基于溶解气体的电力变压器内部故障诊断方法

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浅谈变压器油中溶解气体分析与故障诊断

浅谈变压器油中溶解气体分析与故障诊断摘要：在电力系统的各种电气设备中，变压器是其重要的组成部分。

采用油中溶解气体分析（DGA）技术对变压器故障进行早期故障诊断，可减少变压器不必要的事故停用，对保证电力系统安全可靠运行有较大的作用。

文章对变压器油中溶解气体的组分及故障诊断方法进行了分析讨论。

关键词：变压器油中溶解气体故障诊断变压器是电力系统中最重要的设备，用途非常广泛。

变压器内的绝缘油和有机绝缘材料随着运行时间的增加，在热和电的长期作用下会逐渐老化和分解，并产生极少量的气体，这些油中溶解气体包括氢气、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等。

但是，当变压器内部出现故障时，油中气体的含量就会发生很大的变化。

随着故障的发展，当产气量大于溶解量时，便有一部分气体以游离气体的形态释放出来。

实践证明，绝大多数的变压器初期缺陷都会出现早期迹象，因此，测量分析溶解于油中的气体含量就能尽早的发现变压器内部故障。

一、油中溶解气体的成分分析变压器绝缘材料热分解所产生的可燃和非可燃性气体达20种左右。

因此，为了有利于变压器内部故障判断，选定必要的气体作为分析对象是很重要的。

目前国内外所分析的气体对象是不统一的，我国按DL/722-2000要求一般分析9种或8种气体，最少必须分析七种气体。

变压器中的故障特征气体种类为：O2、N2、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2。

以这九种气体作为分析对象的原因见如下：O2主要了解脱气程度和密封好坏；N2主要了解氮气饱和程度；H2主要了解热源温度或有没有局部放电；CO2主要了解固体绝缘老化或平均温度是否高；CO主要了解固体绝缘有无热分解；CH4、C2H6、C2H4三种气体主要了解热源温度；C2H2主要了解有无放电或高温热源。

二、变压器内部常见故障与油中溶解气体的关系变压器内部常见故障可大致分为电性故障和热性故障两种。

油中溶解的气体可反映故障点引起的周围油、纸绝缘的电、热分解本质。

基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断

基于SVM算法的变压器DGA和故障诊断作者：陆敏安任堂正肖远兵陈敬德崔明飞来源：《机电信息》2020年第21期摘要：油中溶解气体分析（DGA）是评估变压器运行状态和故障诊断的重要指标。

现将支持向量机算法（SVM）应用于DGA和故障诊断中，并对比了SVM算法和其他传统算法在故障诊断中的正确率。

研究结果表明，传统算法的故障诊断正确率在43%～54%，而优化后的SVM算法正确率为76.77%。

超过23%的正确率提升充分证明了SVM算法在故障数据特征识别中的先进性，对变压器运维提供了强力的技术支持。

关键词：变压器;支持向量机;油中溶解气体分析;故障诊断0 引言准确评估变压器运行状态对提升电网可靠性、制定运维检修策略及消除事故隐患具有重要意义。

油中溶解气体分析（DGA）是反映变压器运行状态的重要指标[1]。

传统的DGA方法主要使用IEC 60599提出的三比值法[2]，国内的科研人员也提出了《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL/T 722—2014）用以正确评估变压器油的质量和设备运行状况[3]。

传统分析方法虽然有国内外电工委员会的支持，但固定的阈值边界无法保证正确率[4-5]。

近年来，专家系统、模糊理论和灰色关联性理论等方法逐渐被应用于DGA[6-7]。

相比于传统的DGA方法，这些评估理论体系的确提升了故障识别的正确率，但是这些有限的提高依托于丰富的机理知识储备，推理过程中的逻辑也不够缜密，从而导致应用门槛较高。

更先进的智能算法也被尝试用于DGA，例如BP神经网络，但是网络收敛速度慢，容易过拟合，并且在数据量较少时无法保证正确率的缺点也阻碍了它的进一步应用与推广[8]。

基于对过往发表论文的研究，为了显著提升基于DGA的故障诊断的正确率，需要使用有坚实理论基础并且适用于小样本的机器学习算法。

本文将介绍支持向量机算法（SVM）在DGA中的应用。

第一节首先介绍SVM算法的原理;第二节则验证SVM在DGA故障诊断中的正确率，并将其与传统算法进行对比;第三节对文章成果进行了总结。

如何应用油中溶解气体分析法判断变压器故障方法

现代国企研究 2016. 12（下）162案例 AN LI摘要：变压器内部潜伏故障可以通过油中溶解气体分析法，来对变压器进行检查和诊断来实现的。

本文不仅呈现了在实际工作中正确消除缺陷的案例，而且系统的阐述了在变压器故障综合判断中是如何具体运用油中溶解气体分析法的。

关键词：变压器；油中溶解气体；判断故障油中溶解气体分析法是主要应用于检测变压器状态的一种较为有效的方法，具体做法是在电正常的工作状态下，利用气相色谱法对变压器内的油样进行一定量的采集，采用溶解气体的办法进行分析和诊断。

