变压器油的气相色谱分析浅析

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浅谈变压器油色谱分析及故障诊断

变压器是电力系统中重要的电力设备之一，其工作状态的可靠性直接影响着电力系统的稳定运行。变压器油色谱分析是一种常用的变压器故障诊断方法，可以通过检测变压器油中的化学成分及其含量变化来判断变压器的工作状态，并及时发现潜在的故障。

变压器油色谱分析主要通过测定变压器油中有机化合物的类型和含量来识别和定量分析变压器内部的异常情况。由于变压器在长期工作中，油中会存在一些异常物质的产生，如氧化产物、析出物、污染物等，这些物质的存在对变压器的正常工作状态会产生一定的影响。通过对变压器油中异常物质的检测和分析，可以及时发现变压器内部的故障情况，为变压器的维护和保养提供有力的依据。

变压器油色谱分析的基本原理是将变压器油中的有机物质通过色谱柱进行分离，再通过检测器进行检测。常用的色谱方法有气相色谱和液相色谱两种。气相色谱主要适用于测定油中的短链烷烃、烯烃、含氧化合物等低沸点物质，液相色谱适用于测定油中的多环芳烃等高沸点物质。色谱柱中的各种物质在分离时会出现不同的的峰，通过测定峰的高度和面积可以确定有机物质的类别和含量。

变压器油色谱分析可以根据油中异常物质的种类和含量变化来判断变压器的工作状态和故障情况。常见的故障模式包括油中氧化产物、水分过高、污染物过多等。油中氧化产物的增加会导致油的酸度增加，从而加速变压器绝缘材料的老化和降解；水分过高会导致油的介电强度降低，从而影响变压器的绝缘性能；污染物过多会导致油中悬浮颗粒增多，从而影响油的流动性和冷却效果。通过对变压器油中这些异常物质的检测和分析，可以判断变压器的工作状态是否正常，及时发现并解决问题。

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判断方法，它通过分析变压器油中的有机和无机成分，来判断变压器的运行状况和可能存在的故障。

变压器油色谱分析主要是通过将变压器油样品进行化学分离和定性分析，以及对分离得到的有机化合物进行定量分析，来得到变压器油中存在的有机和无机成分的含量和相对变化情况。

在变压器油中，常见的有机成分主要包括酚类化合物、醛类化合物、酮类化合物、苯类化合物等。这些有机成分的存在可以表明变压器可能存在绝缘材料老化、绝缘层击穿、过热等故障情况。

而无机成分主要包括金属元素和硫元素等。金属元素的含量可以反映变压器内部的绝缘层、线圈等元件的磨损程度。硫元素的含量则可以表明变压器内部可能存在绝缘材料的硫化反应，这是一个常见的变压器故障情况。

通过对变压器油样品进行色谱分析，可以通过分析有机和无机成分的含量和相对变化情况来判断变压器的运行状况和可能存在的故障。如果发现变压器油中有机成分的含量和相对变化较大，可以判断变压器的绝缘材料可能存在老化、击穿等故障情况。如果发现变压器油中金属元素和硫元素的含量较高，可以判断变压器内部的元件可能存在磨损和硫化等故障情况。

变压器油色谱数据分析及故障诊断

发布时间：2022-12-05T06:56:24.472Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：李艳

[导读] 电力变压器是构成电力系统的重要组成部分，及时有效地诊断并排查电力变压器在运行过程中潜在的内部缺陷，对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。

国网安徽省电力公司淮北供电公司安徽淮北 235000

摘要：电力变压器是构成电力系统的重要组成部分，及时有效地诊断并排查电力变压器在运行过程中潜在的内部缺陷，对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。由于电力变压器检修周期长、检修难度大，在变压器实际运行维护中，常在非停电状态下取变压器油样，并根据油色谱分析图进行内部故障分析。基于此，本文就变压器油色谱数据异常原因进行基础分析，并具体研究故障处理办法，确保在变压器油色谱的支持下，提升电力系统的供电可靠性。

关键词：变压器；油色谱；数据异常

变压器油色谱分析技术是基于油中溶解气体类型与内部故障的对应关系，采用气相色谱仪分析溶解于油中的气体，根据气体的组分和含量来判断变压器内部有无异常情况，诊断其故障类型、大概部位、严重程度和发展趋势的技术。其特点是能发现用电气试验不易发现的潜伏性故障，突出针对性防范措施，实现变压器不停电检测和早期故障诊断，是当前绝缘监督的一项重要手段。

