油中溶解气体色谱分析

油中溶解气体色谱分析

一、运行中充油设备中溶解气体色谱分析周期

1.330KV及以上变压器、电抗器为3个月。

2.220KV变压器为6个月。

3.35KV级以上，容量为1000KV A及以上的电力变压器每年一次；对比较重要的变压

器，可缩短检测周期。

4.电抗器检测周期同电力变压器。

5.66KV级及以上的CT、PT每2—3年检测一次，如有全密封者不用检测。

6.大修后和新投入的变压器，在投运前要做一次检测，投运后一段时期内多检测几次。

二、粗略判断

将色谱分析结果的几项主要指标（总烃、乙炔、氢气）与注意值作比较：

表1 各种充油电气设备油中气体含量的注意值

注：

1.乙炔是充油设备内部存在电性故障的特征气体。

2.总烃是热性故障的特征气体，其中乙烯往往作为高温过热的特征气体，甲烷在其含量大于氢时，可

作低温过热的特性气体。

3.ppm为百万分率（10-6）1ppm=0.0001%。

4.500kv电力变压器乙炔含量的注意值为1ppm。

5.故障点温度较低时，油中溶解气体的组成主要是CH4，随着温度升高，产气率最大的气体依次为CH4、

C2H6、C2H4、C2H2。通常油中的C2H6含量小于CH4，是由于C2H6不稳定，在一定温度下极易分解为C2H6（气）= C2H4（气）+H2（气），即C2H4和H2是相伴产生的。

表2 氢、烃气体含量限值判断

若分析结果超过油中溶解气体注意值，则表明设备处于非正常运行状态，进一步采用特征气体判断法确定故障性质和状态。

三、定性分析

特征气体判断法：（过热性故障、放电性故障、过热和放电并存故障）

表3 判断故障性质的特征气体法

气体特征随着故障类型、故障能量及及其涉及的绝缘材料的不同而不同，即故障点产生烃类气体的不饱和度与故障源的能量密度之间有密切关系。

表4 气体中主要成份与异常情况的关系

注：

1．氢含量单值超标，主要是设备进水受潮所致，进行电气试验和微水分析。

2．氢含量超标，同时CO、CO2含量较大，固体绝缘受潮后加速老化的结果。

3．C2 H2含量单项增高，主要原因是：切换开关渗漏、油流放电、压紧装置故障等。

表5 变压器故障类型与气体组分关系

四、定量分析

（一） IEC 三比值法：根据电气设备内油，纸绝缘故障下裂解产生气体组份的相对浓度与温

度的相互依赖关系，并选用两种溶解度和扩散系数相近的气体组分的比值作为判断故障性质的依据。

1． 三比值法编码规则：

2． 注意问题：

1) 对油中各种气体含量正常的变压器等设备，其比值无意义。

2)

只有油中气体各组分含量足够高（通常超过注意值），并且经综合分析确定变压器内部存在故障后才能进一步用三比值法判断其故障性质。否则，易造成误判。 3)

每一种故障对应于一组比值，对多种故障的联合作用，可能找不到相对应的比值组合，而实际是存在的。 4)

三比值法不适用于气体继电器里收信到的气体分析判断。

根据资料推荐

%221222＜C C H H C ++； 66

24

2＜H C H C

3． 判断故障性质的三比值法

（二） 无编码比值法：

1. C 2H 2/ C 2H 4＜ 0.1 过热性故障

C 2H 2/ C 2H 4＞0.1 放电性故障

2. CH 4/ C 2H 6＜1 低温过热(小于300℃)

1＜CH 4/ C 2H 6＜3 中温过热(300~700℃) CH 4/ C 2H 6＞3 高温过热(大于700℃) 3. CH 4/ H 2＜1 纯放电故障

CH 4/ H 2＞1 放电兼过热故障

经验公式：T=)(525lg 3226

24

2℃H C H C

五、 色谱分析误判断的外部干扰情况

1. 变压器油箱补焊

消除补焊后引起的气体增长，对色谱分析的干扰，可采用脱气法进行处理。

2.水分侵入油中

温度变化；冷油器渗漏；安全防爆管、套管、潜油泵、管路密封不严可能水分侵入变压器中。

当色谱分析出现H2含量单项超标时，取油样进行耐压试验和微分析，根据测试结果进行综合分析判断。

3.补油含气量高

在补油时除做耐压试验外，还应做色谱分析。

4.真空滤油机故障

5.切换开关室油渗漏（切换开关室的油受开关切换动作的电弧放电作用，分解产生大

量的C2H2和H2）

特点：C2H2含量超过注意值，其他成份较低，而且增长速度较缓慢。判判断：鉴别本体油中气体是否来自切换开关室的渗漏，可先向该切换开关室注入一特定气体，每隔一定时间对本体油进行分析，如果本体油中也出现这种特定气体并随时间而增长，则证明存在渗漏现象。

6.绕组及绝缘中残留吸收的气体

进行多次脱气处理。

7.变压器深度精制

深度精制变压器在电场和热的作用下容易产生H2和烷类气体。

8.强制冷却系统附属设备故障

潜油泵故障、磨损、窥视玻璃破裂、滤网堵塞等，对本体和附件的油分别进行色谱分析，查明原因，排除附件中油的干扰。

9.变压器内部使用活性金属材料

奥氏体不锈钢能促使变压器油发生脱氧反应，使油中出现H2单值增高。

10.油流静电放电

大型强迫油循环冷却方式的电力变压器内部，由于变压器油的流动而产生的静电带电现象称为油流带电。

油流带电会产生静电放电，放电产生的气体主要是H2和C2H2。通过调整潜油泵的运行台数进行比较判断，如果潜油泵台数减少，C2H2含量显著降低，则可能是油流静电放电引起的。

11.标准气样不合格

12.压紧装置故障

压紧装置发生故障使压钉压紧力不足,导致压然与压碗之间发生悬浮电位放电,长时间的放电是C2H2含量逐渐增加的主要原因。

13.变压器铁芯漏磁

对变压器进行工频和倍频空载试验，检查色谱分析是否正常，如果工频空载试验后