变压器油中溶解气体的分析与故障判断
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。
变压器油中溶解气体研究和故障判断
变压器油中溶解气体研究和故障判断作者：贺天宇来源：《科技与创新》2014年第17期摘要：变压器系统发生故障或出现异常时，变压器油液的分解变化更为明显。
以变压器油液中的溶解气体为研究对象，并以此作为变压器发生故障的判断依据，从而保障变压器运行的可靠性。
关键词：变压器；溶解气体；油液；故障中图分类号：TM406 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0015-02变压器油箱中的油液可直观反映其异常情况或故障问题，比如油温异常、气味或颜色异常等，通过对变压器油液的分析、研究，可有效诊断变压器的故障问题。
变压器油液在环境湿度、空气氧气浓度等长期催化下会发生化学分解或变质作用，生成可溶性气体溶入油液中。
变压器在正常运行时，这种化学作用是比较缓慢的，然而，如果变压器存在异常或故障隐患时，则会加剧这种作用，分解出更多的气体。
因此，对变压器油液中所溶解的气体组成、含量等进行研究、分析，便可对变压器故障进行准确判断，以便得到及时解决。
1 油液中溶解气体的主要成分及来源通过采用特定的方式对变压器油液中的溶解气体进行检测、分析，归纳、总结出变压器油液中的可溶解气体成分及来源主要如下：①空气中的气体。
由于变压器油液在使用中与空气是直接接触的，因此空气中可溶性物质如N2、O2等成分便会溶于油液中。
②正常状态下因化学反应而生成的气体。
变压器油液主要是由烃类组成，这种物质在绝缘、可散热性能上发挥着较好的作用。
然而，烃类在电场、水、氧气等环境下，会发生缓慢的化学反应，生成物除包括有非气态的化合物外，还会分解释放出少量的氢气、低分子组态的烃类气体和较多的无机碳氧化合物，比如典型的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。
③异常或故障情况下的气体生成物。
变压器发生故障或出现异常情况时，油箱中油液温度高于正常温度，而这种变化会使油液中的化学反应生成物向碳、氢化合物转变。
在油温上升幅度较小时，生成物主要为甲烷（CH4），随着温度的升高，生成物中碳的含量逐渐升高，比如生成乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）等。
变压器油中溶解气体的检测与分析技术
变压器油中溶解气体的检测与分析技术变压器是电力系统中常用的设备之一，其正常运行对电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。
然而，随着变压器运行时间的增长，变压器油中可能会溶解各种气体，这些气体可能对变压器的性能和安全性造成不利影响。
因此，准确检测和分析变压器油中的溶解气体成分，对变压器的运行状态进行评估和维护具有重要意义。
一、变压器油中溶解气体的来源及其影响1. 溶解气体来源变压器油中的溶解气体主要来源于以下几个方面：（1）变压器绝缘体的老化、降解过程中产生的气体；（2）变压器内部与油接触的活性金属表面（如铜、铁等）的腐蚀产物；（3）变压器内部存在的绝缘材料或固体绝缘层的气体释放；（4）变压器运行过程中，外界环境中进入变压器的气体。
2. 影响变压器油中溶解气体的存在会对变压器的性能和安全性产生以下不利影响：（1）气体在变压器中积聚会导致电晕放电等异常现象，加剧设备老化；（2）有些溶解气体在变压器油中会发生化学反应，产生酸性物质，对变压器内部金属与绝缘材料的腐蚀加剧；（3）气体的存在会降低变压器油的绝缘性能，缩短变压器的使用寿命；（4）变压器油中气体增加会导致油的体积变大，进而影响变压器油的流动性和传热性。
二、变压器油中溶解气体的检测技术1. 气体浓度检测气体浓度检测是评估变压器油中溶解气体含量的主要方法之一。
常用的气体浓度检测技术包括：（1）气体色谱法：利用气体色谱仪检测变压器油中各种气体的含量，通过对色谱图的解析和比对，确定各种气体的浓度。
（2）红外光谱法：利用红外传感器对变压器油中的溶解气体进行检测，通过红外光谱的吸收峰进行气体浓度的定量分析。
（3）超声波法：通过超声波传感器对变压器油进行扫描，测定气体的传递速度以及声速的变化，进而计算出气体的浓度。
2. 气体成分分析除了检测气体的浓度外，对气体成分进行精确分析也是重要的一步。
常用的气体成分分析技术有：（1）质谱法：利用质谱仪对变压器油中溶解气体进行定性和定量分析，通过碰撞诱导解离（CID）技术，实现气体分子的碎片化，进而确定气体成分。
dlt722-2016变压器油中溶解气体分析和判断导则
dlt722-2016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
变压器就像一个可以调节电力输出的设备，它是电力系统的重要组成部分，为此，变压器的安全和正常运行是必不可少的。
变压器的主要工作介质是变压器油，变压器油是变压器正常运行和长期使用保障的前提条件，所以变压器油要定期检查和更换，以保证变压器正常工作。
在检查更换变压器油时，除了查看油的外观、温度等，需要对变压器油中的溶解气体进行分析和判断。
变压器油中的溶解气体主要有甲烷、乙烷、碳酸氢根等几种，它们不仅表现为
变压器的故障的警告信号，并且通过检测可以推断出变压器的运行状态。
因此，为了安全和可靠地检测变压器油中的溶解气体，《DLT722-2016变压器油中溶解气体
分析和判断导则》提出了一系列精细化的技术要求，保证了检测变压器油中溶解气体的准确性、稳定性和可靠性。