一、油中溶解气体分析法判断变压器故障的原理一般来说，油中溶解气体分析法大大优于电气试验法，究其原因是，电气试验法需要较为充足的电气量来反映出变压器当时的现状，才能对变压器内部的故障作出准确的判断。

而电气的特性只有在变压器内部的故障发展到一定的程度才会发生质的改变，也只有这样的电气量才适合用电气试验法。

与此相反，油中溶解气体分析法可以通过油中溶解气体的具体含量完全有效的诊断出变压器内部潜伏性的一些故障，这样就可以做到用最低的成本把一些事故防范于未然，把损失降到最低，以实现利润的最大化。

二、油中溶解气体分析法判断变压器故障方法在诊断充油电气设备故障时可以充分的运用油中溶解气体分析法并配合其他的试验手段来完成，但在此之前要准确的判断油中溶解气体形成的具体原因是什么，例如，是来源于变压器内部故障的因素还是来源于变压器本体非故障因素。

油中溶解气体的产生，究其原因来自于以下几种情况，一是变压器内部存在的放电性和过热性故障，二是变压器内部的受潮，三是非变压器故障的一些因素。

下面对油中溶解气体分析法判断变压器故障进行具体的说明：（1）检测变压器箱体进行带油补焊时发生的故障。

一般情况下，在对变压器箱体进行焊接过程中会产生大量H 2和烃类气体,这是由于油在焊接的高温下分解而形成的，这样就很容易产生误导，把它当做是一种高温兼放电故障来进行处理。

110kV电力变压器内部故障诊断方法及处理方法

将综述１０Ｖ电力变压器内部故障的常见类型，１ｋ探讨利用油色谱放电性故障，会产生大量ｃ。当ｃＨ含量占主要成分且超标时，２
分析判别内部故障原因及部位，并用一个实例说明油色谱分析和电气试验的并用。
管引线对电位末固定套管导电管、均压圈等放电；引线局部接触不运行中２０ｋ２Ｖ及以下变压器油中溶解气体含量超过下列任一项良或铁心接片接触不良而引起放电；分接开关拨叉或金属螺丝电值时应引起注意：１总烃含量＞１００；２Ｈ含量＞１０（）５ ×１（）２５×
２溶解油气体色谱分析方法
１９年正式修订实施的ＤＴ９－１９《９７Ｕ５６９６电力设备预防性试
验规程》把色谱分析列为电力变压器的首位试验项目。变压器中，油中气体色谱分析这种化学检测方法，对发现变压器内部某些潜伏性故障及其发展程度早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量内部故障诊断方法及处理方法Ｖ１０
曾庆跃
（广东电网公司中山供电局，东中山５８０）广２４０
摘
要：通过对ｌｌ０ｖ变压器存在特征气体的原因分析，出油色谱分析应结合电气试验判断故障性质，台１ｋ提并确定故障部位。
障诊断实践所证明。
２１气体色谱分析方法概述．
油中溶解气体分析（Ｇ）法源于Ｈｉｅｄ的试验发现。任ＤＡ方ａｔａｓ何一种特定的烃类气体的产生速率随温度变化，在特定温度下，有

变压器油中溶解气体分析和判断导则

变压器油中溶解气体分析和判断导则Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998变压器油中溶解气体分析和判断导则Guide to the ananlysis ａnd the diagnosis of gases dissolved in transformer oilDL/T 722-2000DL/T 722-2000前言分析油中溶解气体的组份和含量是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一。

利用气相色谱法分析油中的溶解气体来监视充油电气设备的安全运行，在我国已有30多年的使用经验。

自1986年以来，由原水利电力部颁发的SD187-86《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，在电力安全生产中发挥了重要作用，并积累了丰富的实践经验。

随着电力生产的发展和科学技术水平的提高，对所使用的分析方法和分析结果的判断及解释均需要加以补充和修订。

1998年在广泛函调征求意见的基础上写出了征求意见稿，于1998年11月召开全国范围的讨论修订会，并组成标准起草小组，根据讨论会的意见，整理出初稿。

1999年，参考新出版的IEC60599-1999,又对上述初稿进行了反复的修改，并征求了有关专家的意见，制定了本导则。

本导则自生效之日起，代替原水利电力部颁发的SD187-86《变压器油中溶解气体分析和判断导则》。

本导则的附录A和附录B是标准的附录。

本导则的附录C、附录D、附录E、附录F和附录G是提示的附录。

本导则由电力行业电力变压器标准化委员会提出并归口。

本导则起草单位：中国电力科学研究院，辽宁省电力科学研究院，华东电力试验研究院、吉林省电力科学研究院本导则主要起草人：贾瑞君、范玉华、薛辰东、钱之银、张士诚。

本导则由中国电力科学研究院负责解释。

DL/T 722-2000目次前言1、范围。

.。

12、引用标准。

.13、定义。

14、产气原理。

15、检测周期。

36、取样。

变压器油中溶解气体监测方法及故障分析

变压器油中溶解气体监测方法及故障分析摘要：通过分析变压器油中气体稀释的原因发生，必须测试变压器油中的稀释气体，并进行适当的气体分析，以了解到变压器内部缺陷发生的原因。