1 变压器油色谱数据异常原因分析

电力变压器稳定运行，能够有效提升电力系统运行的经济性，要想优化变压器运行效率，相关工作人员必须严格按照运维管理流程，定期开展变压器的检查维护工作，及时发现变压器的隐患。尽可能减少因人为失误造成变压器故障，检修人员在具体检修过程中，需要做好全面的检修工作，及时找出故障点，必要时，停电进行作业。由于变压器内部隐患发现难度较大，往往需要通过间接分析法对变压器进行状态监测，因此，变压器的油色谱能更好地帮助检修人员分析变压器内部运行工况。比如某变电站一变压器内部过热，为判断产生的原因，检修人员可以通过油色谱分析结果采取具有针对性的电气试验。而在实际检修中检修人员发现，变压器的三相直阻平衡情况良好，则排除了变压器分接开关接触不良的问题；通过变压器的绝缘测试，排除了因变压器负荷过高产生的热故障；检修人员对变压器铁芯电流测试发现，铁芯的接地电流超过常规值，因此可判断变压器铁芯存在接地故障；观察铁芯罩发现，变压器底存在黑色颗粒，经过研究人员分析发现，黑色颗粒中含有金属成分，并且此项成分是引起变压器故障的主导因素。由于变压器线圈压铁是一块厚4cm、半径为1.1m的铁芯。当电力系统变压器在实际运行过程中，线圈会产生不同程度的悬浮电压，当变压器遭受到外部短路故障时，会受到较大的电动力，一定程度上缩短了穿芯螺栓与钢压圈之间的爬电距离，钢压圈上会产生较高的悬浮电压，产生放电现象，在悬浮电压不断增加的前提下，会形成多个放电点，进而分解变压器的油，分解出大量的乙烷、乙烯、氢气等气体，导致变压器的油色谱数据出现异常现象，相关人员需要就具体问题进行分析和诊断。具体故障表现为：

变压器油气相色谱分析与措施管控

发布时间：2022-10-24T07:26:41.295Z 来源：《中国电业与能源》2022年12期作者：万争明[导读] 本篇文章对变压器油气相色谱分析与措施管控进行研究，以供参考。

万争明

湖北能源集团老河口三涧山光伏发电有限公司 441800摘要：市场经济的快速发展，推动了城市化的进程，对电力系统提出了更高的要求，作为电力系统的重要组成部分，电力变压器在整个系统的运转中起着至关重要的作用，通过保障电力变压器的健康稳定运行，能够为电力系统的安全打下良好基础。变压器在电力系统中占据着重要位置，其功能就是对电压与电流进行调整，然后将其进行传输，是一种关键的电气设备，在对电能进行传输时充分利用了电磁

感应。不同类型的变压器用途与功能有差异，除了常见的电力变压器以外，还有特殊功能变压器，为电力用户配电、系统输配电提供了保障。电力系统运行的效率与效益，这与电力变压器运行是否安全有关，业内人士对变压器故障问题分析予以重视，在长期研究与实践中进一步意识到油气相色谱分析法的优越性，除了能提早识别设备故障并消除隐患以外，也能产生良好的实时监测作用。基于此，本篇文章对变压器油气相色谱分析与措施管控进行研究，以供参考。关键词：变压器；油气相色谱分析；措施管控引言

故障监测技术检查，消除电力变压器故障问题，促进电力变压器朝着更加安全、更加便利、更加稳定的方向发展。根据上述背景，本文针对电力变压器的故障检测技术的研究现状和未来发展趋势进行探讨。1常见的变压器故障