《DLT722-2016变压器油中溶解气体分析和判断导则》提出，电力元件现场变
压器油应按照GB/T11099-2005的规定进行油品抽样，然后在500ml大型瓶中进行
油量控制，即抽样好的油原样保存，确保所抽取的油与原油处理一致。
在实际使用之前，应将油样过滤，去除r237、r250及其他金属及杂质。
然后进行精滤，去除
油样中各类污染物，而后，把油样加入检测设备中。
检测时使用排气法，对油样中的溶解气体的含量进行检测，检测结束后按照规定进行数据计算和处理。
进行变压器油检测时，必须遵循《DLT722-2016变压器油中溶解气体分析和判
断导则》的要求，确保检测结果的准确性，以便进行及时有效的保护与维护变压器，使变压器能够正常安全使用。
变压器油中溶解气体分析和故障诊断实用技术
变压器油中溶解气体分析和故障诊断实用技术发布时间：2022-08-16T02:39:04.855Z 来源：《中国科技信息》2022年4月第7期作者：孙杰[导读] 乙炔是放电性故障的特征气体，存在放电现象或存在极高的过热故障。
正常运行的变压器，油中不孙杰大秦铁路股份有限公司大同西供电段山西大同 037005摘要：乙炔是放电性故障的特征气体，存在放电现象或存在极高的过热故障。
正常运行的变压器，油中不应产生乙炔，油中有电弧放电时，分解气体大部分为H2和C2H2，并有一定量的CH4、 C2H4。
高温下产气速率最大的气体依次是CH4、C2H6、C2H4、C2H2。
本文典型故障是螺母搭接铁芯磁路回路过热引发故障，引起的局部过热油裂解产生乙炔类气体。
因此普遍认为，当发现乙炔从无到有时，就应引起重视，进行跟踪。
关键词：变压器油油中溶解气体色谱分析 CH4、C2H2、C2H4、C2H6 铁芯漏磁第一章变压器绝缘结构 1.1绝缘材料 1.1.1变压器油功能：绝缘；散热。
成分：碳氢化合物。
（烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃等） 1.1.2绝缘纸、绝缘纸板成分：纤维素。
聚合度（DPv）：纤维素分子长链内串接的重复单元的个数（n）。
反映绝缘纸的机械强度，其机械强度的下降可判断纸的老化程度以推断设备的剩余寿命。
第二章变压器中的气体 2.1绝缘结构：变压器电气设备选用油纸或油和纸板组成的绝缘结构。
当设备内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时，均会产生各种气体，并溶解于油中。
2.2不同故障类型产生的气体组合第三章油中溶解气体的分析故障诊断方法通过变压器油中溶解气体分析即色谱分析技术，能够分析诊断运行中变压器内部是否正常，及时发现变压器内部存在的潜伏性故障，掌握充油设备的健康状况。
3.1三比值法诊断方法 CH4/H2：区分是热故障还是放电故障； C2H4/C2H6：区分热故障温度的高低； C2H2/C2H4：区分放电故障的类型编码规则第四章故障诊断实例应用分别从变压器的中部和底部进行取油进行色谱分析 4.1平鲁西2# 中部油样分析报告取样日期：20201112 设备名称：主变取样地点：平鲁西分析日期：20201113谱图文件：平鲁西变电所平鲁西2#变中部.hw总烃浓度：780.55三比值编码：022故障类型判断：高温过热（高于700℃）故障实例：分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁心漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁心多点接地等分析意见：不合格4.2平鲁西2# 底部油样分析报告取样日期：20201112设备名称：主变取样地点：平鲁西分析日期：20201113谱图文件：平鲁西变电所2#变底部.hw总烃浓度：942.73三比值编码：022故障类型判断：高温过热（高于700℃）故障实例：分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁心漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁心多点接地等分析意见：不合格4.3故障处理情况及原因分析4.3.1故障处理变压器生产厂家：中铁电气工业有限公司保定铁道变压器分公司出于对变压器故障严谨分析的考虑，油样送第三方检测机构进行化验，结果与我段所测结果一致。
变压器油中溶解气体的分析与判断_吴文英
电弧放电 电弧放电兼过热
线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引线对 箱壳放电、线圈熔断、分解开关飞弧、因环路电流引起电弧、引线对
其他接地体放电等
表 6 #4 变压器油样色谱试验数据
滋L/L
取样日期 H2 CH4 C2H6 2018-06-09 26.0 10.9 5.0
C2H4 4.9
C2H2、C2H6、CO2 —
CH4、C2H4、C2H6 CH4、C2H4、C2H6
主要方法，但前提是，应先期运用产气速率法和特 征气体法判断变压器内部可能存在潜在性故障。根 据表 4 的编码规则，对照表 5 的编码组合，运用三 比值法可以பைடு நூலகம்到相应的故障类型。三比值法中对应 的故障类型基本上都是具有代表性的，同时，在实 际跟踪分析过程中，也会遇到不具有代表性的比值 组合，或者多种故障影响下的多种比值的联合，例 如，三比值为 121 表明可能为低能放电兼过热性故 障；三比值为 222 则表明故障可能是先发生过热后 发展为电弧放电兼过热，这时就要综合分析它的多 重性和复杂性。
展不迅速。
2.4 故障原因初步分析
