变压器油色谱讲义
浅谈变压器油的气相色谱分析
浅谈变压器油的气相色谱分析一、色谱分析在绝缘监督中的作用在电气试验中，通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体，能尽早的发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是绝缘监督的一种重要手段。
这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行，而且不受外界因素的影响，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测，确保设备安全可靠运行。
变压器大多采用油纸复合绝缘，当内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。
含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，绝缘油随着故障点的温度升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。
在正常情况下，充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在过热或电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解于油中。
当充油电器内部存在潜伏性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的发展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，不断溶解在油中。
故障气体的组成及含量与故障类型和故障严重程度关系密切。
因此，在变压器运行过程中，定期做油的色谱分析，能尽早发现设备内部的潜伏性故障，以避免设备发生故障或事故损失。
二、实例变压器内部放电性故障产生的特征气体主要是乙炔。
正常的变压器油中不含这种气体，如果变压器油中这种气体增长很快，说明该变压器存在严重的放电性故障。
某公司送来两台运行中变压器的油样，经色谱分析，其中一台有C2H2气体(4.9PPm)，5天后他们再次送来该台变压器油样检测，乙炔含量猛增到12.8PPm，见表1。
表1从上表可以看出，总的烃类气体不高，惟有乙炔气体超过注意值。
氢气含量也比较高。
我们分析该变压器内可能存在放电性故障，要他们回去检查，果然发现是分接开关拨叉电位悬浮引起放电，经过处理，避免了事故的发生。
还有一次，某电站送来升压变压器油样，经色谱分析烃类气体含量均在注意值范围内，惟有氢气含量高达345ppm，见表2。
我们分析该变压器可能有进水现象。
经检查，果然发现该变压器进水受潮，经处理，避免了绝缘击穿事故的发生。
变压器油质及色谱分析
新油净化后的检验指标
设备电压等级/kV 项目
500及以上 330~220 ≤110
击穿电压/kV
≥60
≥55
≥45
水分/（mg/kg） 介质损耗因数 90℃
每年至少一次 每年一次
GB/T6541 GB/T5654
击穿电压 2.5mm间隙 kV
每年一次
DL/T 429.9
≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤3 报告
三年至少一次 每年一次或 必要时 每年一次或 必要时
DL/T429.9
体积电阻率 90℃，Ω•m 油中含气量 体积分数% 油泥和沉淀物（质量分 数）%
二）化学特性
包括酸值、水溶性酸 、水分、 氧化安定性 、腐蚀性硫等指标
酸值和水溶性酸 酸值和水溶性酸
酸值是指中和1g变压器油中的全部游离酸所需要的 氢氧化钾毫克数，单位为mg（KOH）/g。 从油品 中所测得酸值，为有机和无机酸的总和，所以也称 总酸值，要求越低越好。变压器油中酸值大小从一 定程度上反映了油的精练深度和氧化程度。 变压器油的水溶性酸是指能溶于水的矿物酸，通常 用pH值表示。对于运行中的油来说，水溶性酸是油 老化产物之一，同时，有了水溶性酸反过来使油更 易老化。通过pH值的测定，可以判断油质的好坏， 油对金属及固体绝缘的腐蚀情况，油质劣化程度， 精制和再生的好坏，油可否继续使用等。
油中9 油中9种溶解气体的分析目的
被分析的气体组 分析目的 分 推荐检测 O2 气体 N2 必测气体 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 了解有无放电现象或存在极高的过热故障点温度 CO CO2 了解固体绝缘的老化情况或内部平均温度是否过高 与CO结合，有时可了解固体绝缘有无热分解 了解脱气程度和密封（或漏气）情况，严重过热时也回极度 消耗明显减少 可了解N2饱和程度，与O2的比值可更准确分析的消耗情况。 正常情况下，N2、O2和CO2之和还可估算出油的总含气量 与甲烷之比可判断并了解过热故障点温度，或了解是否有局 部放电情况和受潮情况 了解过热故障点温度