变压器主要由铁芯、绕组、油箱、分接开关、绝缘结构和绝缘套筒等组成。铁芯作为磁力的通路，同时起到支撑绕组的作用，绕组作为电流的通路，一旦铁芯多点接地，绕组绝缘损耗、漏磁，将导致局部电流在不断循环中产热从而产生故障。油箱作为变压器的外壳，起储存油进行散热和绝缘作用。当油箱中的油液泄漏或油质降低时，冷却系统将不能正常工作，使得变压器内部工作产生的热量不能够及时传递出去从而发生故障。分接开关作为调压装置，能够改变线圈的分接头，从而改变线圈的匝数比，调节电压。当长时间的调用分接开关将会导致触头磨损，触头间的接触压力减少，使得接触电阻增大，触头发热增加，从而引发故障。绝缘套筒能够实现引线与外壳的绝缘，起到固定引线的作用。当变压器长时间处在高电场下，内部组件老化，绝缘性降低，变压器缺油运作时油箱内的引线暴露在空气中，或当变压器处在潮湿环境中，储油柜上的吸湿器不能够将周围水汽完全除尽，当外部空气进入储油柜后将会发生局部放电或电弧放电等。由此可见，变压器故障主要分为热故障和电故障两部分。热故障集中体现为变压器局部温升过快导致的高温过热现象。针对热故障产生的特征气体能量大小不同，将热故障的严重程度分为轻度、中等、严重和非常严重四个部分。电故障主要体现为绝缘部分损坏而造成的放电现象。减少变压器的故障可以从两个方面入手，一是在变压器工作前对变压器进行安全保护，部件改进或故障排除，二是在变压器运行中通过软硬件手段对变压器进行实时监测，对可能发生的故障进行报警、诊断与分析。2电力变压器故障检测技术的应用

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。

变压器油分析测试一气相色谱法

变压器油分析气相色谱法

1.1变压器油分析意义

气相色谱法在电力系统的应用意义在于：电力系统主要是采用气相色谱法检测充油电气设备油中溶解气体；正常情况下充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和一氧化碳等。

这些气体大部分溶于油中，当设备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，分解出的气体形成气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。采用气相色谱法在设备运行过程中定期分析溶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随时掌握故障的发展情况和采取必要的措施。

1.2电力绝缘油特点

绝缘油放在变压器里又叫变压器油，他的作用是在把变压器的热量传给散热片，起到传导热量、散热的作用。如果变压器油漏电了，不好直接拆开变压器去测，而是取变压器油来检测，如果漏电，油遇电会电解，产生气体，就是我们要检测的气体，如果气体含量超标，肯定变压器油就是漏电的了。新的变压器油里面是纯的油，不含气体的。

绝缘油具有以下五个特性1.高介电强度。．2.较低的粘度。3.较高的闪点温度。4.足够的低温特性。5.良好的抗氧化性能。变压器油分析气相色谱法简介（湖南创特科技分析仪器）

1.3国家标准

绝缘油中溶解气体组分含量的测定,对充油电气设备制造,运行部门是十分重要的检测项目之一,是充油电气设备出厂检验和运行监督过程中判断设备潜伏性故障的有效手段.随

中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。

变压器油的色谱试验及误差来源分析

摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，为了满足人们日益增长的电力资源

需求，提高电力供应效率，保证电力资源供应的稳定性，要逐步扩大电网规模，

提高电力设备电压等级，并对变压器等主设备的安全使用提出更高的要求。要保

证变压器等主设备的正常使用，就要开展预防性实验，应用气相色谱法测定变压

器油中的溶解气体组分含量，从而发现变压器运行中存在的问题。该技术受外界

因素的影响小，且不需要停电，能保证设备的正常运行。如今，实验室色谱分析

技术已经在电力行业得到了极其广泛的运用，能有效保障电力设备的安全性能。

但是，对已经安装在线色谱监测系统的变压器而言，却无法保证变压器故障判断

的正确性。

关键词：变压器油;色谱试验;误差来源

引言

正常情况下，变压器内部的变压器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低分子烃类、一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大

部分溶解在油中，当变压器存在潜伏性故障时就会加快产生。变压器色谱分析就

是分析油中溶解气体的试验，通过分析油中气体含量的变化尽早发现变压器存在

的潜伏性故障。

1误差来源分析

变压器油中溶解气体色谱分析具有系统性，分析过程涉及环节较多，取油样、脱气、仪器标定、样品气定性分析、样品气定量分析等都会对分析结果产生影响，因此分析结果往往存在一定的误差。

1.1取样误差

造成取样误差的主要因素为：取样环境、取样部位、注射器密封性、取样阀、取样连接系统密封性等。取油样要在全密封状态下进行，使用100mL全玻璃注射

器，通过正压取样，完成50～90mL取样量。注射器取样时，应使用三通把注射器和取样连接系统内的气泡赶出，用充满油的胶帽密封。注射器要放置在专用取样箱内，避光保存。取样前要把死油放掉，油样放置时间不能过长，因为油样放置时间愈长，油中气体愈容易逸散，分析误差愈大。

