应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本
油中溶解气体比值法故障诊断
1.1 油浸式电力变压器主要结构和绝缘系统油浸式电力变压器是电力系统输、变电设备中最重要和最昂贵的设备之一，也是电力系统中容量较大、故障率较高的设备，保障电力变压器安全运行直接关系到整个电力系统的安全稳定运行。
当变压器一旦发生故障时，轻则影响生产，减少发电量，给人们生活带来不便；重则危及人们的生命和财产安全，妨碍了整个国民经济的发展进程。
因此，随时检测变压器的工作状况，及早发现并排除可能存在的故障隐患，是保障电力系统安全可靠供电的重要手段，也是电力系统中一项具有重大理论和实际应用价值的研究课题。
油浸式电力变压器主要是由铁心、高低压绕组、油箱、套管和油纸绝缘系统等部件组成的。
现分别简要地介绍各组成部分的功能和作用。
变压器铁心是构成变压器主磁通的磁路，包括主磁通磁路部分和机械机构部分。
铁心的主磁通磁路是由导磁材料和阻磁材料构成的。
导磁材料是硅钢片。
阻磁材料是硅钢片表面的涂层及铁心各部分的隔磁附件。
铁心的机械结构部分是由绑扎的硅钢片和紧固框架构成的。
变压器绕组包括高压绕组和低压绕组两部分。
它的功能是利用成对绕组之间的匝数比决定电压比和电流比的关系，即将一个系统的交流电压和电流，转换为另一个系统的交流电压和电流。
变压器绕组由线圈、引线（包括套管）和分接开关等构成。
绕组是一种电压等级的电路，它与任何电路一样，由导电体和绝缘体构成。
绕组使用的导电体是铜或铝。
铜、铝的优点是导电性能好。
绕组的绝缘是油与纸合理结合而成的油纸绝缘。
变压器油箱是盛油和保存器身的容器。
油箱本体分为可拆式油箱和不可拆式油箱。
可拆式油箱是指钟罩式油箱或可以揭盖的筒式油箱；不可拆式的油箱是指油箱本体不使用螺栓连接，而全部使用痕迹连接。
油箱的作用包括盛油、封存、散热、基座、运输、干燥等。
变压器绝缘系统由内绝缘系统和外绝缘系统组成。
内绝缘系统包括主绝缘、纵绝缘、端绝缘、中性点绝缘及引线绝缘、绝缘纸和变压器油等；外绝缘系统包括空气间隙和沿面爬电距离等两部分。
应用油中溶解气体分析法判断变压器故障
顺 是: 甲 (CH,)、 烷 H,)、 烯 H4 乙 序 烷 乙 (C2 乙 (C2 )、 炔 H2 在 度 于1000℃ ， 有 能 成 (CZ )。 温 高 时还 可 形 碳
的固体颗粒及碳氢聚合物。 故障下产生的气体通过 运动、扩散、 溶解和交换， 将热解气体分子传递到 变压器油的各部分。
油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累
A
安全生产 nq ua ns he ng c ha n
电力 安 全 技 术
第8 卷 (2006 年第 1期)
应用一 油中溶解气 分析法 断变属器
王美荣，付丽君
(街州电力局，浙江 衡州 324002)
〔 要〕 通过对变 摘 压器油的特性分析， 说明油中溶解气 体分析法检测、 诊断变 压器等充油设备内 部 潜伏故障的机理， 列举了 几个实际工作中正确消除缺陷的例子， 介绍了 油中溶解气 体分析法在变 压器故障 综合判断中的具体应用，并提出实际工作中使用 《 压器油中溶解气 变 体分析和判断导则》应注意的问题。
〔 关键词) 变 压器; 特征气 体; 故障 起的碳氢化合物分子组成的。 它作为良 好的介质材 料在变压器中起绝缘、 散热、灭弧等作用， 并有其 特殊的性能。 在正常运行条件下， 变压器油和固体绝缘材料 由于受到电场、热、水分、氧的作用，随时间而发 生速度缓慢的老化现象， 产生少量的氢、低分子烃 类气体和碳的氧化物等。 当变压器在故障状态下运行时， 故障点周围的 变压器油温度升高， 其化学键断裂， 形成多种特征 气体。因不同键能的化学键在高温下有不同的稳定 性， 根据热力动力学原理， 油裂解时生成的任何一 (3) 抓好培训。要加强对监管人员的政治思想 教育， 提高监管队伍的整体素质和战斗力， 使他们 做到秉公执法、 勤政廉政， 切实履行安全监管职责。 要针对安全生产监督管理的新形势、 新变化， 开展 多种形式的培训活动， 使安监人员掌握现代经济知 识，不断提高业务能力。 (4) 强化职能。要从单纯的安全生产工作协调 机构向行政执法转变， 依法强化安全生产监管机构 的执法主体地位， 把行政执法作为安全生产监管部 门的基本职能， 把主要精力放在安全生产的综合监 管、监察执法等方面上来。 (5) 依法行政。 牢固树立有法必依、 执法必严、 违法必究的工作作风， 对违反 《 安全生产法》及相 关法律法规的行为， 做到一查到底， 绳之以法， 决 不姑息迁就。 (6) 强化制约。 要加强对执法人员的监督管理， 加大过错追究、责任约束、违纪查处力度， 对无视 法律、 搞人情关系、放纵安全生产违法行为的， 要 坚决查处，以维护法律的严肃性和权威性。