变压器油气相色谱分析
变压器油气相色谱分析一、基本原理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。
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对流、扩散，不断溶解在油中。
例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变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，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并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做出判断。
二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。
三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。
设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。
2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。
其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。
在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。
在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。
在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。
随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。
在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。
如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。
有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。
变压器油质及色谱分析 ppt课件
如绝缘油的颜色的剧裂变化，一般是油内发生
电弧时产生碳质造成的，故观察油在运行中颜
色的迅速变化，是油质变坏或设备存在内部故
障的表现。
变压器油质及色谱分析
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闪点
在规定的条件下，将油品加热，随油温的升高， 油蒸汽在空气中（油液面上）的浓度也随之增 加，当升到某一温度时，油蒸汽和空气组成的 混合物中，油蒸汽含量达到可燃浓度，如将火 焰靠近这中混合物，它将会闪火，把产生这种 现象的最低温度称为石油产品的闪点。
变压器油质及色谱分析
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二、变压器油的性能指标及质 量监督
一）物理特性 二）化学特性 三）电气特性 四）变压器油质监督标准及指标要求
变压器油质及色谱分析
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一）物理特性
变压器油的物理特性主要包括： 颜色、透明度、凝（倾）点、粘 度、闪点、密度、界面张力等。
变压器油质及色谱分析
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颜色和透明度
变压器油质及色谱分析
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新油验收
220kV及以下变压器使用的油应符合应符 合GB 2536 标准要求，并按标准规定的 项目、指标进行验收。500kV 及以上变 压器用油性能指标除符合GB 2536 标准 要求外，还应符合IEC 60296—2003标准， 两者不一致时以IEC 60296 为准。优先选 择环烷基变压器油。
凝点是在规定条件下冷却至停止移动时的最高 温度。
倾点是在规定条件下冷却时，能够流动的最低 温度。
凝点用以表示绝缘油的牌号 。
变压器油质及色谱分析
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粘度
液体受外力作用移动时，液体分子间产生内摩 擦力的性质，称为粘度 。
粘度通常分为动力粘度（绝对粘度）、运动粘 度和条件粘度三种。