浅谈变压器油色谱分析及故障诊断

现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也突飞猛进。变压器是变电站（电厂）正常运行的重要设备，对变电站（电厂）运行系统的安全稳定具有重要影响。因此，对电厂变压器进行及时的维护是变电站（电厂）的关键任务之一。在变电站（电厂）的日常运行工作中，变电站（电厂）变压器的检修工作难度较大，结合变压器油色谱图的变化，对变压器的运行情况进行判断，很大程度上简化了变压器的检修难度，提升了变电站（电厂）运行的安全稳定性。基于此，文章对应用油色谱分析故障的原理进行了介绍，探讨了变压器发生异常的情况以及变电站（电厂）变压器油色谱异常的处理方法，最后结合一起案例，分析了压器油色谱异常在变电站（电厂）变压器检修中的应用。

标签：变压器;油色谱分析;故障诊断

引言

变压器油的色谱分析技术主要建立在油中所含溶解气体类别及其与变压器内部存在故障之间的对应联系所使用的故障诊断方法，通过运用气相色谱分析仪器，能够对油中所包含的气体进行分析和研究，并依照气体含量和组成成分对变压器是否存在异常情况加以判断，从而对其所存在的故障类型、发生部位、发展趋势以及严重程度进行及时诊断。

1变压器油色谱分析原理

变压器油作为自石油内部中所分离出的矿物油，其所包含的绝缘成分主要包括矿物绝缘油以及石油当中所含的固体式有机绝缘物质。其中，矿物绝缘油内主要包含了烷烃、芳香族的不饱和烃以及环烃族的饱和烃。而固体的有机绝缘物质则主要包含了纤维素。在变压器油的正常使用过程中，其内部所含有的绝缘油及其他绝缘物质会逐渐变质和老化，同时伴有氢气、乙烷、甲烷、乙炔、乙烯、一氧化碳以及二氧化碳等少量气体排出。一旦变压器的内部出现故障，则此类气体的释放量就会迅猛增长。例如，当故障点处的温度处于较低范围时，甲烷在气体的释放比例中明显增长;当温度提升时，则乙烯和氢气的比例会急剧增长;当产生严重过热现象时，则会伴有乙炔气体产生。通常而言，我们将对故障诊断具有实际意义的气体，如H2，CH4，C2H6，C2H4，C2H2，CO，CO2称作特征气体，而将CH4，C2H6，C2H4，C2H2，这4类气体的含量总和称作总烃，即C1+C2。

浅谈变压器油色谱分析

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，给供电部门不论是从设备上还

是技术上提出了更高的要求。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。

1 变压器油中溶解气的来源

变压器油溶解气来自两个方面：化学过程和物理过程。化学过程为（1）绝缘油的分解；（2）固体绝缘材料的分解；（3）绝缘材料的裂解——CO的增加。物理过程为（1）气泡的运动；（2）气体分子的扩散，溶解与交换；（3）气体从油中析出与向外逸散。

绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含有CH3、CH2的CH

化学基并由C-C键链合在一起。变压器在正常的热负荷下，一般油的最高温度不超过100℃，油不会产生烃类气体。油温在150℃下，油面可能会有油蒸气产生，但冷却后仍然为液体的

油组分，油本身是很稳定的。油中存在电或热故障后，可以使某些C-H和C-C键断裂，伴随

生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，迅速重新化合，形成烃类气体，如

甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。所形成的气体溶解于

油中，当故障能量较大时，聚集成游离气体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物沉淀在设备内部或

变压器油色谱分析及故障判断

变压器油是变压器重要的绝缘介质和冷却介质，通过监测变压器油的色谱可以及时发现变压器的内部故障，确保变压器的安全运行。本文将介绍变压器油色谱分析的原理、方法以及故障判断的相关知识。

一、变压器油色谱分析的原理

变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的有机物质和气体成分，对变压器的运行状态进行评估和监测。其原理是利用油中有机物质和气体成分的种类、含量、比例等信息，来判断变压器的运行状态和可能存在的故障。

变压器油色谱分析的主要原理包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）和液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）两种方法。气相色谱主要用于检测变压器油中的气体成分，如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等；液相色谱则主要用于检测变压器油中的有机物质成分，如苯、酚、醚、醇等。