变压器油溶解气体后需要在不会损坏电源的情况下准确快速的检测早期错误，并且及时的故障原因进行分析，确定适当的预防措施。

本文分析了变压器油中气体的主要特征成分并对变压器油中溶解气体在线监测技术的研究现状和故障原因。

关键词：变压器油；溶解气体；监测方法；故障分析随着我国经济的快速发展，人民生活水平的提高和能源需求的增加，这些都是主要的社会问题，发电厂也在承受着巨大的供电压力。

这个问题必须通过科学和技术的进步尽快解决，优化发电，提高管理能力，满足人们的能源需求。

在正常操作条件下，设备发生故障的问题也经常发生。

然而，就会给人们的正常生活产生一定的影响，变压器的运行也会带来负面影响。

电力变压器是发电厂运行中最重要的工具之一。

变压器通常是故障主要是由变压器油引起的，如果变压器油有问题，操作人员必须尽快发现并解决这个问题，以确保变压器能在不影响正常供电的情况下尽快工作。

因此，对变压器油的状态进行监测和分析产生故障原因都具有重要价值。

一、变压器油中溶解气体的监测方法原理（一）油变压器中气体分析的定义。

监测变压器绝缘的方法是在变压器油中稀释气体分析常用的方法，这在变压器试验程序中是广泛而有效的。

用色谱法对变压器油中的气体成分进行分析，通过变压器油中溶解气体的含量，找出引起内部误差的相应原因；是的为了评估变压器油误差的来源。

这个测试是分析气体的组成和含量，并保持评估功能障碍。

其特点在于，它可以根据变压器的大致位置、类型和误差焦点，在早期阶段对变压器内部的错误情况进行评估和诊断，并实时有效地识别出变压器油的潜在缺陷。

（二）变压器油中气体分析原理。

变压器油中稀释气体的多少是指变压器气体成分中溶解在变压器油中的气体。

其主要来源是变压器油在正常工作时排出的废物气体、自然界气体在油中的融入、变压器油的失效以及变压器因维护、材料不同而产生的各种气体。

绝缘油油中溶解气体分析及诊断

绝缘油油中溶解气体分析及诊断摘要：电力系统设备故障诊断一直以来都是一个重要的问题。

目前，对于充油设备主要采用绝缘油油中溶解气体分析的方法来进行故障诊断。

本文油浸电力变压器为例，系统介绍了绝缘油油中溶解气体分析技术的原理、作用、以及几种常用的分析诊断方法。

关键词：绝缘油溶解气体分析方法故障诊断1引言电力设备是重要的基础设备，电力设备的安全即直接影响着千家万户的日常生活，也关系到全社会的经济发展和安全稳定。

为了解决电力设备运行的绝缘、灭弧等问题，绝缘油得到了广发的使用。

浸油电力变压器、绝缘油输电线等电力设备都是绝缘油应用的直接产物。

绝缘油的性能关乎这些设备的安全，而通过对使用中绝缘油的进行检测分析，也可以对电力设备的故障进行早期的诊断。

分析绝缘油油中溶解气体成分，以判断设备早期潜伏性故障的思路，就是在这种情况下产生的。

2油中溶解气体分析的原理目前，绝缘油在油浸电力变压器中的使用大多是采用油纸组合绝缘。

当电力设备在运行中产生高温、电弧放电、火花放电等极端情况，油纸的工作性能会受到一定的影响。

绝缘油中所含有的化学成分很复杂，但基本都是由碳氢分子构成。

碳氢类分子中含有许多种类的碳氢集团，都是由C-C和C-H两种化学键组成。

当设备内部产生放电或过热的情况，这两种健就可能断裂，产生的碳氢化合物自由基与氢原子再组合，就会产生各种不同的烃类气体。

绝缘油分解的程度与其温度有关，主要分解产物为烷烃、烯烃和炔烃等烃类化合物（甲烷在低温下就能产生，而乙炔需要近千摄氏度的高温才能产生）。

能够剧烈改变绝缘油温度的主要因素就是身背故障引起的各类极端情况。

所以。

通过观察各类气体的产生点和最大产生速率，就可以分析和诊断电力设备在运行中可能产生的故障。

根据绝缘油种各类气体和其指标能力的不同（表1），绝缘油中溶解气体对判断故障有价值的主要有7种：氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)，这些气体被人们称为特征气体。

基于油中溶解气体分析的变压器故障诊断方法研究

高麓放电
质绝缘块、ｔ簿掏是薮台处．疑绕姐整块的潜强放电。油击穿、选邑联
择开关静切新电漶。
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芊良连接形成的不同电位嘻量浮电位造蓐的火花放电艰电．可发生在屡藏环、绕组中的檑罄墁饼阀或导体阑，及连绒
；ｔｌ￣Ｋｔｓｔｔ的故障，并取得了较大的成就。随着技术的发展，利用油中溶解气体来诊断变
（７０Ｃ）＞０
油箱和鹱芯上太的环羡．油蔫麓束｛繁的磋墙过蔫、形成一是的电藩
饺芯 ■旯之润的蛭硌。
压器故障的方法已经越来越成熟。目前，油中溶解气体分
目前应用最多的方法。但是，法也存在不足。针对这些不足，章介绍了一些常用的辅助判断方法，该文最后，概
述了几种基于ＤＧＡ的其他诊断方法。
关键词：变压器；障诊断；中溶解气体分析故油中图分类号：Ｍ０Ｔ４７文献标识码：Ａ文章编号：０６８３（００１— １１０１０ — ９７２１）２０Ｉ— ３
因此目前是我国电力企业变压器故障诊断的主要方法之