变压器油通常所测的是运动粘度。由于变压器 油的功能之一是进行热传导的冷却作用，并填 充于绝缘材料的缝隙之间，所以变压器油的粘 度应较低才能充分发挥该功能，指标只有上限。
变压器油色谱分析
变压器油色谱分析摘要:当变压器内部发生过热、放电等故障时，势必导致故障附近的绝缘物分解。
分解产生的气体会不断地溶解在油中的，不同性质的故障所产生的气体成分也不同，即使同一性质的故障，由于故障的程度不同，产生的气体数量也不相等。
因此，对油中溶解气体的色谱分析，可以早期发现潜伏性故障的性质、程度和部位，以便及时处理故障，避免事故的发生。
关键词:变压器油；油色谱分析；故障判断1.气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，它是一种物理分离技术。
它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相；另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。
气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。
然后再进入检测器对各组分进行鉴定。
2、色谱分析的过程2.1取出一定量的变压器油利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。
在对变压器油中溶解气体进行色谱分析时，至关重要的一步是取油样，所取油样要有足够代表性，如何取样才不致于使油中溶解气体散失？理想的取样应满足以下条件。
(1)所使用的玻璃注射器严密性要好。
(2)取样时能完全隔绝空气，取样后不要向外跑气或吸入空气。
(3)材质化学性稳定且不易破损，便于保存和运输。
(4)实际取油样时，一般选用容积为100ml全玻璃注射器。
(5)取样前将注射器清洗干净并烘干，注射器芯塞应能自由滑动，无卡涩。
(6) 应从设备底部的取样阀放油取样。
(7)取样阀中的残存油应尽量排除，阀体周围污物擦干净。
(8)取样连接方式可靠，连接系统无漏油或漏气缺陷。
(9)取样前应设法将取样容器和连接系统中的空气排尽。
(10)取样过程中，油样应平缓流入容器，不产生冲击、飞溅或起泡沫。
(11)取完油样后，先关闭放油阀门，取下注射器，并封闭端口，贴上标签，尽快进行色谱分析。
变压器油的色谱分析共16页
• 定量分析方法：归一法、内标法和外标法。 • 归一法要求所有组分都出峰。但不需要准确进
样量。
• 内标法不要求所有组分都出峰。但需要准确进 样量。
• 色谱分析多使用外标法。 • 使用外标法必须保持分析条件稳定、进样量恒
定、样品的含量必须在仪器的线性范围内，否 则误差较大。
• 二、变压器油中溶解气体的色谱分析
• ③取样方法。取样要求全密封，防止油中的气体逸散，也不 能混入空气，操作时油中不能产生气泡。
• (2)．取气样 • 气体继电器动作时，除取油样外，应同时取气样分析。
取气样的容器一般为20ml的玻璃注射器。取样前应先用 本体油湿润注射器，在继电器的放气嘴上套上乳胶管， 参照取油样的方法取气样。
• (3)．样品的保存 • 油样和气样的保存期不超过4天，保存时应避光、防尘。
（常用TDX-01）分子多孔小球（GDX502）。前者主要分离永久性气 体，后者主要分析气态烃类。 • (2)．仪器标定 • 仪器运行稳定后，用标准混合气体标定，测量各组分的峰高或峰面积， 记录保留时间。标定2次，重复性合格后取平均值。 • (3)．试样分析 • 同标定的方法及进样量进行注样测定，测量各组分的峰高或峰面积。
变压器油的色谱分析
• 一、气相色谱分析基础知识 • 1. 概述 • 色谱法是利用不同物质在固定相与流动相之间的分配能
力不同，实现多组分混合物的分离的。 • 色谱过程为：根据不同物质在色谱固定相和流动相所构
成的体系中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时， 这些物质也随流动相一起运动，并在两相间进行反复多 次的分配，这样就使得那些分配系数只有微小差别的物 质，在移动速度上产生了较大的差别，从而使各组分达 到完全分离，然后依次通过检测器实现检测。
变压器油色谱基础知识
●色谱法（也称色谱分析、色层法、层析法）：是一种物理分离方法，它是利用混合物中各物质在两相间分配系数的差别，当含有各种混合物的溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离的方法。
●分离原理：当混合物A和B在两相间做相对运动时，样品各组分在两相间进行反复多次的分配，由于不同物质的分配系数不一样，所以不同物质在色谱柱中的运动速度就不同，滞留时间也就不一样。
分配系数小的组分会较快的流出色谱柱；分配系数愈大的组分就愈易滞留在固定相间，流过色谱柱的速度也就较慢。