1. 样品采集：首先需要采集变压器油样品，一般可以通过变压器油位计或油温计的取样孔进行采样。在采样之前需要确保取样容器和工具的清洁，以避免外部杂质的污染。

2. 样品制备：将采集到的变压器油样品进行预处理，包括脱水、脱气等操作。脱水可以通过加热和真空脱水的方式进行，脱气则可以通过超声波或真空抽滤的方式进行。

3. 色谱分析：将预处理后的变压器油样品进行气相色谱和液相色谱分析。通过色谱仪器可以得到变压器油中的有机物质和气体成分的含量、种类、比例等信息。

1. 气体成分分析：变压器油中的气体成分主要包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等。当油中的气体含量超过正常范围时，通常表明变压器内部存在故障，如油纸绝缘的老化、局部放电等。气体的种类和比例也可以帮助判断故障的类型和位置。

变压器油的气相色谱分析

青海水力发电

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绝缘油是天然石油经过蒸馏、提炼、调和得到的一种矿物油，是各种不同分子的碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占其全部质量的95%～99%，碳氢化合物主要有烷烃、环烷烃、芳香烃等，其他为氮、氧、硫及极少量的金属元素等。绝缘油放在变压器里又叫变压器油，主要用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备，起绝缘、冷却和灭弧的作用。

1　气相色谱分析过程及特征气体

气相色谱分析是一种物理分离技术，分析程序是先将取样变压器油经真空泵脱气装置，将溶解在油中的气体分离出来，用注射器定量注入色谱分析仪，在载气的推动下流过色谱柱，混合气体经色谱柱分离后，通过鉴定器来检测。被分离的各气体组分依一定次序逐一流过鉴定器将气体浓度变为电信号，再由记录仪记录下来，并依各组分的先后次序排列成一个个脉冲尖峰，形成了色谱图。一个脉冲峰表示一种气体组分，峰的高度或面积则反应该气体的浓度。色谱图对被分析的气体既定性又定量分析，再经过峰高换算出各气体的浓度。

体征气体：气相色谱分析的特征气体主要有氢气

（H 2）、甲烷（CH 4）、乙烷（C 2H 6）、乙烯（C 2H 4）、乙炔（C 2H 2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2）。总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种气体的总和。

2　气相色谱判断故障的常用方法2.1　特征气体法

根据变压器油中气体的组分和含量可以判断故障的性质和严重程度，判断故障的方法，称特征气体法。该诊断法对故障性质有较强的针对性，比较直观、方便，但不足是没有明确量化。可以根据表1结合特征气体来判断故障。

浅谈变压器油色谱分析方法

摘要：电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电能分配和传输，并提供电力服务。本文首先变压器油介绍了变压器油色谱分析的原理，就变压器

油色谱分析流程、方法进行了说明，对基于气相色谱仪的定性与定量分析的方法

进行了研究和探索。

关键词：油色谱分析；定性分析；定量分析；

1 概述

变压器的长期运行，加上周边环境、温度等的影响，不可避免将引发故障和事故，特别

是变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命缩短，已成为发生故障的主要因

素[1]。变压器油的色谱分析是变压器化学绝缘监督的重要手段之一[2, 3]，本文首先变压器油

介绍了变压器油色谱分析的原理，就变压器油色谱分析流程、方法进行了说明，对基于气相

色谱仪的定性与定量分析的方法进行了研究和探索。

2 变压器油色谱分析的原理

2.1 变压器故障的原因

变压器在发生突发性事故之前，绝缘的劣化及潜伏性故障将造成运行电压下产生光、电、声、热，化学变化等一系列效应及信息。对于大型电力变压器，目前几乎采用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料（纸和纸板等）在运行电压下因电、热、氧化和局

部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放

电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障，其产生气体的组分和含量在一定程

度上能反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可作为反映电气设备异常的特征量。

从预防性维修制形成以来，电力运行部门通过定期分析运行中变压器溶解于油中的气体组分、含量及产气速率，总结出了能够及早发现变压器内部存在潜伏性故障、判断其是否会危及安