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障

应用油中溶解气体分析法判断变压器故障变压器是电能传递与转换的一种重要设备，它在电力系统中起着极其重要的作用。

但是，随着使用年限的增加，变压器也会出现各种故障。

其中液体绝缘材料的状态是变压器正常运行的重要指示器。

应用油中溶解气体分析法可以判断变压器的故障情况，为维护设备安全运行提供依据。

油中溶解气体分析法是目前判断变压器绝缘状态最常用的方法之一。

变压器运行过程中，由于内部异常绝缘断裂、局部放电、过负荷及局部热失控等原因，会产生一定的气体，这些气体被溶解在绝缘油中，这些气体被捕获并检测的技术被称为油中溶解气体分析法。

这些气体信息的分析可以揭示变压器绝缘状况及决定变压器是否存在故障。

在油中溶解气体分析法中，我们通常关注变压器油中的以下五种气体：1. 氢气(H2)：当局部放电或气泡击破时，沿着油的阙气泡内的气体即替换而来，首先生成的气体就是氢气。

氢气信号大，发现氢气，则表示发生的故障比较严重。

2. 一氧化碳(CO)：一氧化碳是由于铁芯有局部加热，有机物和绕组绝缘材料在接触到高热，或生成铁芯终末制造时操作错误等情况下产生的气体。

一氧化碳量超过60ppm就表明变压器存在故障。

3. 甲烷(CH4)：甲烷是绝缘油中一种常见的气体，主要源于绝缘油中的有机材料的分解，也可以因为绝缘材料的老化，导致油中甲烷含量增加。

当甲烷含量超过400ppm时，表示变压器可能存在绝缘老化和变质的情况。

4. 乙烯(C2H4)：乙烯产生于局部放电、油渍和热分解，是判断变压器是否存在放电和绝缘老化的一个重要指标。

当乙烯含量超过100ppm时，说明变压器中存在可能导致故障的问题。

5. 硫化氢(H2S)：硫化氢的产生通常是由于环境污染物质进入变压器中，同样也可以是变压器油渍里小量的硫化氢分解产生。

硫化氢含量超过10 ppm就表明变压器存在与液体有关联的故障的情况。

由此可见，油中溶解气体分析法是一种很有效的方法，可以判断变压器是否存在故障，可以及时解决问题，保障设备的正常运行。

油中溶解气体分析方法在变压器故障诊断中的应用

１变压器内部故Leabharlann 障类型与油中气体含量的关系
２．２三比值法的原理通过大量的研究证明，充油电气设备的故
允油电气设备内部故障模式主要足机械、热和电种类型。热性故障是由于有效热应力所造成的绝缘加速劣化。实验研究及实践表明，当故障点温度较低时油中溶解气体的组成主要是Ｃ随着Ｈ温度升高，率最大的气体依次是Ｃ２产Ｈ、Ｈ、ＣＣＨ、２由于ｃＨ部稳定’ Ｈ。Ｃ在一定的温度下极易分解为ｃＨ态）ｃＨ气态）Ｈ气态）。＝：＋，，冈此通常油中ＣＨ的含量小于Ｃ并且ｃＨ与Ｈ，Ｈ总是相伴而牛。电弧放电又称高能放电。当变压器内部发牛电弧放电故障时，中溶解的故障特征气体主油要是ＣＨ、苴次是大量的ｃＨ、Ｈ在变压 ’ Ｈ２Ｃ器内部发牛电弧放电时，一般ｃ占总烃的２％７％，０～０Ｈ占氡烃的３％９ｖ０－（，多数情况￣绝大下ｃＨ高于ｃ：Ｈ在涉及固体绝缘时，瓦斯气体和油中气体的ＣＯ含量较高。当油中气体组分中ｃＨ含量占主要成分且超标时可能是变很＿器绕组断路或分接开关切换产生弧光放电所ｒｆｉ致；如果其他成分没有超标，ＣＨ超标且增长而２，速度较陕，可能是变压器内部存存高能放电故则障。变压器内的固体绝缘材料中发生高能量电弧放电时不仅产生的ＣＣＯ、Ｏ较多，而且因电弧放电的能量密度高＇在电场力作用下会产生高速电子流，㈣体绝缘材料遭受这些电子轰击后，将受钊严重破坏。火花放电一般足低能量放电，即一种间隙性放电故障。当变压器内部发生火化放电时，油中溶解气体的特征气体以ＣＨ、２Ｈ为主，障能量小，总烃含量不岛，油中故一般但溶解的ＣＨ存总烃中所占比例可达２％９％２５～０，ｃＨ含量约占总烃的２以下』４％０｛占氢烃总量的３％以上。当Ｃ４和Ｈ的增长不能忽视时，０Ｈ如果接着义出现ｃＨ的情况，时可能存在着这由低能放电发展成高能放电的危险。局部放电产牛气体的特征，主要依放电能量密度不同而不同散烃总量不高。其主要成分足氢气次足甲烷。通常氢气占氢烃总量的９％以上，０甲烷与烃总量之比大干９。当放电％０能量密度增高时也可以出现乙炔但乙炔在烃总量中所占的比例一般不超过２这是与上面两％。种放电现象区别的主要标志。２以汕中特征气体组分含量为特征量的故