这样，当流经一定柱长后，样品中各组分得到了分离。
当分离后的各个组分流出色谱柱再进入检测器时，记录仪或色谱数据工作站就描绘出各组分的色谱峰。
●气相色谱法的工作流程：来自高压气瓶或气体发生器的载气首先进入气路控制系统，经调节和稳定到所需要的流量与压力后，流入进样装置把样品带入色谱柱。
经色谱柱分离后的各个组分依次进入检测器经检测后放空，由检测器检测到的电信号送至色谱工作站描绘出各组分的色谱峰，从而计算出各种气体组分的含量。
●气相色谱仪的基本组成包括：气路控制系统、进样口、色谱柱和柱箱、检测器、检测电路、温度控制系统、色谱分析工作站。
●基线：当通过检测器的气流成分没有发生变化，或成分的变化不能为检测器所检测出来时所得到的信号——时间曲线。
●保留时间：从样品注入到色谱峰最大值出现时的时间。
●色谱峰的位置（即保留时间和保留体积）决定组分的性质，是色谱定性的依据；色谱峰的高度或面积是分组浓度或含量的量度，是色谱定量的依据。
●1号柱分离H2、O2、CO、CO22号柱分离CH4、C2H4、C2H6、C2H23号柱分离H2、O2、N26号柱是平衡柱●色谱柱有一个进口和一个出口，柱体为不锈钢材料●转化炉原理：在做绝缘油色谱分析时，由于微量CO和CO2热导池无法检测，而FID对其又无反应，所以为了能检测低浓度的CO和CO2，色谱仪中安装了转化炉。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析是一种常用的变压器故障诊断方法，通过分析变压器油中的有机和无机成分，可以快速准确地判断变压器的运行状态和可能存在的故障。
变压器油主要由基础油和添加剂组成，其中基础油负责润滑和绝缘，添加剂则负责提高油的抗氧化、抗腐蚀和冷却性能。
正常情况下，变压器油中的有机成分主要是由油基础油和添加剂分解产生的气体、烃类和酚类化合物等。
而无机成分主要是由变压器内部绝缘材料和金属组件的氧化产物组成。
变压器油色谱分析主要通过将变压器油样品注入色谱仪进行分析，根据样品中不同组分的保留时间和峰面积，可以判断油中有机和无机成分的含量及其种类。
颜色和嗅觉等感官指标也是判断油质量和可能存在故障的重要依据。
根据变压器油色谱分析的结果，可以判断以下几种常见的故障：
1. 水分：过高的水分含量会使油的绝缘性能下降，导致击穿事故，通过色谱分析可以观察到含有水分的峰值。
2. 耗气：变压器油中的气体可以通过色谱分析来判断，高气体含量可能表示变压器有漏气或内部发生了放电。
3. 热稳定性：变压器油在高温下容易分解，产生酸质，通过色谱分析可以判断油中酸质的含量，过高的酸质含量可能会引发腐蚀和绝缘击穿。
4. 绝缘材料老化：变压器内部的绝缘材料在长期运行过程中会逐渐老化，产生氧化产物，通过色谱分析可以判断油中氧化产物的含量，过高的氧化产物含量可能表示变压器绝缘材料出现问题。
变压器油的色谱分析
• (2)．取气样 ． • 气体继电器动作时，除取油样外，应同时取气样分析。 气体继电器动作时，除取油样外，应同时取气样分析。 取气样的容器一般为20ml的玻璃注射器。取样前应先用 的玻璃注射器。 取气样的容器一般为 的玻璃注射器 本体油湿润注射器，在继电器的放气嘴上套上乳胶管， 本体油湿润注射器，在继电器的放气嘴上套上乳胶管， 参照取油样的方法取气样。 参照取油样的方法取气样。 • (3)．样品的保存 ． • 油样和气样的保存期不超过 天，保存时应避光、防尘。 油样和气样的保存期不超过4天 保存时应避光、防尘。 运输时应避免剧烈震动。 运输时应避免剧烈震动。 • 3. 气样的制备 • 油中溶解气体的脱出方法主要有顶空取气法、真空全脱 油中溶解气体的脱出方法主要有顶空取气法、 气法、水银真空脱气法。 气法、水银真空脱气法。
• ②氢焰检测器（FID）。主 ）。主 氢焰检测器（ ）。 要应用于含碳有机化合物 的分析。它具有灵敏度高、 的分析。它具有灵敏度高、 线性范围宽等优点， 线性范围宽等优点，其最 小检测量可达10 小检测量可达 -12g。 。 • 氢焰检测器以氢气与空气 中的氧气燃烧生成的火焰 为能源， 为能源，当有机物进入火 焰时， 焰时，在火焰的高能作用 被激发而产生离子。 下，被激发而产生离子。
• 3. 色谱仪的定性与定量分析 • (1)．定性分析 ． • 气相色谱定性分析就是鉴别所分离出来的色谱峰 组分的性质。 组分的性质。主要是利用保留参数对已知混合物 中的各组分进行定性。 中的各组分进行定性。 • 利用绝对保留值定性和利用相对保留值定性。 利用绝对保留值定性和利用相对保留值定性。 • ①利用绝对保留值定性。 利用绝对保留值定性。 • ②利用相对保留值定性。 利用相对保留值定性。