变压器油中溶解气体分析与故障诊断
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。
1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。
2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。
利用油中溶解气体色谱判断变压器内部故障
（解 体检 查耦合器 的齿轮是 否异 常。 １ ） （ 安 装精 度 不 高造 成 电机 和给 水 泵振 动 过大 ，安装 时 ２ ）
严 格符合 技术 要求 ． （检查 与耦合器连接 的联轴器 中心 ，应符合规 定要求 。 ３ ） （ 检 查 基 础 是 否 符 合 刚 性 要 求 ， 紧 固 耦合 器 地 脚 螺 ４ ）
其 主要 原因可 能为 ： （ 液 力耦 合 器 齿轮 出现 断 齿 ，或 长期 油 中带 水运 行 使 】 ） 齿轮 锈蚀 而破坏 了齿轮 精 度，造成 振动 。 （给水 泵 或电机振 动 过大 ，引起耦 合器振 动 。 ２ ）
（ 应 定 时化 验 油质 ， 防止 因 长期 高温 使用 润 滑 油质 变 １ ） 差 大小 修 时认 真检 查润 滑 油 滤 网是 否有 杂物 、油泥 和 铁 屑 等 ；检 查铜 丝 布 的规格 是 否 正确 。 同时 检查 油 管路 和 润
整 ，工作油温度升高，转速异常甚至于耦合器内有金属撞 栓 ，使耦 合器 与基础 接触 良好 。
（ 解 体 耦合 器 ，检 查各 轴 瓦 间隙 是否 符 合技 术 要求 。 ５ ） 检查 各轴承 是否 有损坏 ，否则进行 更换 处理 。
４结 束语
时主 油泵 把 工 作油继 续 向泵 涡 轮流 道 输入 ， 涡轮 转速 反 而
增加。
运 行 中液 力 耦合 器 出现 的 故障 多 种多 样 ，在 这 只是 列
举 了部 分暴 露 的 问题 及 其建 议 。而 且我 们 发现 不 仅 由于 安 装 水平 、偶 合 器 本身 缺 陷造 成耦 合器 损 坏 ，人 为 操作 失 误
（ 工作 油冷 油 器严重泄 漏 ，导致工 作油跑 到水侧 。 ２ ）
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。
油中溶解气体分析技术在变压器故障分析中的应用
油中溶解气体分析技术在变压器故障分析中的应用变压器作为电力系统设备中重要组成设备之一，对保证各电气设备的正常运行起到了重要作用。
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。
油中溶解气体分析法能够对变压器早期故障进行准确诊断，有效减少了设备的事故停用率，文章主要针对DGA（油中溶解气体分析）技术进行了概述，并着重分析讨论了其故障诊断原理。
标签：油中溶解气体；变压器；故障分析；诊断作为电力系统各电气设备的重要组成，变压器被广泛应用于电力系统的各个部位。
变压器内部的绝缘材料以及绝缘油在运行中会受到电流作用的影响，并在电热环境下发生变化，逐渐分解老化，在这一过程中会产生含有甲烷、乙烷、乙炔、乙烯以及氢气、一氧化碳、二氧化碳等成分的气体。
但是若是变压器发生故障则油气含量会发生变化，在变压器故障过程中，绝缘油分解量会不断加大，当分解产生的气体含量超过溶解量时，便会有游离状态气体被释放出来。
通过大量的实践，变压器在出现故障的初期都会出现一些代表性的现象，该类现象被称为早期迹象，因此对变压器绝缘油溶解气体含量进行分析能够及时发现变压器故障。
1 气体成分的分析变压器内部绝缘材料在分解时会产生二十余种可燃气体以及非可燃气体。
所以分析气体的对象选定极为重要，只有选定必要对象才能准确判断变压器出现的内部故障。
目前我国在其分析对象的确定上还尚未统一，按照相关规定标准要求，分析对象至少为七种气体，一般为八种至九种。
当变压器发生故障，其特征气体主要有以下几种：氮气、洋气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔以及氢气、二氧化碳、一氧化碳。