变压器中溶解气体与故障诊断

价值工程0引言作为当代电力系统的重要研究对象———电力设备的故障诊断，变压器在电力系统运行中起着不可或缺的作用，它主要是作为电力系统正常运行的纽带，而无论在中国还是在外国，电力变压器的故障诊断技术一直是研究学家不容忽视的重要课题。

随着科学技术的发展，电力技术也在不断进步，在这期间，很多电力变压器的故障诊断方法层出不穷，而这些方法也是各有利弊。

而当代大型的电力变压器一般都是采用油浸式故障诊断法，所谓油浸式故障诊断法就是用油来进行散热和绝缘的。

具体操作方法如下：在电力变压器的运行过程中，变压器里面的油和其他固体绝缘物体受到热、电等多种元素的影响，会慢慢的分解成C 2H 2、CO 2、H 2、CH 4、C 2H 6、CO 、C 2H 4、等气体，而这些气体大部分都可以溶解到油中，变成油中溶解气体，一旦变压器发生故障，这些气体就会加速生成，而变压器发生的哪种故障类型则是由这些油中气体的含量多少和它们的组成成分所体现出来的。

早在1952年，Martin 等人就研究出了气相色谱法，而在1961年Pugh 和Wagner 等人把这项技术应用到检测电力变压器故障的诊断上。

20世纪七十年代，我国开始把这项技术应用到变压器故障诊断上，并在这期间获得了巨大的成功。

1油中溶解气体的成分分析随着变压器使用时间的增长，变压器有可能会在初期产生故障，而这个内部故障的先兆是油中某些可燃性气体，这些可燃性气体可使变压器中油的闪点降低，这样造成了早期的故障。

在运行过程中，变压器中的纤维绝缘材料和油受到氧气、水分、热量以及铜和铁等材料催化而被分解和老化，它们所产生的气体速度是相当缓慢的，但是大部分是溶于油中的。

一旦变压器内部形成发生故障的条件或者发生故障，它们产气量和产生气体的速率也会发生明显的变化，但是大部分故障出现的初期缺陷都会有所迹象，因此，采用这种方法对变压器进行检测和分析就能及时发现故障。

变压器中的绝缘材料可分解20余种气体，它包含可燃气体和非可燃气体。

基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法

基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法摘要：电力变压器是电力系统的枢纽设备，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定，油中溶解气体分析方法作为一种有效的充油电力设备异常监测手段，在电力系统得到广泛的应用。

本文综述了基于油中溶解气体分析的电力变压器故障诊断技术的产生背景、研究现状和发展方向。

现代变压器相对于早期的设计采用了更为紧凑的绝缘方式，因此在运行中其内部绝缘所需承受的热和电应力水平显著提高。

目前110kV及以上等级的大型电力变压器仍主要采用油纸绝缘结构，在正常老化过程及故障初期，油纸绝缘劣化所形成的低分子烃、氢气以及碳的氧化物等气态化合物绝大部分将溶解于油中。

采用IEC567号出版物所述的方法［1］，能够从油样中分离出这些溶解气体，并可利用色谱技术对其进行定量分析。

变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度，所以根据色谱分析结果可以进一步判断设备内部是否存在异常，推断故障类型及故障能量等。

油中溶解气体分析（Dissolved Gases Analysis，简称DGA）作为目前电力系统中对充油电力设备常规使用的重要监测手段，因能够及时发现变压器内部存在的早期故障，在以往的运行维护中消除了不少事故隐患。

据统计［2］，我国电网中有50%以上的故障变压器是通过该试验结果检出的。

由于这一检测技术能够在无须停电的情况下进行，不受外界电场和磁场因素的影响，因此可以在线对变压器内部绝缘状况进行诊断，有利于促进由定期维修方式向状态维修方式的过渡。

1 电力变压器DGA分析方法的研究现状所有运行中的变压器，包括一直运行良好的轻负载设备，都会产生一定数量的H2和CH4，总的气体含量一般取决于运行时间和负载情况。

从1968年起，英国的CEGB就开始对数量不断增加的超高压变压器进行常规的DGA分析，截止到1970年每年检查的总设备量已超过了1000台。

根据这些检查结果的统计分析，曾尝试建立了一个油中溶解气体含量的注意值标准，该标准是基于90%的变压器是运行正常的，而将其余10%高于此标准的设备认为内部存在着可能引发事故的早期故障。