为进一步查明原因和确定是否为铁芯接地过热
导致，结合以下几方面来分析。
1） 色谱分析特征表现。总烃含量升高，超过了
transformer oil; dissolved gas; chromatography analysis; fault analysis; judgment
引言
变压器油在变压器内主要起到绝缘、冷却散热 的作用，变压器油质量的好坏直接影响到变压器绝 缘系统的寿命，从而威胁到变压器的安全运行。一 旦变压器内部发生放电和过热的故障，变压器油及 内部的有机固体绝缘材料就会发生化学分解，产生 特定的烃类气体、氢气和碳氧化物，并经对流、扩 散不断地溶解在油中。故障气体的种类、含量、各 种气体之间的比例关系直接反映了变压器内的故障 类别、严重程度。绝大多数的初期缺陷都会出现早
浅析变压器油中溶解气体色谱分析与故障诊断
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 典型实例分析某电厂进行1号机组带主变及GIS设备零起升压试验，机组运行5分钟后，1号主变B相喷油，1号机组灭磁停机。
事件发生后，电厂人员现地检查1号主变保护情况并采集主变三相油样进行油色谱试验，结果见表5。
投运前和预试的数据对比见表6。
根据该500kV主变的色谱测定数据可以看出，故障发生时，H2、总烃均远超注意值150μL/L，C2H2也远超注意值1μL/L。
GB7252油中溶解气体分析与故障判断
（1.绝缘油的分解
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 化学基团并由 C-C 键链合 在一起。变压器在正常的热负载下，一般油的最高温度（对 于 OF、OD 变压器为绕组顶部的油温，对 ON 变压器为顶层 油温）不超过100℃，油不会产生烃类气体。变压器油甚至 在150℃下，油面可能会有油蒸气产生（如测量闪点时）， 但冷却后仍然为液体的油组分，油本身是比较稳定的。油中 存在电或热故障的结果，可以使某些 C-H 键和 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， 这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形 成氢气和低分子烃类气体，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（X-蜡）。所形成的 气体溶解于油中，当故障能量较大时，也可能聚集成游离气 体。碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备油箱的内壁或 固体绝缘的表面。
不同试验室间平行试验结果的再现性要求： ① GB/T 7252规定： 结果相差不应大于平均值的30%。 ② GB/T 17623规定： 气体浓度>10μl/l时，相对偏差小于15%； 气体浓度≤10μl/l时，相对偏差小于30%。
§ 4. 电气设备的潜伏性故障 诊断 （根据IEC60599、GB/T7252 、DL/T722 ）
2.诊断依据
（1.气体累计性 （2.产气速率 （3.气体组分特征性 (4.故障类型与溶解气体组分的关系
（3.不同故障时产生的不同特征气体
一般规律是：产生烃类气体的不饱和度是随着裂解温度 的增加而增加的，依次为烷烃→烯烃→炔烃。导则中附 录C表示了各组分气体的分压与温度的关系。在该系统 中不同气体的平衡压力见表一。 表一 H2，CH4，C2H4，C2H2，C2H6系统中的平衡压力
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。
变压器油中溶解气体的分析与故障判断
变压器油中溶解气体的分析与故障判断随着变压器运行时间的延长，变压器可能产生初期故障，油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆，这些可燃气体可降低变压器油的闪点，从而引起早期故障。
变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。
当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。
1、变压器油中的气体类别气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法，该方法包括从油中脱气和测量两个过程。
矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的，通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(CO2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体，将这些气体从油中脱出并经分析，证明它们的存在及含量，即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。
油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)，油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿)，油裂解产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。
