變壓器油色譜分(fēn)析技術已經成爲發現油浸變壓器早期故障隐患、故障後分(fēn)析故障性質與部位等的(de)有效手段之一，油浸變壓器的(de)狀态檢修完全能夠以油色譜數據作爲依據。

試驗對(duì)變壓器定期進行油色譜分(fēn)析是非常必要也(yě)是非常重要的(de)，它可(kě)以在不停電的(de)情況下(xià)迅速有效地發現變壓器内部的(de)潛伏性故障及缺陷。特别是對(duì)過熱(rè)性、放電性和(hé)絕緣破壞性故障等，不管故障發生在變壓器的(de)什(shén)麽部位，都能很好地反映出來(lái)。氣相色譜法也(yě)有一定的(de)局限性，如很難判斷故障的(de)準确部位，甚至還(hái)會由于誤判而造成不必要的(de)檢修。

1、 油色譜分(fēn)析的(de)原理(lǐ)

變壓器大(dà)多(duō)采用(yòng)油紙複合絕緣，當内部發生潛伏性故障時(shí)，油紙會因受熱(rè)分(fēn)解産生烴類氣體。含有不同化(huà)學鍵結構的(de)碳氫化(huà)合物(wù)有著(zhe)不同的(de)熱(rè)穩定性，絕緣油随著(zhe)故障點的(de)溫度升高(gāo)依次裂解産生烷烴、烯烴和(hé)炔烴。在正常情況下(xià)，充油電氣設備内的(de)絕緣油及有機絕緣材料，在過熱(rè)或電的(de)作用(yòng)下(xià)會逐漸老化(huà)和(hé)分(fēn)解，産生少量的(de)低分(fēn)子烴類氣體和(hé)一氧化(huà)碳及二氧化(huà)碳氣體，這(zhè)些氣體大(dà)部分(fēn)溶解于油中。當充油電氣設備内部存在潛伏性過熱(rè)和(hé)放電性故障時(shí)，就會加快(kuài)這(zhè)些氣體的(de)産生速度，随著(zhe)故障的(de)發展，分(fēn)解出的(de)氣體形成氣泡在油中對(duì)流、擴散，并不斷溶解在油中。故障氣體的(de)組成及含量與故障類型和(hé)故障嚴重程度關系密切。因此，在變壓器、互感器等充油設備運行過程中，定期做(zuò)油的(de)色譜分(fēn)析，能盡早發現設備内部的(de)潛伏性故障，以避免設備發生故障或造成更大(dà)的(de)損失。

2、 變壓器故障類型分(fēn)析

變壓器故障類型包括：過熱(rè)、放電和(hé)絕緣受潮3種類型。

(1)設備絕緣性不好，起不到保護變壓器的(de)作用(yòng)，有可(kě)能導緻設備過熱(rè)引起故障。起不到很好的(de)保護設備的(de)作用(yòng)，導緻絕緣材料迅速的(de)分(fēn)解。具體過熱(rè)性的(de)故障類型還(hái)可(kě)以分(fēn)爲裸金屬過熱(rè)和(hé)固體絕緣過熱(rè)。

