級(IEC 60599:2022 §5.3):T1 < 300 °C(紙褐化,可逆)、T2 300~700 °C(紙碳化,不可逆)、T3 > 700 °C(油碳化、金屬熔融)。關鍵判準:CH₄/H₂ > 1 + C₂H₂ < 0.2(排除放電型)。C₂H₄/C₂H₆ 比率越高溫度越高(T3 > T2 > T1)。成因:冷卻不足、循環電流、接觸不良、過載。T3 階段 C₂H₂ 上升代表 > 1000 °C 極嚴重。紙涉入判斷:CO₂/CO < 3。
白話說明
DGA 裡的「熱故障」分三級:T1(< 300 °C)紙微變褐、T2(300~700 °C)紙已碳化、T3(> 700 °C)連油都碳化甚至金屬熔融。判別關鍵:CH₄/H₂ > 1(是熱故障,不是放電)。氣體組合像溫度計——乙烯(C₂H₄)佔比越大,溫度越高。
完整定義
絕緣達到之過度溫度所引起之故障。IEC 60599 依溫度範圍將熱故障分為三級: T1:熱故障 t < 300 °C——紙變褐但未碳化; T2:熱故障 300 °C < t < 700 °C——紙碳化; T3:熱故障 t > 700 °C——油碳化、金屬變色(800 °C)或金屬熔融(> 1000 °C)跡象。
標準原文 (Original Text)
(§3.1.9 Spanish OCR) defecto térmico: Temperatura excesiva alcanzada por el aislamiento. (§5.3) defectos térmicos, en el aceite o en el papel, inferiores a 300 °C si el papel se torna marrón (T1) y superiores a 300 °C si se carboniza (T2); defectos térmicos de temperaturas superiores a 700 °C (T3) si existen evidencias de carbonización del aceite, coloración de metales (800 °C) o fusión de metales (> 1000 °C).
氣體特徵(IEC 60599 Table 1 T1/T2/T3 列): | 故障 | 溫度 | C₂H₂/C₂H₄ | CH₄/H₂ | C₂H₄/C₂H₆ | 主氣體 | |---|---|---|---|---|---| | T1 | < 300 °C | NS | > 1 but NS | < 1 | CH₄(若涉及紙則 CO/CO₂)| | T2 | 300~700 °C | < 0.1 | > 1 | 1 ~ 4 | CH₄ + C₂H₄ | | T3 | > 700 °C | < 0.2 | > 1 | > 4 | C₂H₄(主)+ C₂H₂(若 > 1000 °C)| 溫度關鍵判準: (1)CH₄/H₂ > 1:熱故障典型特徵(排除放電型故障); (2)C₂H₄/C₂H₆ 比率越高,溫度越高(T3 > T2 > T1); (3)C₂H₂ < 0.1 ~ 0.2:熱故障不主要產生 C₂H₂(區別於 D1/D2); (4)NOTE b:T3 階段若 C₂H₂ 上升 → 熱點已達 > 1000 °C(極嚴重)。 IEC 60599 §3.1.9 列出之典型成因: (1)冷卻不足; (2)鄰近金屬件過電流(接觸不良、渦流、感應損耗、漏磁通); (3)絕緣中過電流(介電損耗高)→ 熱飛脫; (4)繞組內部過熱或套管連接過熱; (5)過載。 三級熱故障典型情境: (1)T1(< 300 °C):輕微過載、油流堵塞、冷卻器故障——絕緣紙輕度褐化但仍可逆; (2)T2(300~700 °C):嚴重冷卻失效、鐵芯接地異常(循環電流)、接觸不良局部過熱——絕緣紙碳化不可逆; (3)T3(> 700 °C):熱飛脫、金屬連接件鬆脫致局部電阻過高、鐵芯疊片短路——需開罐修復。 紙涉入之判斷(CO₂/CO 比率): (1)CO₂/CO < 3:紙涉入熱故障(碳化); (2)CO₂/CO > 10:紙輕度過熱(< 160 °C),常為正常老化; (3)CO₂/CO 3~10:中間狀態,需配合其他氣體判讀。 設計/運維對策: (1)T1:降載 / 檢查冷卻系統 / 疏通油流; (2)T2:停機 / 油流診斷 / 熱成像外部掃描 / 評估內部異常; (3)T3:立即停機 / 開罐檢修 / 嚴重時報廢。 熱故障與過激磁(TR-060)之區別: (1)熱故障:局部發熱,氣體產生集中於某一區域; (2)過激磁:整體鐵芯發熱,氣體特徵類似 T2/T3 但伴隨 V/Hz 運轉紀錄; (3)判別靠:運轉紀錄(是否 V/Hz 超標)、熱成像(鐵芯整體均勻升溫 vs 局部熱點)。
生活比喻
像烤麵包看顏色判溫度——微褐(T1)只是熱到、可逆;深褐(T2)烤焦了、不可逆;燒黑冒黑煙(T3)烤爐已經壞了。變壓器內部熱故障的氣體「顏色指紋」就是 C₂H₄/C₂H₆ 比率,這個比越高代表「烤焦程度」越深。
為何重要
熱故障是變壓器最常見的故障類型(> 60% 案例):(1) 三級處置不同:T1 可降載繼續運轉;T2 需停機評估;T3 通常需開罐修復或報廢;(2) 熱成像(IR thermography)為必要配套:DGA 告訴你「有」熱點,熱成像幫你找出「在哪」——兩者結合效率最高;(3) 冷卻系統檢查:T1/T2 常源於冷卻失效(散熱片堵塞、風扇停轉、油泵失效),檢修優先於直接更換主機;(4) 鐵芯多點接地檢查:T2 型氣體 + 鐵芯接地電流異常 → 常見鐵芯片間絕緣破壞;(5) 套管連接過熱:外部連接處松脫是隱蔽熱故障來源,年度檢修必須力矩重鎖;(6) 過激磁 vs 熱故障之鑑別:運轉紀錄查 V/Hz、熱成像看溫升分布;(7) 紙碳化後之老化評估:furan 衍生物分析(IEC 61198)可補 DGA 不足——furan 是紙老化專指標,適用於 T1/T2 後評估殘餘壽命。
相關連結
發現內容問題?點此回報
標準改版、翻譯錯誤、條款編號不對、缺少資訊都歡迎回報,我們會儘快修正。
發現內容問題?點此回報
標準改版、翻譯錯誤、條款編號不對、缺少資訊都歡迎回報,我們會儘快修正。