在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷(CH4)，随故障温度的升高，乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000℃时(如在电弧弧道温度300℃以上)，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2)，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。
2、如何判断电气设备的故障性质运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质：(1)C2H2/C2H4≤0.10.1＜CH4/H2＜1C2H4/C2H6＜1时，属变压器已正常老化。
(2)C2H2/C2H4≤0.1CH4/H2＜0.10.1＜C2H4/C2H6＜1时，属低能量密度的局部放电，是含气空腔中的放电，这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。
浅析变压器油中溶解气体在线监测及故障诊断
浅析变压器油中溶解气体在线监测及故障诊断摘要：本文主要介绍了变压器油中溶解气体在线监测技术，总结国内外主要的研究成果，最后提出故障诊断方法。
关键词：变压器油；油气分离；在线监测；油中溶解气体；诊断Abstract: this paper mainly introduces the gases dissolved in transformer oil on-line monitoring technology, this paper summarizes the main research results at home and abroad, and finally proposes some fault diagnosis method.Keywords: transformer oil; Oil and gas separation; Online monitoring; The dissolved gas; diagnosis1变压器油中溶解气体在线监测1.1油气分离技术油气分离技术是绝缘油中溶解气体色谱在线监测系统的核心，也是难点之一，怎样快速高效的分离油气且能够自动、长寿命、无污染以及不消耗绝缘油溶解在变压器油中的微量故障特征气体，是变压器油溶解气体色谱在线监测技术发展的趋势。
(1)膜油气分离装置。
在学者们对渗透膜进行了大量研究，用高分子材料分离膜渗透出油中气体，并制作成相应的在线监测系统对变压器油进行分析后，又相继研制成功了聚酰亚胺、聚六氟乙烯和聚四氟乙烯等各种高分子聚合物分离膜，以及相应的监测装置。
由于聚酰亚胺等透气性能和耐老化能力差，而聚四氟乙烯的透气性能好，又有良好的机械性能和耐油等诸多优点，因此国内外早期产品选用聚四氟乙烯作为油中溶解气体监测仪上的分离膜。
(2)波纹管顶空式分离技术。
利用波纹管的不断往复运动，将变压器油中的气体快速的脱出，具有效率高、莺复性好的优点。
并且采用循环取油方式，油样具有代表性。
变压器油色谱异常分析及故障判断
变压器油色谱异常分析及故障判断摘要：变压器的突发性事故，大多是由于绝缘劣化与不能及时排除潜伏性故障造成的，变压器正常运行时，内部本身会发生一系列的化学变化。
如绝缘油的分解、本体内部的纸板固体绝缘材料，随着运行年限增长发生老化，在运行电压的作用，绝缘介质在变压器内部产生化学反应，裂解低分子气体溶解在绝缘油中。
更主要的是当变压器运行异常时，会促进这些气体的产生。
依托色谱分析技术，针对油中溶解气体组分含量、产气速率等进行分析，可以准确评估变压器运行状态，诊断异常原因，防患于未然。
本文对变压器绝缘油色谱异常和故障判断展开探讨。
关键词：变压器油；色谱异常；故障判断变压器是电力系统的枢纽设备，保证电网安全运行与变压器的运行状态紧密相关。
因此，提高变压器的运行、维护水平，及时发现电力设备运行隐患并准确判断电力故障是保障电力系统安全、稳定、经济运行的有效手段。
1变压器油色谱分析异常原因1.1 绝缘中存在局部放电当外施电压达到一定强度，变压器固体绝缘会发生放电现象，这种现象只在绝缘结构局部发生，即所谓的绝缘结构局部放电。
这种放电现象，并不能立即对变压器造成巨大损害，是对变压器绝缘结构的一种慢慢侵蚀，当这种侵蚀达到一定程度时，就会产生质变使变压器烧毁。
1.2 导电部件局部过热变压器内部有许多金属部件，这些金属部件接触不良会严重影响变压器散热，即通常所称电阻异常型过热时间。
导电部件局部过热，会增加导电回路尾部电阻，损耗与电阻之间属正比关系，接触电阻与接触压力成反比关系，金属部件之间的接触电阻增大会使接触压力减少，从而增大接触部位的发热量，产生高温，如果这种高温状态一直持续，达到一定程度，往往会使变压器烧毁。
1.3 潜油泵故障潜油泵的主要作用是强迫变压器内的油进行冷热交替循环，潜油泵的油流主要通过油流继电器进行监视。
潜油泵用在强油循环变压器，油流继电器对潜油泵工作情况进行监视，强油循环冷却是大型变压器大多采用的冷却方式，潜油泵出现故障，变压器内油就不能完成有效循环，影响散热，造成过热故障，影响变压器主绝缘寿命。
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。
变压器油中溶解气体故障分析方法
变压器油中溶解气体故障分析方法1前言变压器油中溶解气体分析技术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，根据气体的组成和各种气体的含量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，通过油中气体分析，对早期诊断变压器内部故障和故障性质提出针对性防范措施、实现变压器不停电检测和早期故障诊断等安全生产要求都具有极为重要的指导意义。