上述九种气体作为主要的故障分析气体对象的原因在于：（1）氧气能够表示出脱气程度以及设备密封性能的好坏；（2）对氮气进行分析主要为了对其饱和程度进行了解；（3）二氧化碳分析则能够充分了解设备平均温度高低，以及掌握固体绝缘材料的老化程度如何；（4）一氧化碳则是判断固体绝缘材料是否出现热分解的重要依据；（5）而乙烷、甲烷以及乙烯的分析能够掌握热源温度；（6）乙炔则能够表示出高温热源以及放电部位。
变压器油中溶解气体分析与故障诊断
变压器油中溶解气体分析与故障诊断发布时间：2023-03-06T01:58:20.279Z 来源：《中国电业与能源》2022年20期作者：商聪李永振[导读] 某变压器安装竣工后商聪李永振内蒙古超高压供电公司，呼和浩特，010080摘要：某变压器安装竣工后，进行高压侧冲击合闸时，A相变压器轻瓦斯动作，500kV断路器跳闸，经过常规试验检查和色谱数据分析判断设备内部发生电弧放电故障，在检查确定故障源后，及时处理掉故障点，保障了变压器正常投入运行。
关键词：变压器；色谱分析；三比值法；故障诊断1前言变压器油中溶解气体色谱分析法，能尽早地发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是监督和保障设备运行安全的一个重要手段，这一方法在应用中不断积累经验，技术日趋成熟，效益十分明显。
实际证明，要使油中溶解气体分析正确及时地诊断充油电气设备内部的故障，技术上必须做到根据测定结果进行综合分析，对设备故障作出正确的判断；针对设备故障的性质，提出加强监视或处理的建议。
在诊断故障时一般先使用油中溶解气体的含量注意值进行故障的识别，而后运用三比值法等方法进行故障类型和故障趋势的判断。
2变压器故障分析判断方法2.1油中溶解气体组分含量的注意值法变压器油中溶解气体组分包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔共7个组分，其中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔4种气体的总和成为总烃。
总烃、乙炔、氢气含量的注意值只能用来粗略地判断变压器等设备内部可能存在早期故障。
对于运行中的500kV变压器气体含量注意值应符合表1。
采用改良三比值法进行判断，该编码为102，对应故障类型判断方法，该故障属于电弧放电故障。
故障发生后，油面游离气体中含有大量的CO和CO2，特别是CO很高，且油中溶解的CO和CO2相对也较多。
但根据故障前后常规试验合格来判断，这些碳的氧化物的产生可能与变压器结构中某些含碳材料涉及故障有关。
根据变压器常规试验和色谱分析结果，结合该变压器的箱体结构和冲击时工作人员观察到箱体下部有放电痕迹分析，该变压器上下箱体间发生了放电现象。
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参考资料
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。
变压器油中溶解气体分析和判断导则DL__T722—2000
变压器油中溶解气体分析和判断导则编写：审核：批准：变压器油中溶解气体分析和判断导则Guide to the analysis and the diagnosisof gases dissolved in transformer oil1 范围本导则推荐了利用气相色谱法分析溶解气体和游离气体的浓度，以判断充油电气设备运行状况的方法以及建议应进一步采取的措施。
本导则适用于充有矿物绝缘油和以纸或层压纸板为绝缘材料的电气设备，其中包括变压器、电抗器、电流互感器、电压互感器和油纸套管等。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 7597—87 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法GB／T 17623—1998 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法DL／T 596—1996 电力设备预防性试验规程IEC 567—1992 从充油电气设备取气样和油样及分析游离气体和溶解气体的导则IEC 60599—1999 运行中矿物油浸电气设备溶解气体和游离气体分析的解释导则3 定义本导则采用下列定义。
3.1 特征气体 characteristic gases对判断充油电气设备内部故障有价值的气体，即氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)。