• 4. 气样的分析 • (1)．对色谱仪的要求 ． • 应具备分析至少 种溶解气体的检测器和转化仪器的最小检测浓度应达 应具备分析至少7种溶解气体的检测器和转化仪器的最小检测浓度应达 到国标及行标的规定。 到国标及行标的规定。 • 色谱柱固定相的选择：分析油中溶解气体用的固定相主要是碳分子筛 色谱柱固定相的选择： 常用TDX-01）分子多孔小球（GDX502）。前者主要分离永久性气 ）。前者主要分离永久性气 （常用 ）分子多孔小球（ ）。 后者主要分析气态烃类。 体，后者主要分析气态烃类。 • (2)．仪器标定 ． • 仪器运行稳定后，用标准混合气体标定，测量各组分的峰高或峰面积， 仪器运行稳定后，用标准混合气体标定，测量各组分的峰高或峰面积， 记录保留时间。标定2次 重复性合格后取平均值。 记录保留时间。标定 次，重复性合格后取平均值。 • (3)．试样分析 ． • 同标定的方法及进样量进行注样测定，测量各组分的峰高或峰面积。 同标定的方法及进样量进行注样测定，测量各组分的峰高或峰面积。Wi = f i AiA Nhomakorabea或
变压器油的色谱分析与故障判断
变压器油的色谱分析与故障判断培训课件一、变压器油的色谱分析变压器绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸，变压器在故障下产生的气体主要是来源于油和纸的热裂分解，气相色谱分析就是根据故障时产生的气体在绝缘油中含量的多少，判断其故障类型。
用气相色谱法对充油电气设备油中气体含量的分析，能判明设备存在的故障，更重要的是分析判断故障的性质，是过热性故障还是放电性故障及故障的大概部位是在裸金属部分还是介入了固体绝缘，从而进一步估计故障的危害性，以便及时采取措施，作出正确处理，防患于未然。
（一）气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，它是一种物理分离技术。
它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相，另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。
当流动相中所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。
由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。
因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后秩序从固定相中流出，这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法。
当用液体作为流动相时，称为液相色谱，当用气体作为流动相时，称为气相色谱。
气相色谱法的一般流程主要包括三部分：载气系统、色谱柱和检测器。
当载气携带着不同物质的混合样品通过色谱柱时，气相中的物质一部分就要溶解或吸附到固定相内，随着固定相中物质分子的增加，从固定相挥发到气相中的试样物质分子也逐渐增加，也就是说，试样中各物质分子在两相中进行分配，最后达到平衡。
这种物质在两相之间发生的溶解和挥发的过程，称分配过程。
分配达到平衡时，物质在两相中的浓度比称分配系数，也叫平衡常数，以Ｋ表示，Ｋ＝物质在固定相中的浓度／物质在流动相中的浓度，在恒定的温度下，分配系数Ｋ是个常数。
由此可见，气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器油是变压器的重要介质之一，其主要作用是绝缘、冷却和防腐。
变压器油在长时间中不仅会因老化而导致电气性能下降，还会因外部损坏引起故障，因此对变压器油的质量及其变化状态进行监测与分析是非常必要的。
其中，油色谱分析是目前常用的分析方法。
油色谱分析是检测润滑油、变压器油中杂质、Oxidation产物等的方法之一，可以初步判断变压器油是否存在异常变化，早期发现故障，及时采取措施，避免更大的事故损失。
油色谱分析分为气相色谱分析和液相色谱分析。
以下是液相色谱分析的方法。
将变压器油放置静置，等沉淀沉淀，然后将上层的溶液通过1μm的过滤器过滤到6 mL的色谱瓶中，注入5 mL 甲苯然后在90℃下进样15芳秒。
通过油色谱分析的结果，可以大致判断变压器运行情况。
正常油的色谱图通常有几个特征峰。
其中较低的峰出现在20-30分钟的时间段内，表示由于变压器的热稳定剂、流动改进剂等添加剂引起的不饱和的多环芳烃化合物。
一些较低的峰通常出现在40-50分钟的时间段内，这是饱和化合物的光谱。
此外，在50-60分钟的时间段内，还有一些高峰，这可能是由不饱和化合物和添加剂的反应所引起的。
然而, 当变压器出现故障时，比如：绕组短路，局部放电等，会产生大量的气态和液态的产物，这些产物会混入变压器油中，导致能期的电器参数变化并会影响颜色谱分析，典型的相对应变化是1.地方放电：加强了40-50分钟的饱和化合物光谱，表明在变压器油中有较多的酚等化合物;2.高规模放电：通常在25-35分钟内观察到一个峰值，这表明变压器油中有大量的乙烯和丙烯等，3.烧毁：典型的图谱效果是低比钮峰几乎消失、高比钮峰增强，酚等混合物变多。
