1 前言
變壓器油中溶解氣體分析技術基於油中溶解氣體型別與內部故障的對應關係，採用氣相色譜儀分析溶解於油中的氣體，根據氣體的組成和各種氣體的含量判斷變壓器內部有無異常情況，診斷其故障型別、大概部位、嚴重程度和發展趨勢，通過油中氣體分析，對早期診斷變壓器內部故障和故障性質提出針對性防範措施、實現變壓器不停電檢測和早期故障診斷等安全生產要求都具有極為重要的指導意義。氣相色譜法診斷變壓器故障常用的方法有特徵氣體法和比值法兩大類，以下將對這兩方面進行介紹和說明。
2 特徵氣體法診斷故障
正常情況下變壓器內部的絕緣油和絕緣材料在熱和電的作用下，逐漸老化和受熱分解，緩慢產生少量氫和低分子烴類，以及co和co2氣體。當變壓器內部存在區域性過熱和區域性放電故障時，這種分解作用就會加強，不同性質的故障，絕緣物分解產生氣體不同；而對於同一性質的故障，由於程度不同，所產生的氣體數量也不同。所以，根據變壓器油中氣體的組分和含量，可以判斷故障的性質及嚴重程度。
特徵氣體法是基於哈斯特（halstead）的試驗發現：任何一種特徵的烴類氣體產氣速率隨溫度變化，在特定溫度下，某一種氣體的產氣速率會呈現最大值，隨著溫度的公升高，產氣速率最大的氣體依次為ch4、c2h6、c2h4、c2h2，就證明故障的溫度與溶解氣體含量之間存在著對應關係。通過分析油中溶解氣體組分的含量，即可以判斷出變壓器內部可能存在的潛伏性故障和故障的種類。
經過長期的實踐和統計，人們總結出一些利用特徵氣體進行故障分析的方法，當前應用比較廣泛的是：油中特徵氣體組分含量為特徵量的故障診斷法和油中氣體的總烴及co、co2為特徵量的故障診斷法。
2.1 油中特徵氣體組分含量為特徵量的故障診斷法
目前，國內外通常以油中溶解的特徵氣體組分含量分析資料與注意之比較來診斷變壓器故障的性質，特徵氣體主要包括總烴、c2h2、h2、co、co2等，根據變壓器油的氣相色譜測定結果和產期的特徵及特徵氣體的注意值，對變壓器等裝置有無故障性質作出初步判斷。
從大量統計資料中可以看出，變壓器內部發生故障時產生的總烴中，各種氣體的比例在不斷變化，隨著故障點溫度的公升高，ch4所佔的比例逐漸減少，而c2h2和c2h6的比例逐漸增加，當達到電弧溫度時c2h2成為主要成分。可以用表2-1所列特徵氣體的特點來判斷故障的性質。
表2-1 判斷變壓器故障性質的特徵氣體特點
用表2-1進行裝置故障的判斷，對故障的性質有較強的針對性，比較直觀，但是沒有明確的量。同時也要注意：（1）裝置出現高溫熱點時，也有可能產生c2h2，所以並非凡是有c2h2出現就存在放電故障；（2）h2的產生不完全都是由放電現象所產生的，h2單一組分公升高的原因有：
裝置進水或氣泡引起水和鐵的化學反應、高電場強度下水或氣體分解、電暈作用產生、固體絕緣材料受潮後加速老化；（3）裝置的老化也有可能產生h2、低分子烴類以及co、co2氣體。
dl/t722-2000《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》給出了對出廠和新投運的變壓器等裝置氣體含量要求和執行中裝置油中溶解氣體含量的注意值，作為診斷變壓器故障性質的重要依據，如下表2-2、表2-3：
表2-2 對出廠和新投運的裝置氣體含量的要求
表2-3 執行中變壓器、電抗器和套管油中溶解氣體含量的注意值
表2-3中的注意值是由國內大量變壓器dga資料的統計分析得出的，在反映故障概率上有一定可靠性，但不是劃分故障種類的唯一標準，氣體含量超過注意值並不代表裝置存在故障，而有時氣體含量未超過注意值，但是增長速度很快，也應該引起注意，因此，注意值的作用是給出了引起注意的訊號，具體確定裝置是否存在故障還需要進行其他的判斷方法和檢查，結合裝置的具體情況進行分析。
2.2 根據產氣速率判斷故障
實踐證明，故障的發展過程是乙個漸進的過程,僅由對油中溶解的氣體含量分析結果的絕對值很難確定故障的存在和嚴重程度。因此，為了及時發現雖未達到氣體含量的注意值，但卻有較快的增長速率的低能量潛伏性故障，還必須考慮故障部位的產氣速率。
絕對產氣速率：
式中 ——絕對產氣速率，ml/天；
ci，2——第二次取樣測得油中某氣體濃度，μl/l；