3.2 总烃 total hydrocarbon烃类气体含量的总和，即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔含量的总和。
3.3 游离气体 free gases非溶解于油中的气体。
4 产气原理4.1 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*和CH*化学基团，并由C—C键键合在一起。
由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)。
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 Ｃ ２ 产 Ｈ、 Ｈ、 Ｃ ＣＨ、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 ’ Ｈ ２ Ｃ 器 内部发 牛 电弧 放 电时 ， 一般 ｃ 占总烃 的 ２ ％ ７ ％， ０ ～ ０ Ｈ 占氡 烃的 ３ ％ ９ ｖ ０ － （ ， 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 Ｃ Ｏ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 ｒ ｆ ｉ 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 Ｃ Ｃ Ｏ、 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 、 ２ Ｈ 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 ％ ２ ５ ～０ ， ｃ Ｈ 含量约 占总烃 的 ２ 以 下』 ４ ％ ０ ｛ 占氢 烃总量 的 ３％以上 。当 Ｃ ４和 Ｈ 的增长不能 忽视时， ０ Ｈ 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
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
征气 体 。ＧＢＴ ７ ５ １２ ０ 对 开 放式 变 压 器 的 注 意 ／ ２ ２ ０ １
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 ２ １ 年 ８月 ２ 日对 ｓ １ ０１ ９ ｓｎ ９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 、Ｃ Ｏ、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 ２ １ 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 。 ３ ｓ 电力 机车 主变 压器 共油 箱 电气设 备计 １台 （ ｓ ０ 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
利用油中溶解气体特征诊断变压器内部故障
利用油中溶解气体特征诊断变压器内部故障摘要：随着我们国家的经济不断发展，我们国家的科学技术也得到了快速的发展，在我们国家，变压器发挥着重大的作用，但是变压器也会发生一些故障，所以在本篇文章中主要研究的是利用油中溶解气体特征诊断变压器内部故障。
关键词：油中溶解气体特征诊断变压器内部故障绝缘油中溶解气体的气相色谱分析，是在变压器的故障状况下绝缘油分裂出不同的分解物为基础，并以此来分析绝缘油所溶解的气体的成分以及含量，并借助此来分析变压器内部的故障问题。
一、变压器中气体的来源正常运行的变压器油中溶解气体的组成主要是氧气和氮气，但是，由于某些非故障原因，也能使绝缘油中含有一定量的故障特征气体。
(1)正常劣化产气。
变压器油纸绝缘材料为A级绝缘，当超过其最高容许温度时，热分解速度加快，产气量增多。
(2)油在精炼过程中可能形成少量气体，在脱气时未完全除去。
(3)在制造厂干燥、浸渍及试验过程中，绝缘材料受热和电应力的作用产生的气体被多孔性纤维材料吸附，残留在线圈和纸板内，其后在运行时溶解于油中。
(4)安装时，热油循环处理过程中也会产生一定量的二氧化碳气体。
(5)由于以前发生过故障所产生的气体，即使油已经脱气处理，但仍有少量气体被纤维材料吸附并渐渐释放于油中。