如果布达纳指数的电流前和电流后值超过四，则可能是由于断路故障引起的。
因此，油色谱分析可以为变压器维护保养提供非常有价值的指导。
变压器油的定期分析不仅有助于判断变压器电气性能和周围环境的正常性，还可以为设备维护和故障排除提供有力的依据。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析是一种常用的变压器故障检测方法，通过分析变压器油中的化学成分，可以判断出变压器的运行状态和潜在的故障。
变压器油色谱分析依靠油中的有机化合物和金属元素的特征峰，通过检测这些特征峰
的类型、形状和强度变化，判断变压器的故障类型和程度。
常见的变压器故障类型包括放电、过热、绝缘老化等。
这些故障会导致变压器油中有
机化合物的类型和含量发生变化，同时还会释放出金属元素，使油中的金属含量增加。
变压器油色谱分析主要包括以下几个步骤：
1. 采样：从变压器油箱中取样，并确保样品不受外界环境的污染。
2. 回收：将样品中的有机化合物和金属元素提取出来，通常采用萃取或蒸馏的方
法。
3. 分析：使用色谱仪对提取物进行分析，得到油中的有机化合物和金属元素的含量
和类型。
4. 解读：根据油中的有机化合物和金属元素的含量和类型，结合变压器的运行情况，判断变压器的故障类型和程度。
通过变压器油色谱分析，可以判断出以下几种常见的故障：
1. 放电故障：放电会产生气体，油中的有机化合物的类型和含量会发生变化，常见
的有机化合物有丙烯酸、丁烯酸等。
2. 过热故障：过热会导致油中有机化合物的老化，生成酸性物质，使得油中酸值增加。
3. 绝缘老化故障：绝缘材料老化会释放出金属元素，使油中的金属含量增加，常见
的金属元素有铜、铅、锌等。
阐述变压器油色谱及故障判断方法
阐述变压器油色谱及故障判断方法1 变压器油色谱分析通常情况下，当变压器处于正常运行的过程中，其组成物质的性能也会随着变压器运行时间的增长而逐渐减退甚至是丧失，部分绝缘材料在运行过程中会逐渐地分解出少量的化学气体。
如果内部某一部分的温度过高或者出现某一部分放电和电弧放电等事故时，各种低分子的烃类和二氧化碳等气体被分解的速度就会加快，分解出大量的这些气体。
油中分解出来的气体形成气泡，在油流经或扩散的时候逐渐地在油里溶解。
就会对变压器的正常运行造成阻碍和影响。
因为这种气体的数量已经远远超过了溶解的数量，而部分没有及时得到解决和处理的气体则会进入到变压器的内部，使继电器发生移动，导致故障的产生，影响变压器的正常运行，给变压器的运行过程中埋下了风险隐患。
在故障发生的初期阶段，继电器内部的温度还没有处于过高的状态，继电器内部所存在的气体含量相对较少，如果在这个阶段能够全面、严谨地对油中气体的组成成分进行分析和研究，含量的多少和发展的程度，就可以查出变压器内部潜伏的故障，采取措施阻止事故的发生。
色谱分析是采用气相色谱仪获取各气体的组成和含量。
2 常用的色谱分析的方法2.1 对油中溶解的特征气体含量进行分析特征气体主要包括总烃、H2、CO、CO2等。
不同故障条件下变压器内部所形成的气体的特征也都是不尽相同的。
因此在对变压器油色谱进行分析的过程中，可以根据变压器内部气体的不同特征进行分析和判断。
2.2 根据故障点的产气速率由于设备的自身性质不同，有的设备即使气体含量高于限定值，不一定就有故障；有的设备气体含量虽然比限定值低，但若气体的增长速度过快，就必须加以重视，分析是否存故障的隐患。
因为气体的产出速度更加直接地反映出是否存在故障，问题的后果是否严重，将会导致何种状况等。
产气速度有绝对产气速率和相对产气速率两种，对于变压器故障的判断依照绝对产气速率为参考进行分析。
2.3 三比值法除了对油中溶解的特征气体含量进行分析或者根据故障点的产气速率进行分析，变压器油色谱分析过程中还有一种十分重要的方法就是三比值法，但有一定的局限性，一般情况下，只有在采用特征气体含量分析和根据故障点的产气速率所判定的结果可能存在偏差的时候才会使用三比值法对油色谱进行分析。
电力变压器绝缘油的气体色谱分析知识讲解
3. 色谱仪的其他组件与配置设备
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1.3.1 检测器
检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度 转变为电信号的装置
① 气相色谱检测器分类 ② 常用检测器的检测原理和特点 ③ 检测器的主要性能指标
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气相色谱检测器分类
检测器是将流出色谱柱的被测组分的浓度或质量 转换成电信号的装置。检测器的种类多达数十种。 根据检测原理的不同，分为两类：
测量电路通过时 R1*R参比=R2*R测量