ci，1——第一次取樣測得油中某氣體濃度，μl/l；
——兩次取樣間隔中實際執行時間，天；
m——裝置的總油量，t；
——油的密度，t/m3。
相對產氣速率
式中 ——相對產氣速率，%/月；
ci，2——第二次取樣測得油中某氣體濃度，μl/l；
ci，1——第一次取樣測得油中某氣體濃度，μl/l；
——兩次取樣間隔中實際執行時間，月。
根據以上公式可計算出某種氣體的絕對和相對產氣速率，表2-4列出了幾種特徵氣體的絕對產氣速率注意值：
表2-4 絕對產氣速率的注意值單位：ml/天
總烴在油和固體絕緣材料裂解產生的各種氣體中具有重要地位，它是乙個積累量，其數量可以近似認為與故障持續時間內油所耗能量的總和成正比，同裂解功率之間並不存在簡單的線性關係，而總烴產氣速率或總烴絕對產氣速率與裂解功率成正比。絕對產氣速率能較好地反映出故障性質和發展程度，但在實際應用中往往難以得到絕對產氣速率，因而多採用相對產氣速率和絕對產氣速率配合進行分析診斷。當相對產氣速率大於10%時應引起注意，變壓器內部可能有故障存在，如大於40l/l/月可能存在嚴重故障。
根據總烴含量、產氣速率判斷故障的方法：
（1） 總烴的絕對值小於注意值，總烴產氣速率小於注意值，則變壓器正常；
（2） 總烴大於注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率小於注意值，則變壓器有故障，但發展緩慢，可繼續執行並注意觀察。
（3） 總烴大於注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產氣速率為注意值的1～2倍，則變壓器有故障，應縮短試驗週期，密切注意故障發展；
（4） 總烴大於注意值的3倍，總烴產氣速率大於注意值的3倍，則裝置有嚴重故障，發展迅速，應立即採取必要的措施，有條件時可進行吊罩檢修。
產氣速率在很大程度上依賴於裝置型別、負荷情況、故障型別和所用絕緣材料的體積及其老化程度，在實際工作中應結合這些情況進行綜合分析。
2.3 以油中co、co2為特徵量判斷故障
當大型變壓器發生低溫過熱故障時，因溫度不高，往往油的分解不劇烈，烴類氣體含量並不高，而固體絕緣材料受熱分解，導致co和co2含量變化較大，此時可用co和co2產氣速率和絕對值來診斷變壓器絕緣老化、低溫過熱故障。
但是由於空氣中存在co2，即使在密封裝置中，空氣也可因洩漏而進入裝置的油中，這樣油中的co2濃度就可接近於空氣中的co2濃度，基於這個原因，iec導則和dl/t722-2000中規定以油中co2和co比值來診斷變壓器固體絕緣老化引起的故障。目前導則還不能規定統一的注意值，只是粗略的認為，開放式的變壓器中，co的含量小於300l/l，co2/co比值在7左右時，屬於正常範圍；而密封變壓器中的co2/co比值一般低於7時也屬於正常值。
同樣，在考察co和co2含量時，要注意集合具體變壓器的油保護方式、執行溫度、負荷情況、執行檢修史等情況綜合加以分析。
3 根據三比值法分析判斷方法
變壓器的檢修及變壓器油的處理方法
如果油被噴成具有一定直徑的油珠 則由於油珠具有較高的介面張力,使得油珠內的水分和氣體不易充分發揮。為此,噴汕孔的直徑要選擇適當,並且一般需在罐的抽空口處設定幾道擋板,防止變壓器油被真空幫浦抽走。目前,國外和國內還採用了一種比較先進的薄膜脫水脫氣法,就是使進入罐中的油,經過一些脫氣元件後形成極薄的油膜...
油浸式電力變壓器的故障分析和檢測方法概述
1概述隨著經濟的快速發展，我國的電力設施越來越完善。隨著我國電力工業的迅速發展，電網規模不斷擴大，電力變壓器的單機容量和安裝容量隨之不斷增加，電壓等級也在不斷地提高。近年來，電力變壓器雖然由於材料的改進 設計方法和製造技術的提高，執行可靠率有所提高，但仍會發生料想不到的事故。造成變壓器故障的原因主要...
變壓器油耐壓試驗的方法與分析
作者姓名 王曉超 作者單位 油化驗班 報送單位 修試工區 摘要 影響變壓器油耐壓試驗的因素有很多，主要是試驗方法的選擇 環境的影響以及人為因素。在現有裝置電壓等級不斷公升高，而實驗儀器更新慢的情況下，我們只有立足現有裝置，保證變壓器油實驗結果的準確可靠。關鍵詞 擊穿電壓 球形和球蓋形電極 平板倒角形...