(6)在变压器油箱或辅助设备上进行电氧气焊时，即使不带油，但箱壁残油受热也会分解出气体。
因此，大多数运行中变压器油中会含有某些故障特征气体，必须加以鉴别。
油中溶解气体对绝缘的危害主要表现在化学腐蚀使绝缘老化加速。
由于局部放电等电性故障使绝缘材料电解，产生原子氧、臭氧、一氧化氮和二氧化氮等有害气体，这些气体遇水生成硝酸和亚硝酸，对绝缘材料起强烈的腐蚀作用，可能导致变压器在运行中损坏的严重事故。
变压器绝缘的老化取决于变压器绕组内部的热点温度，通常认为在80～140℃的温度范围内，绝缘老化率为每升高6℃增加1倍，变压器绝缘的预期寿命缩短50%。
二、气体的特点变压器的内部故障有好几种，各种故障产生的气体有相同的也有特殊的，既有其普遍性也有其特殊性。
变压器油中溶解气体特性分析与故障判断
关键词 ： 变压 器 ； 油 中溶解气 体的分析 ； 三 比值法故 障诊断
中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ０ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ７ １ — ０ ４
热分解产 生烷烃类气 体 。烷烃化 合物 的结构不 同， 其热稳定性也不同， 因此会 由于变压器故障点
温度 的改变 而 裂解 成烷 烃 、 烯烃 、 炔烃 。利用 不 同 烃 类气 体 在特 定 温 度 范 围 内 的最 大 产气 率 ， 通 过
Ｈ 、 Ｃ Ｈ －Ｃ Ｈ、 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ ：Ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｈ ＝ Ｃ Ｈ ： 、 Ｃ ： Ｈ
分析 ， 结合设备运行检修历史 、 电气试验等 ， 能尽
早地发现变压器 内部存在的潜伏性故 障 ， 这是监
控 与 保 障油 设 备 安 全 运 行 的重 要 在 线 状 态 维 护
手段 。
Ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｈ ＝ Ｃ Ｈ ： Ｃ Ｈ － Ｃ Ｈ
表 ２ 不 同故 障类型产生 的气体
主要 与热源 温度或有 没有局部放 电有关
障。随着故 障发展 ， 油中溶解气体达到饱和并 释
放 。通 过色 谱技 术 能对 变 压器 油 中溶 解气 体 进行
Ｃ Ｏ Ｃ Ｏ
主要 与固体绝缘 老化或平均温度是否高有关 主要与了解 固体绝缘有无热分解有关 主要 与热源温度有关 主要 与有无放 电或 高温热源有关
第３ 期
机 电技术
７ １
变压器油 中溶解气体 特性分析与故 障判 断
陈连 高
（ 福 建省 南平 铝业有限公 司， 福建 南平 ３ ５ ３ ０ ０ ０ ）
变压器油中溶解气体含量突增故障诊断与分析
变压器油中溶解气体含量突增故障诊断与分析针对某220 kV变电站主变压器2次油中溶解气体含量突增事件，通过对主变压器的全面状态诊断及分析，认为变压器安装过程中将军帽与槽之间的密封垫摆放位置偏移是导致变压器瞬间放电后油中溶解气体含量突增的主要原因，提出加强变压器密封垫安装管理工作，提高密封垫质量等处理措施。
关键字：变压器;油溶解气;故障诊断;状态评价长期正常运行的变压器，绝缘油中气体含量发生突增时，要特别引起注意，因为这种现象可能是某些变压器内部故障的早期表现，及早准确查找并消除故障，对变压器正常稳定运行至关重要。
绝缘油色谱分析是电力变压器故障诊断的基础，能够及早发现并大致判断变压器内部故障类型及严重程度，但仅仅依靠这一种方法很难准确定位故障点。
通过集中各种试验项目的特点，可以实现对电力设备状态的互补分析、综合诊断，从而准确定位故障部位、评估故障情况、分析故障原因。
以下结合一起运行中的变压器绝缘油中溶解气体含量突增的故障，介绍油色谱分析法与相关电气试验分析相结合的方法，来实现对变压器内部故障的排查、分析及判断，并提出了预防此类故障的建议。
1故障概况2014年至2015期间，某站2号主变压器本体发生2次油中溶解气体含量突增现象。
该2号主变压器型号为SFPSZIO-180000/220，额定电压为（230士8 X 1.25%）/121/38.5 kV，额定容量为180/180/60 MV A，2006年7月出厂，2006年11月15日投运。