载气+组分 R1*R参比≠R2*R测量
测量依据：利用载气与组分热导系数的差异进行测量
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检测器>>1.热导池检测器(TCD)
TCD的使用：灵敏度的主要影响因素有：①桥电流；②
载气；③热敏元件电阻与温度系数；④池体温度；⑤几 何因子。 注意事项：采用N2作载气时，桥电流要小。开机时，先 通载气再通桥流；关机时，先关桥流再关载气。 特点：浓度型检测器。 优点：①通用型，应用广泛；②结构简单；③稳定性好； ④线性范围宽；⑤不破坏组分，可收集制备。 缺点：与其他检测器比灵敏度稍低(因大多数组分与载气 热导率差别不大)。 应用：溶剂、一般气体、惰性气体的测定。
这种以组分的浓度变化（信号）作为纵坐标，以流出时间（或 相应流出物的体积）作为横坐标，所给出的曲线称为色谱流出 曲线，它是进行成分定性分析和定量分析的依据。
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色谱峰的形状
由于色谱柱中存在 着分子扩散和传质阻力 等原因，使得所记录的 色谱峰并不是以一条矩 形的谱带出现，而是一 条接近高斯分布曲线的 色谱峰。
电力变压器绝缘油的气体色谱分析 知识讲解
浅谈变压器油色谱分析及故障诊断
浅谈变压器油色谱分析及故障诊断
变压器油色谱分析及故障诊断是变压器检测和维护中常用的方法之一。
通过对变压器油进行色谱分析，可以有效地检测出变压器内部的故障情况，为变压器的维修保养提供指导。
我们来看一下变压器油色谱分析的原理。
变压器油中含有各种有机和无机颗粒物质，这些物质会随着变压器的运行而产生变化。
利用色谱分析的原理，可以将变压器油中的各种化学成分进行分离和定量分析，从而得到变压器内部的运行状态信息。
变压器油色谱分析主要包括两个步骤，即油样的准备和样品的分析。
油样的准备包括采集变压器油样、净化和预处理；样品的分析包括油样的注入、分离和检测。
变压器油色谱分析可以检测出变压器内部的多种故障情况。
可以检测出变压器油中的电解质含量，从而判断变压器内部的绝缘状态。
通常来说，电解质含量越高，说明绝缘状态越差，变压器存在着漏电和击穿的风险。
可以检测出变压器油中的气体含量，从而判断变压器内部的电弧击穿和局部放电情况。
变压器内部的电弧击穿和局部放电会产生大量的气体，通过检测气体含量，可以及时发现变压器的隐患。
变压器油色谱分析还可以检测出变压器油中的金属颗粒含量，从而判断变压器内部的绝缘材料磨损情况。
当变压器内部的绝缘材料磨损时会产生金属颗粒，通过检测金属颗粒含量，可以及时发现变压器的维修和更换需求。
除了故障诊断，变压器油色谱分析还可以用于变压器的维护和保养。
通过定期进行变压器油色谱分析，可以掌握变压器内部的运行状态，及时发现故障和隐患，从而制定相应的维护和保养计划。
变压器油色谱分析还可以评估变压器绝缘系统的寿命，并预测变压器的故障和寿命，为变压器的更换和更新提供依据。
变压器油色谱讲义
§2.变压器故障诊断的方法与步骤
一、有无故障的诊断 1、根据色谱分析的数据，看总烃、乙炔、氢气是否 有任一种超过国家标准规定的注意值，若有任一一个 超标，则进行跟踪分析，考查产气速率。 2、若产气速率超标，至少二次均超标，且产气速率 有增长趋势，应该判断有故障。 3、注意值
1.出厂和新投运的设备 表2 气体 氢 乙炔 总烃 对出厂和新投运的设备气体含量的要求 变压器和电抗器 <10 0 <20 互感器 <50 0 <10 μ L/L 套管 150 0 <10
故障初期，所形成的气体溶于油中；当故障能量较大时，也 能聚集成游离气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设 备内部。 低能放电，如局部放电，能过离子反应促使最弱的键 C-H键 断裂，主要重新化合成氢气。随着放电能量越来越高，如火 花放电、电弧放电，能使 C-C 断裂，然后迅速以 C-C 键、 C=C键、C≡C键的形式重新化合成烃类气体。 大约油温在150℃时，就能产生甲烷；150-500℃左右时 产生乙烷；大约500℃时产生乙烯，随着温度的逐渐升高， 乙烯占总烃的比例越来越大；800-1200℃左右时产生乙炔。 生成碳粒的温度约在500-800℃左右。
充油电气设备油中溶解 气体的分析与故障诊断
多年来，应用色谱法测油中溶解 气体含量，并结合电气、化学试验， 综合判断变压器潜伏性故障，充分显 示了其独特的优点，为及时发现变压 器类等充油电气设备的隐患，确保其 安全经济运行做出了贡献。
TPRI
主 要 内 容
§1.色谱分析诊断变压器内部故障的理论依 据 §2.变压器故障诊断的方法与步骤
从设备故障现象来看，可分为过热性故障 和放电性故障两大类。至于机械性故障，最 终将以过热性或放电性形式表现出来。进水 受潮也是一种内部潜伏性故障，除早期发现， 否则最终也会发展成放电性故障，甚至造成 事故。