(2)放電性原因是設備内部出現了(le)産生電的(de)效應，分(fēn)爲高(gāo)能量放電(電弧放電)、低能量放電(火花放電)和(hé)局部放電，這(zhè)是按照(zhào)生電效應的(de)強弱劃分(fēn)爲三種形式。下(xià)面介紹各自故障的(de)特征：1)高(gāo)能量放電(電弧放電)：高(gāo)能量放電是指線圈匝間、層間絕緣擊穿，過電壓引起内部閃絡，引線斷裂 引起的(de)閃絡，分(fēn)接開關飛(fēi)弧和(hé)電容屏擊穿等引起電弧放電故障。這(zhè)類故障産氣急劇，産氣量大(dà)。其故障特征氣體主要是乙炔(占總烴20%～70%)和(hé)氫氣，其次是乙烯和(hé)甲烷。由于故障能量較大(dà)，所以總烴很高(gāo)。如果涉及固體絕緣一氧化(huà)碳也(yě)相對(duì)較高(gāo);2)低能量放電(火花放電)：這(zhè)是一種間歇性的(de)放電故障。如鐵心片之間、鐵心接地不良、鐵心與穿心螺絲接觸不良等造成的(de)電位懸浮放電。其主要氣體成份也(yě)是乙炔和(hé)氫氣，其次是乙烯和(hé)甲烷氣體。但由于故障能量較小，一般總烴不太高(gāo);3)局部放電故障：常發生在油浸紙絕緣中的(de)氣體空穴内或懸浮帶電體的(de)空間内，該類放電産生的(de)特征氣體是氫氣，其次是甲烷，當放電能量密度高(gāo)時(shí)，也(yě)會産生少量的(de)乙炔氣體，一般不超過2%。無論是哪一種放電，隻要有固體絕緣介入時(shí)，都會産生一氧化(huà)碳和(hé)二氧化(huà)碳氣體。

(3)絕緣設備變質性能低下(xià)不能起到很好的(de)保護作用(yòng)時(shí)候，變壓器會因此受潮出故障，這(zhè)時(shí)候的(de)特征氣體變現爲 H2 的(de)含量比較高(gāo)，其他(tā)特征氣體的(de)含量不會有太大(dà)明(míng)顯的(de)變化(huà)，但是這(zhè)個(gè)時(shí)候要注意芳烴的(de)含量，因爲芳烴本身具有“抗析氣”的(de)特性，要考慮到不同牌号油的(de)含有芳烴的(de)多(duō)少是不相同的(de)，作用(yòng)在電場(chǎng)下(xià)所産生的(de)氣體含量也(yě)是不一樣的(de)，在分(fēn)析診斷故障類型的(de)時(shí)候要注意這(zhè)些因素的(de)存在。

3 、變壓器油色譜分(fēn)析試驗步驟與方法

3.1 取油樣方法一般對(duì)于變壓器油色譜分(fēn)析試驗可(kě)在設備運行時(shí)進行取油樣。取樣前要保證設備不存在負壓的(de)狀況。取油樣使用(yòng)的(de)玻璃注射器必須經密封檢查試驗合格，取樣時(shí)從設備下(xià)部的(de)取樣閥門取油樣，在特殊情況下(xià)，也(yě)可(kě)以從其他(tā)取樣部位取樣，但是所取的(de)油樣必須能夠代表油箱本體的(de)油。設備上的(de)取樣閥門須完全符合全密封取樣方式的(de)要求。取樣前要排除管路内的(de)“死油”和(hé)空氣，同時(shí)用(yòng)設備本體中的(de)油沖洗管路。取樣時(shí)要防止氣泡生成。對(duì)大(dà)油量變壓器取油樣采用(yòng)100mL玻璃注射器(記作B)，采樣量爲50～80mL。整個(gè)過程要盡量隔絕空氣。對(duì)于無較強油循環的(de)設備，應充分(fēn)考慮氣體在油中擴散的(de)影(yǐng)響，需在試驗後隔一段時(shí)間後再進行取樣。

3.2 脫氣方法及取氣方法脫氣方法可(kě)采用(yòng)機械振蕩法。

步驟如下(xià)：以5mL玻璃注射器A 作爲貯氣玻璃注射器，用(yòng)少量試油沖洗器筒内壁1～2次後，取試油0.5mL，立即用(yòng)橡膠封帽密封，插入雙頭針頭，保持針頭垂直向上。将注射器内的(de)空氣和(hé)試油緩緩排出，使試油充滿注射器内壁縫隙而不緻殘存空氣。将注射器B中的(de)油樣調節至40.0mL(V1)，立即用(yòng)橡膠封帽密封(密封前封帽内的(de)空氣用(yòng)手動或是通(tōng)過填充試油的(de)方法擠出)。取5mL玻璃注射器(記作 C)，用(yòng)氣體 N2 清洗 1～2 次，排除空氣，準确抽取5.0mLN2，将 N2緩慢(màn)注入注射器B内。