变压器油中溶解气体的分析

变压器油中溶解气体的分析摘要：变压器绝缘油在变压器运行中受其强度以引起在油、气交界面处产生放电的电场（或电离）作用下，油本身表现出吸收或放出气体，以及变压器内部过热、放电等作用的影响易绝缘老化和分解，产生的气体大部分溶于变压器油中，分析变压器油中溶解气体，及时处理变压器由此产生的故障，对变压器安全、可靠、平稳的运行具有非常重要的意义。

关键词：变压器油；溶解气体；故障分析；电力变压器是变电站的核心设备，是电力流转的中转点，其安全可靠运行对保证电网的安全稳定性具有重要意义。

实践证明，通过油中溶解气体测定可以了解变压器内部状态，对变压器各种潜伏性故障进行监测和诊断，及时确定其故障类型和发展趋势。

1 变压器油中气体分析的原理介绍1.1变压器油中气体分析的定义。

变压器类设备绝缘的一个重要监督手段是运用变压器油中溶解气体故障分析技术，此项技术是变压器试验方法中一种常用有效的方法，采用色谱仪来分析变压器油中的气体组分和含量，通过变压器内部油中的溶解气体的含量找到对应的内部故障原因，以达到判断充油变压器故障源的目的，通过对气体的组分和含量的分析，得到对潜伏性障碍的判断作用。

其特点是在故障潜伏早期可以对变压器内部起到一个异常情况的判断作用，对故障发生的大概位置类型、发展趋势和严重程度等，实时有效地诊断和识别变压器内部潜伏性故障。

1.2变压器油中气体分析的原理。

变压器油中溶解气体量是指变压器内部溶解在油中的气体组分，主要来源有变压器油在正常运行下产生的气体、空气的溶解和变压器油在故障运行以及来自变压器的维修、内部结构或材料不同产生不同的气体。

随运行时间延长，由于受电场、湿度、氧、热、内部放电的作用，固体绝缘材料和变压器油在正常运行时而发生速度缓慢的老化。

2 故障气体产生的特征和原因2.1故障气体产生的原理。

故障气体产生原因主要是在一般情况下，在热、电和机械应力的作用下绝缘材料发生裂解，由于绝缘物的热分解导致热点附近的绝缘物局部温度较高，从而析出含H2量较多的气体。

变压器油中溶解气体分析和判断导则

中华人民共和国国家标准变压器油中溶解气体分析和判断导则GB7252 87Gmide fer the analysis and the diagnosis of gases dlssolved in trassformer oll1总则1.1概述正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等气体，这些气体大部分溶解在油中。

当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。

随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经过对流、扩散，不断地溶解在油中。

在变压器里，当产气速率大于溶解速率时，会有一部分气体进入气体继电器。

故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。

因此，分析溶解于油中的气体，就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并可随时掌握故障的发展情况。

当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况作出判断。

1.2适用范围本导则适用于充油电气设备，其中包括变压器、电抗器、电流互感器、电压互感器、充油套管等。

1.3检测周期出厂前的检测按有关规定执行并提供试验数据。

投运时及运行中的设备按SD18786《变压器油中溶解气体分析和判断导则》执行。

2取样2.1从充油电气设备中取油样2.1.1概述取样部位应注意所取的油样能代表油箱本体的油。

一般应在设备下部的取样阀门取油样，在特殊情况下，可由不同的取样点取样。

取样量，对大油量的变压器、电抗器等可为50～250ml，对少油量的设备要尽量少取，以够用为限。

2.1.2取油样的容器应使用密封良好的玻璃注射器取样。

当注射器充有油样时，芯子能自由滑动，可以补偿油的体积随温度的变化，使内外压力平衡。

2.1.3取油样的方法一般对电力变压器及电抗器可在运行中取样。

对需要设备停电取样时，应停运后尽快取样。

对于可能产生负压的密封设备，应防止负压进气。

毕业设计-通过变压器油中溶解气体分析判断变压器内部故障

前言根据兰州交通大学继续教育学院铁道电气化专业教研室《零八级毕业设计》下达的任务书，在席老师的指导下完成题目为《通过变压器油特征气体分析判断变压器内部故障》毕业论文。

本文探讨了利用绝缘油中的气体色谱分析判明设备是否存在故障，并进一步判断故障的性质、部位、发展情况等。

并结合设备运行检修历史、电气试验、绝缘油试验等综合判断变压器等充油电气设备的内部故障的技术应用。

对运行中的变压器油气相色谱分析，特别是试验后的色谱数据对变压器的状态分析及故障判断具有重要意义。

由于本人实际经验不足，以及知识面不够广泛，论文中难免有错误和疏漏之处，希望席老师给予指正。

王彦茹2011年9月10日通过变压器油特征气体分析判断变压器内部故障目前，油浸变压器大多采用油纸组合绝缘，当变压器内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热而分解产生烃类气体。

由于含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃。

每一种烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围，故绝缘油在各不相同的故障性质下产生不同成分、不同含量的烃类气体。

因此，变压器油中溶解气体的色谱分析法，能尽早地发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是监督与保障设备安全运行的一个重要手段。