电力变压器的油色谱分析 (1)
电力变压器的油色谱分析目前，在变压器的故障诊断中，单靠电气试验的方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器中气体的油中色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。
油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度的变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度的升高，产气率最大的气体依次为CH4、C2H6、C2H4、C2H2。
这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。
而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。
变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，并分解出极少量的气体（主要包括氢H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多种气体）。
当变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝缘受潮时，这些气体的含量会逐渐增加。
对应这些故障所增加含量的气体成分见表5-9。
表5-9 不同绝缘故障气体成分的变化故障类型主要增大的气体成分次要增大的气体成分故障类型主要增大的气体成分次要增大的气体成分油过热CH4、C2H4H2、C2H6油中电弧H2、C2H2CH4、C2H4、C2H6油纸过热C2H4、C2H4、CO、CO2H2、C2H6油纸中电弧H2、C2H2、CO、CO2CH4、C2H4、C2H6油纸中局放H2、CH4、C2H2、CO C2H6、CO2受潮或油有气泡H2油质中火花放电C2H2、H2（1）分析气体产生的原因及变化。
（2）判断有无故障及故障类型。
如过热、电弧放电、火花放电和局部放电等。
（3）（4）判断故障的状况。
如热点温度、故障回路严重程度及发展趋势等。
（5）提出相应的处理措施。
如能否继续进行，以及运行期间的技术安全措施和监视手段，或是否需要吊心检修等。
若需加强监视，则应缩短下次试验的周期。
变压器油的色谱分析
浅谈变压器油的色谱分析时间:2011-04-27 15:04来源:《电气世界》朱莉莉，朱明明摘要：从技术和专业管理的角度叙述变电站变压器、互感器内油的气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。
油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。
文章详细介绍了绝缘油、纸热解产气的理化过程。
摘要：从技术和专业管理的角度叙述变电站变压器、互感器内油的气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。
油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。
文章详细介绍了绝缘油、纸热解产气的理化过程。
并对油样的提取要点进行了论述。
最后根据本地区的电网等实际情况，举例说明故障后设备油中气体成份的分析判断。
在研究、分析的基础上，论证了色谱分析与电气试验的关系。
关键词：变压器色谱油分析0引言随着地方经济迅速发展，及电气设备的不断更新换代的需要，给我们供电部门不论是从设备上还是技术上提出了更高的要求。
为保证供给足够的优质电能，减少停电时间在采取原有的状态检修基础上，进一步实行在线监测。
变压器类设备是变电站最关键的设备，它不仅是因为价值昂贵，最重要的是它发生事故后，影响面广，给工农业生产造成巨大的损失。
目前对此类设备的安全运行给予高度的重视，而对变压器、互感器等用油的电气设备类最好的监测手段之一，就是对设备内的油进行气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。
所以油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。
我们公司从上世纪80年代中期就对220kV、110kV及35kV8000kVA及以上的主变压器、电流互感器、电压互感器、充油套管进行色谱分析，并发现了部分设备存在缺陷，及时处理保证了设备安全正常运行。
1绝缘油、纸热解产气的理化过程变压器的绝缘材料主要是油、纸组合绝缘，变压器内部潜伏性故障产生的气体主要是来源于油和纸的热裂解。
热解产气特征与材料的化学结构有着密切的关系，矿物质绝缘油的化学组成是石油烃类;绝缘纸的化学成分是纤维素。