气相色谱法诊断变压器故障常用的方法有特征气体法和比值法两大类，以下将对这两方面进行介绍和说明。
2特征气体法诊断故障正常情况下变压器内部的绝缘油和绝缘材料在热和电的作用下，逐渐老化和受热分解，缓慢产生少量氢和低分子烃类，以及CO和CO2气体。
当变压器内部存在局部过热和局部放电故障时，这种分解作用就会加强，不同性质的故障，绝缘物分解产生气体不同；而对于同一性质的故障，由于程度不同，所产生的气体数量也不同。
所以，根据变压器油中气体的组分和含量，可以判断故障的性质及严重程度。
特征气体法是基于哈斯特（Halstead）的试验发现：任何一种特征的烃类气体产气速率随温度变化，在特定温度下，某一种气体的产气速率会呈现最大值，随着温度的升高，产气速率最大的气体依次为CH4、C2H6、C2H4、C2H2，就证明故障的温度与溶解气体含量之间存在着对应关系。
通过分析油中溶解气体组分的含量，即可以判断出变压器内部可能存在的潜伏性故障和故障的种类。
经过长期的实践和统计，人们总结出一些利用特征气体进行故障分析的方法，当前应用比较广泛的是：油中特征气体组分含量为特征量的故障诊断法和油中气体的总烃及CO、CO2为特征量的故障诊断法。
2.1油中特征气体组分含量为特征量的故障诊断法目前，国内外通常以油中溶解的特征气体组分含量分析数据与注意之比较来诊断变压器故障的性质，特征气体主要包括总烃、C2H2、H2、CO、CO2等，根据变压器油的气相色谱测定结果和产期的特征及特征气体的注意值，对变压器等设备有无故障性质作出初步判断。
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变压器油中溶解气体的分析与故障判断
随着变压器运行时间的延长，变压器可能产生初期故障，油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆，这些可燃气体可降低变压器油的闪点，从而引起早期故障。
变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。
当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。
1、变压器油中的气体类别
气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法，该方法包括从油中脱气和测量两个过程。
矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的，通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2卜氧气(02)、氮气
(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(C0)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(C02)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体，将这些气体从油中脱出并经分析，证明它们的存在及含量，即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。
油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(C0)和二氧化碳(C02)，油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿)，油裂解
产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。
在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷
(CH4)，
随故障温度的升高，乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000 C时(如在电弧弧道温度300 C以上)，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2)，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一
氧化碳(CO)和二氧化碳(C02)。
2、如何判断电气设备的故障性质
运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质：
(1) C2H2/C2H4 < 0.1 0.1 v CH4/H2V 1
C2H4/C2H6 v 1时，属变压器已正常老化。
(2) C2H2/C2H4 < 0.1 CH4/H2 v 0.1
0.1v C2H4/C2H6v1 时，属低能量密度的局部放电，是含气空腔中的放电，这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。
(3) 0.1 v C2H2/C2H4v 1 CH4/H2v 0.1
0.1v C2H4/C2H6v1 时，属高能量密度的局部放电(除含气空腔的放电)，导致固体绝缘的放电痕迹。
(4) 1 v C2H2/C2H4v 3 0.1 v CH4/H2v 1
C2H4/C2H6>3时，有工频续流的放电、线圈、线饼、线匝之间或线圈对地之间油的电弧击穿。