变压器出现故障时，绝缘油裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来。

按过去沿用的瓦斯气点燃检查法，往往不能确定故障原因，造成误判断。

用色谱分析法判断变压器内部故障，可以直接从绝缘油中分析各特征气体浓度的大小来确定变压器内部是否有故障。

我国对变压器内部故障气体各特征气体浓度的标准值有规定，超过这个值要用三比值法进行分析，判定出故障原因。

由于气体的扩散，使绝缘油在故障变压器内不同部位所含气体各特征气体浓度不同。

应用气体扩散原理，在故障变压器的关键部位抽取油样，分析各个取样点的气体浓度，判断变压器内部故障部位。

对于在运行中的变压器，通过色谱分析检查出早期故障时，特征气体微有增长或稳定在一定范围时，采用气体追踪分析的方法监控设备。

利用油中溶解气体分析技术诊断电力机车变压器故障实例

体）中的比率为５．％。因此，ｃＨ、Ｈ为主要特１１２
征气体。ＧＢＴ７５１２０对开放式变压器的注意／２２０１
运措施是正确及时的。（）油中烃类气体的关系可作为诊断的参考。２在２１年８月２日对ｓ１０１９ｓｎ９电力机车变压器油０的溶解气体分析数据中，尽管特征气体未达到注
从表２中可以看出，ｃＨ在烃类气体的产气２
可避免。因此，对这台变压器跟踪时间的选择和停
速率位居第一，ＣＨ、Ｈ含量之和在可燃气体（２国外将Ｈ、ＣＯ、Ｃ为可燃气Ｈ、ＣＨ、ＣＨ、ＣＨ称
生了很大变化，尤其是电弧放电的特征气体ＣＨ、Ｈ：急剧增长，这与变压器解体检查时牵引绕组烧损严重的情况吻合。显然，这一故障具有突发性。回顾此实例，如不及时停运此电力机车，完全有可能出现响不
意值，但由于ＣＨ的出现，及其在烃类气体中排：列第３位，因此进行了跟踪分析。在２１年９月０１
７日的检测数据中，虽然通过三比值、产气速率的计算能够说明故障的类型及性质，但更为简单、直观的是ＣＨ在烃类气体的排列关系中已达第１：位，可以此作为诊断变压器内部故障性质的参考依据。（）多电气设备共油箱的诊断问题及检查。３ｓ电力机车主变压器共油箱电气设备计１台（ｓ０不包括潜油泵和油流继电器等设备）变压器油在。充油电气设备中完成循环散热的同时，也成为运行状态信息的载体，任一设备出现故障时都能改变油中溶解气体组分及含量，由此也带来故障点的不确定性。因此，凡是参与油循环的电气设备都是诊断对象。当设备需要停运检查时，为减轻工作量，应采取先外部（潜油泵）如、后内部，先简单（电抗如器）、后复杂的原则［，这样可达到事半功倍的效

基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法

基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法发表时间：2018-06-04T15:13:08.303Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：冯立王婷陈政王峰[导读] 摘要：电力变压器在电力系统运行的过程中发挥着十分重要的作用，其运行状态对电力系统的安全稳定性会产生十分重大的影响，油中溶解气体分析的方法能有效检测充油电力设备运行状态，该技术在电力系统当中也得到了非常广泛的应用，本文主要分析了基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法，以供参考和借鉴。

国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市 432000摘要：电力变压器在电力系统运行的过程中发挥着十分重要的作用，其运行状态对电力系统的安全稳定性会产生十分重大的影响，油中溶解气体分析的方法能有效检测充油电力设备运行状态，该技术在电力系统当中也得到了非常广泛的应用，本文主要分析了基于油中溶解气体分析的电力变压器绝缘故障诊断方法，以供参考和借鉴。

关键词：油中溶解气体分析；电力变压器；绝缘故障引言为保证电力变压器的稳定运行，提高供电的可靠性，应尽早发现电力变压器的一些潜伏性故障。

目前，在电力系统中油浸式变压器数量最多。

因此，为开展油浸式变压器的故障诊断，应尽早发现油浸式变压器的潜在性故障和异常，这不但可以延长变压器的使用寿命，而且能够对变压器可能发生的一些突发故障进行预防，有很好的实际效益。

1 电力变压器常见故障电力变压器由于自身结构、周围环境和实际的运行状况等多重因素的影响，使得变压器的故障形式多种多样。

主要的常见故障有绕组故障、铁心故障、油和固体材料绝缘故障、分接开关故障等。

绕组故障主要表现水汽进入到绕组中使得绕组受潮、绕组的绝缘部件发生老化以及绕组之间发生短路、接地等；铁心故障主要表现在铁心组件中铁片的松动，由压铁松动而引起的铁心振动、铁心之间绝缘部件的老化、铁心的不良接地以及铁心之间装叠不好造成的铁心温度升高等；油和固体材料绝缘故障表现在变压器油和绝缘纸中进入少量的水分和杂质以及固体绝缘的过热使绝缘部件发生老化；分接开关故障主要表现在转换开关的分接头引线与静触头之间的绝缘杆发生变形、触头之间的接触不好以及绝缘架上的金属栓发生接地现象等。