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。

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绝缘油分析方法，可用于检测变压器内部的故

障情况。通过对变压器油中的化学成分、以及其中的各种杂质、污染物和燃烧产物的含量

和分布进行定性和定量分析，从而判断变压器的工作状态及潜在故障。

变压器油色谱分析的基本原理是将变压器油样品中的有机化合物进行分离，然后通过

检测其各个组分的相对含量和结构特征来判断油中的故障物质。常用的变压器油色谱分析

方法包括气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱（LC）等。

通过变压器油色谱分析可以获取到变压器内部的绝缘材料老化程度、油中含水量、氧

化程度、污染物含量等信息。绝缘材料老化程度的判断可以通过测定油中含有的酚类物质、季铵盐及阻燃剂等有机碳化合物的含量来进行。油中含水量可以通过测定油样中的水分含

量来判断，高含水量可能会导致绝缘性能下降和局部放电等故障。油中氧化程度的判断可

以通过测定油样中酸值、介电损失因子和颜色等指标来进行，如酸值过高可能表示油中含

有较多的氧化产物，而颜色过深可能表示油中含有过多的燃烧产物等。

在变压器油色谱分析中，根据各种故障物质的特征吸收峰的出现和强度变化，可以判

定出变压器的故障类型。常见的变压器故障类型包括放电性故障、热故障、绝缘材料老化等。如果存在强烈的酰胺吸收峰，可能表示变压器内部存在放电故障引起的热分解现象。

如果存在强烈的酚类吸收峰，可能表示绝缘材料老化严重。

变压器油中溶解气体色谱分析

引言：

变压器油是变压器循环冷却系统中的重要介质，其中溶解气体的含量和类型对变压器的性能和可靠性具有重要影响。因此，对变压器油中溶解气体的分析和监测是变压器维护和故障诊断的关键一环。色谱分析是一种常用的分析方法，对变压器油中溶解气体的分析具有高灵敏度和高分辨率的优势。本文将介绍变压器油中溶解气体的色谱分析方法及其应用。一、色谱分析原理

色谱分析的基本原理是利用色谱柱对混合物中的组分进行分离。在变压器油中，溶解气体的组分较复杂，包括氧气、氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷等，其含量较低。为了实现对这些溶解气体的分离和检测，通常使用气相色谱（GC）或气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术。

1.气相色谱（GC）：气相色谱是一种基于物质在气相载体流动下在色谱柱中的分离速率差异而实现分离的技术。在变压器油中，溶解气体首先通过预处理步骤被抽取到气相载体中，然后通过色谱柱的各种理化性质进行分离，最后通过检测器进行定性和定量分析。

2.气相色谱-质谱联用（GC-MS）：气相色谱-质谱联用是将气相色谱和质谱联用在一起，使两种技术的优势相结合，提高溶解气体分析的灵敏度和特异性。在变压器油中，溶解气体经过气相色谱分离后，进入质谱仪进行逐个组分的鉴定和定量。

二、实验方法

1.样品制备：将变压器油样品与一定量的油溶解剂混合，在恒温条件下超声处理一定时间，使溶解气体从油相转移到油溶解剂相。然后，用高速离心分离出油溶解剂相，并用注射器取样备用。

2.样品进样：将取得的样品注入气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪的自动进样器中。

浅析变压器油中溶解气体色谱分析与故障诊断

油中溶解气体气相色谱分析法在变压器内部故障的分析诊断中发挥了重要作用。文结合某电厂实际，从油中溶解气体产生的机理及故障类型和故障识别等几个方面进行分析。

标签：变压器；溶解气体；色谱分析；故障判别

1 油中溶解气体产生的机理

变压器油由化学性质稳定的烃类组成，绝缘散热性能良好。但当设備中存在故障时，如发热、放电等会导致某些C-H键和C-C键发生断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢自由基，后又迅速化合到稳定态，形成H2和烃类气体如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，也可能形成碳颗粒和碳氢聚合物。尤其氧化反应时伴随生成少量CO、CO2且能长期累积。固体绝缘材料分解生成大量水、CO、CO2、少量烃类气体和呋喃化合物，同时油被氧化。由于不同类型化学键的键能不同（见表1），不同热量（能量）的故障产生的特征气体也不同。

2 变压器故障类型及故障识别

变压器的故障可分为过热、放电和受潮。随着技术改进，甚少出现受潮。过热有低、中、高三种，温度高低不同，油中溶解气体的特征气体不同。放电依据能量的高低分为高能放电、低能放电和局部放电。

目前应用最多的故障判别方法是GB/T 7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则中推荐的改良三比值法，是用五种气体的三对比值以不同的编码表示，编码规则和故障类型判断方法见表3和表4。确定设备是否存在故障，可参照国标提供的注意值，但应明确其并不是区分设备故障与否的唯一标准，当检测到气体浓度达到注意值时要加强追踪监督。

3 典型实例分析