将注射器 B放在振蕩器的(de)振盤上(注射器B的(de)頭部要比尾部高(gāo)約5°)，恒溫定時(shí)。啓動振蕩器，持續振蕩 20min，然後靜止10min(室溫在10℃以下(xià)時(shí)，振蕩前，注射器B要進行适當的(de)預熱(rè))。将注射器B取出，立即将注射器B中平衡氣體采用(yòng)微正壓法轉移到注射器A内。靜置2min，讀數 Vg(準确至 0.1mL)。

3.3 标樣的(de)制作儀器采用(yòng)外标法進行标定。

用(yòng)1mL玻璃注射器D抽取已知組分(fēn)濃度 Cis 的(de)标準混合氣 0.5ml(或 1mL)進行标定，記錄各組分(fēn)的(de)峰面積 Ais (或峰高(gāo) his)。重複操作至少兩次，标定的(de)重複性應在其平均值的(de)±2%以内，取平均值。

3.4 樣品分(fēn)析用(yòng)1mL 玻璃注射器(記作D)從注射器A中準确抽取樣品氣體0.5mL(或 1mL)，進樣分(fēn)析。量取所得(de)色譜圖上各組分(fēn)的(de)峰面積 Ais(或峰高(gāo)his)，重複脫氣操作兩次，取其平均值。儀器标定與樣品分(fēn)析所用(yòng)進樣注射器以及進樣體積應相同。

3.5 結果計算(suàn)采用(yòng)機械振蕩法的(de)計算(suàn)參考GB/T 17623-1998 第 8.3.1進行。兩次平行試驗結果的(de)算(suàn)術平均值作爲測定值。

4 、油色譜分(fēn)析過程中誤差的(de)注意事項

用(yòng)氣相色譜法對(duì)變壓器油中溶解氣體進行分(fēn)析，從取樣到取得(de)分(fēn)析結果過程的(de)操作較多(duō)，因此誤差也(yě)比較大(dà)，爲了(le)數據的(de)準确性，在實際工作中應特别注意以下(xià)幾點：

(1)爲了(le)避免取樣方法的(de)誤差，采用(yòng)玻璃注射器取樣時(shí)，不應拉脫注射器芯子，以免吸人(rén)空氣。油樣在運輸過程中要避免振蕩，容器的(de)密封要嚴;

(2)爲了(le)避免脫氣過程中産生誤差，取氣時(shí)所用(yòng)注射器要密封良好;

(3)進樣注射量的(de)大(dà)小可(kě)能對(duì)定性定量結果産生誤差;

(4)通(tōng)過人(rén)工測量記錄儀記錄的(de)峰高(gāo)或半峰寬，再用(yòng)峰高(gāo)法計算(suàn)實際含量，不可(kě)避免的(de)帶來(lái)測量及計算(suàn)誤差。實際工作中，隻要認真仔細的(de)對(duì)待每一個(gè)環節，可(kě)以減少誤差，做(zuò)到分(fēn)析結果基本正确。

5 、結束語

變壓器油中溶解氣體色譜分(fēn)析，可(kě)以準确地判斷變壓器故障性質和(hé)嚴重程度他(tā)是早期發現變壓器潛伏性故障的(de)一種有效方法，也(yě)是色譜分(fēn)析法的(de)特點。

但是色譜分(fēn)析法判斷故障也(yě)有其不足之處。例如，僅采用(yòng)這(zhè)種方法無法爲故障準确定位;對(duì)涉及具有同一種氣體特征的(de)不同故障類型如局部放電與進水(shuǐ)受潮的(de)故障易于誤判。因此，在判斷故障時(shí)必須結合電氣試驗、油質分(fēn)析及設備運行、檢修等情況進行綜合分(fēn)析，才能對(duì)故障的(de)部位、原因、絕緣或部件的(de)損壞程度等做(zuò)出準确地判斷，從而制定出适當的(de)處理(lǐ)方法。