第1次突增发生在2014年7月27日，该站2号主变压器在例行油色谱试验中发现CzHz含量突增到3.51 a L/L（上次试验时间为5月26日，CzHz含量为0 u L/L，随后当地供电公司以7天为周期连续进行油色谱检测，发现CzHz含量不断增长，8月14日之后CzHz含量开始稳定在6 u L/L左右，11月24日为6.19 a L/L，超过DL/T 393一2010《输变电设备状态检修试验规程》规定的注意值5uL/L（部分试验数据见表1），其它气体含量基本保持稳定。
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应用油中溶解气体分析法判断变压器故障参考文本
In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each
Link To Achieve Risk Control And Planning
某某管理中心
XX年XX月
应用油中溶解气体分析法判断变压器故
障参考文本
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1 根据油中溶解气体进行变压器故障诊断
变压器油是由具有不同键能的化学键键合在一起的碳
氢化合物分子组成的。
它作为良好的介质材料在变压器中
起绝缘、散热、灭弧等作用，并有其特殊的性能。
在正常运行条件下，变压器油和固体绝缘材料由于受
到电场、热、水分、氧的作用，随时间而发生速度缓慢的
老化现象，产生少量的氢、低分子烃类气体和碳的氧化物
等。
当变压器在故障状态下运行时，故障点周围的变压器
油温度升高，其化学键断裂，形成多种特征气体。
因不同
键能的化学键在高温下有不同的稳定性，根据热力动力学
原理，油裂解时生成的任何一种气体，其产气速率都随温度而变化，在一特定温度下达到最大值。
随着温度的上升，最大值出现的顺序是：甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。
在温度高于1 000℃时，还有可能形成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。
故障下产生的气体通过运动、扩散、溶解和交换，将热解气体分子传递到变压器油的各部分。
油中溶解气体分析法就是根据故障下产气的累计性、故障下的产气速率和故障下产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障的。
2 采用色谱法分析变压器故障的注意事项
(1) 发现特征气体组分含量增长时，应缩短跟踪分析周期，并结合历史数据、产气速率、负荷情况、电气试验、新投运设备出厂前的状况、检修工艺流程等，确定故障是由于电路还是磁路或是其它原因，如辅助设备、设备材
料、检修工艺等引起的，以缩小检修时的故障查找范围。
(2) 由于取样阀中某些特殊的材料(如含镍不锈钢合金等)的催化作用，生成大量的氢气聚集在取样阀周围；取样阀在进行焊接后，大量在高温下产生的特征气体同样会聚集在取样阀的周围，此时取样分析的结果往往会带来误判断。
因此，在取样时应先充分放油，才能取得准确反映变压器运行状况的代表性油样。
(3) 放电性故障极易造成变压器事故，引起供电中断。
C2H2是放电性故障的特征气体，一旦出现，即使小于规定的5 礚/L注意值，也应引起重视。
同时，应分清气体来源，防止造成误判断。
比如：变压器油箱带油补焊，焊接时的高温使油分解产生大量的特征气体；有载调压变压器中分接开关灭弧室的油向变压器本体渗漏；还有油冷却系统附属设备(如潜油泵)的故障都会反映到变压器本体的油中。
(4) 当变压器内部存在过热和放电故障，总烃含量很高时，应考虑变压器油老化的问题，查对油的闪点是否有下降的迹象。
同时，因故障点附近的绝缘纸也会迅速裂解，使纤维素断链，产生大量的CO、CO2，因此，根据CO、CO2含量的变化，可判断故障是否涉及到固体绝缘材料。
(5) 发现油中单一的氢气组分升高时，应测定油中微水含量，以便判断是否为设备进水受潮。
对于新投运的变压器，因制造和安装过程中脱气不彻底或使用绝缘材料的不同，有时也会使某些组分(如H2等)超注意值，此时应加强检测，跟踪分析。
(6) 故障变压器检修后，本体内的残油中往往残存着故障气体，另外在本体内滤油时会存在一些油循环流动的死区，这部分缺少流动的油中所含的特征气体比其它部分高，且这些气体在设备投运初期还会逐步扩散，因此在跟踪分析的初期，往往发现油中气体有明显增长的趋势。
通
过多次检测，当各种特征气体的产气速率逐渐减小，并经一定时间其含量趋于稳定后，才能确定检修后投运的设备故障已消除。
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