油中溶解气体和局部放电测量综合判断变压器前期故障初探

产生局部放电的原因应根据现场实际情况而定。20世纪90年代有些厂家是为增强变压器的动稳定性，选用绝缘材料强度高，但电气特性不良的材质产生的。例如选用环氧树脂层压板的变压器，局部放电测量结果均达到数百皮库。后更换为高密度绝缘纸板或层压木的压板，其变压器的局部放电测量结果将至100pC以下。
绝缘材料材质不良材质或受潮，按照小桥理论进行分析，认为会发生悬浮放电，逐步发展为树枝状闪络。例如，20世界80年代一台变压器在现场安装后，现场局部放电测量时，发现A相局部放电量竟达到数万皮库，当时对局部放电量没有具体规定，无据可依，加之大家对局部放电的概念也比较模糊，而且当时出厂试验，由于没有具体规定，故也未进行此项目试验。运行后不久就发生A相高压套管爆炸。事故后将此套管分析，结论是绝缘有杂质及局部受潮，导致局部放电量过大，绝缘迅速老化而发生击穿短路。
变压器局放量的高低和生产制造厂的设计和工艺水平很缘体做到表面光滑园圆润，无棱角，良好的均压措施，可使出厂的局部放电试验值非常低。如果在高压绕组引线的连接头的屏蔽处理方面和工艺处理不良就会造成局部放电。
总之，变压器设计、制造、安装和选用的材质不良会造成变压器质量缺陷，现象表现为绝缘纸板或油中含有气体并在变压器带电后析出气体，产生局部放电，产生的气泡会进一步加速油的劣花。只有严格按照标准和反措要求开展局部放电测试，并在变压器局放测量前后进行油中溶解气体检测可有效预防和诊断变压器缺陷。
变压器制造或安装工艺不严格，或在设备检修后，未按照标准要求进行抽真空注油、热油循环、静放时间不够等，会在变压器内部留有各种形式存在的气体，设备投运后会发现油中溶解气体超过注意值的情况。如按照现行标准和反措要求，对110kV及以上电力变压器进行局放测量可诊断前期设备隐患。未按照标准执行的变压器，如安装和调试过程中未按照标准工艺或设备内部制造原因会在设备投运初期出现油中溶解气体含有氢气并持续增长，甚至发现乙炔，属设备前期缺陷，往往投运后不久必须进行排气处理。甘肃某地一台110kV、90MVA变压器投运后发现出现氢气和微量乙炔，询问未严格按照工艺要求开展设备安装调试实验，设备交接中未安排局放测量。如图1为某变压器运行一段时间后单氢增长并超过500ppm。

变压器油中溶解气体分析的原理及方法

变压器油中溶解⽓体分析的原理及⽅法变压器油中溶解⽓体分析的原理及⽅法充油电⼒变压器在正常运⾏过程中受到热、电和机械⽅⾯⼒的作⽤下逐渐⽼化，产⽣某些可燃性⽓体，当变压器存在潜伏性故障时，其⽓体产⽣量和⽓体产⽣速率将逐渐明显，⼈们取变压器油样使⽤⽓相⾊谱⽅法获得油中溶解的特征⽓体浓度后，就可以对变压器的故障情况进⾏分析。

由于⼤型充油电⼒变压器是⼀个⾮常复杂的电⽓设备，变压器存在潜伏性故障时与多种因素存在耦合，特征⽓体形成涉及的机理⼗分复杂，这些机理及由这些机理导出的诊断⽅法对智能诊断⽅法有很好的借鉴意义。

1 变压器油及固体绝缘的成份及⽓体产⽣机理分析虽然SF6⽓体绝缘、蒸发冷却式⽓体绝缘变压器和⼲式变压器、交联聚⼄烯绕组变压器等有着良好的发展前景，但是变压器油优良的绝缘和散热能⼒是它们所不能替代的，⽬前⾼电压、⼤容量的电⼒变压器仍然普遍采⽤充油式。

充油电⼒变压器内部的主要绝缘材料是变压器油、绝缘纸和纸板等A 级绝缘材料，当运⾏年限为20年左右时，最⾼允许的温度为105℃左右。

变压器油中特征⽓体是由变压器油及固体绝缘产⽣的，与它们的性能存在着密切的关系。

1 变压器油的成份及⽓体产⽣机理变压器油是由天然⽯油经过蒸馏、精炼⽽获得的⼀种矿物油。

它是由各种碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占全部重量的95%～99%。

主要的碳氢化合物有环烷烃(50%以上)、烷烃(10%～40%)和芳⾹烃(5%～15%)组成[9]。

不同变压器油各种成份的含量有些不同。

变压器油中不同烃类⽓体的性能是不同的。

环烷烃具有较好的化学稳定性和介电稳定性，黏度随温度的变化很⼩。

芳⾹烃化学稳定性和介电稳定性也较好，在电场作⽤下不析出⽓体，⽽且能吸收⽓体；但芳⾹烃易燃、黏度⼤、凝固点⾼，且在电弧的作⽤下⽣成的碳粒较多，会降低油的电⽓性能。

环烷烃中的⽯蜡烃具有较好的化学稳定性和易使油凝固，但在电场的作⽤下易发⽣电离⽽析出⽓体，并形成树枝状的X蜡，影响油的导热性。