变压器油色谱分析及故障判断

变压器油色谱分析及故障判断

刘永娟

（国网宁夏石嘴山供电公司宁夏石嘴山市753000）

摘要：变压器在电力输送过程中扮演着非常重要的角色，起到了非常重要的作用，所以变压器的安全问题与电网的安全息息相关，因此确保变压器正常工作是电力工人工作的重中之重，对电压器的故障判断也必须准确。油色谱分析方法能够通过对变压器油的分析，排查出设备内部是否存在过热或者放电故障，配合高压试验准确地判断出故障的部位和原因。基于此，本文对变压器油色谱分析及故障判断进行探讨。

关键词：变压器；油色谱分析；故障判断

油色谱分析作为监督变压器运行的一项措施，由于检测时不需要将设备停电，而且灵敏度高，与其他试验配合能提高对设备故障分析准确性，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测。因此变压器油色谱分析已真正成为发现变压器等重要电气设备内部隐患、预防事故发生的有效途径，在准确色谱分析工作的开展下，使设备的潜伏性故障得到及时发现并消除，确保变压器等设备安全稳定运行。

1变压器油色谱分析

通常情况下，当变压器处于正常运行的过程中，其绝缘物质的性能会随着变压器运行时间的增长而逐渐劣化甚至是丧失，部分绝缘材料在运行过程中会逐渐地分解出少量的化学气体。如果内部某一部分的温度过高或者出现某一部分放电和电弧放电等事故时，各种低分子的烃类和二氧化碳等气体被分解的速度就会加快，产生大量的气体。油中分解出来的气体形成气泡，在油流经或扩散的时候逐渐地在油里溶解。就会对变压器的正常运行造成阻碍和影响。因为这种气体的数量已经远远超过了溶解的数量，而部分没有及时得到解决和处理的气体则会进入到变压器的内部，使继电器发生移动，导致故障的产生，影响变压器的正常运行，给变压器的运行埋下了风险隐患。在故障发生的初期阶段，继电器内部的温度还没有处于过高的状态，继电器内部所存在的气体含量相对较少，如果在这个阶段能够全面、严谨地对油中气体的组成成分进行分析和研究，含量的多少和发展的程度，就可以查出变压器内部潜伏的故障，采取措施阻止事故的发生。色谱分析是采用气相色谱仪获取各气体的组成和含量。

2变压器故障种类

2.1变压器过热性故障

变压器过热性故障又分为固体绝缘过热和裸金属过热两类。过热性故障的根本原因是由于设备绝缘性能变坏，变压器油或者其他的绝缘性材料因设备过热而裂变分解。当变压器发生过热性故障时，一般会产生甲烷和乙稀气体，这两种气体的含量所占比例非常大，占到总烃含量的80%以上，是产生的气体的主要组分。当变压器内部温度继续升高时，产生的气体中乙烯的成分将会增加。然而判断过热性故障到底是由固体绝缘过热引起的还是由裸金属过热引起的故障，还须根据气体中一氧化碳和二氧化碳的含量比例来判断。固体绝缘过热时，这两种气体的含量较高，而由裸金属过热导致故障时，这两种气体的含量较低。

2.2变压器受潮所导致的故障

对于变压器的另外一类故障来说，主要是因为潮湿所导致的问题。对于带电的来说，水是一个重要的影响因素，然而变压器通常情况下主要是安装在户外进行使用，这样将会导致变压器接触到水的概率是十分大的，特别是在下雨的过程中，雨水将会流入到变压器的内部当中，将会对变压器带来一定程度的损坏，严重的将会导致变压出现爆炸，或者是在空气比较潮湿的环境当中，变压器的内部一些构件将会因为潮湿不能够正常的工作。

2.3内部漏电导致的故障

漏电也是导致变压器发生故障的重要因素，由于变压器作为电压调节设备，其需要与众多的电流部件进行接触，这就导致其出现漏电的机率增加，一旦变压器内部某一部件发生漏电现象，则会导致其他部件受损，对变压器的正常运行带来较大的影响。

3变压器油色谱分析的原理

变压器运行过程中，变压器油加上特殊的绝缘材料能够有效地实现对电流的绝缘，从而保证变压器各部件的安全运行。变压器油作为一种油质原料，主要烃类有机物组成，在变压器运行过程中，由于内部电流转换会使变压器油发生一定的化学变化，特别是运行中的变压器油在热度增高情况下会发生化学反应，从而改变原有的化学构成性质，分解出一些气体。这些产生的气体会溶解在变压器油中，从而使变压器油的色谱分析结果发生一定的改变。一旦变压器出现故障时，此时变压器油质颜色变化也较为剧烈，而且有较多的气体产生，这种情况下变压器油变化情况会在色谱分析结果上呈现出来，根据色谱分析结果的变化情况来辨识变压器的不同故障。

4如何进行色谱分析

4.1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。首先，要取一定量具有代表性的变压器油，用100ml玻璃注射器盛装。

4.2分离变压器油中气体

第二个步骤是分理离出变压器油中的气体成分。将变压器油转入脱气装置中，利用脱气装置分离气体与液体，以便于后续的检测工作。

4.3通过鉴定器检测

接下来的一个步骤是使用鉴定器来检查气体构成。利用脱气装置将气体与变压器油液体分离以后，将分离出来的气体进行色谱分析，气体鉴定器会根据不同气体的化学成分和构成等性质做出相应的鉴定数据，并且通过电脑显示系统将其相关的性质转化为电子数据，以供人们分析。

4.4判断故障种类

在对变压器内部故障种类进行判别时，可以利用鉴定器通过对变压器内部油质中所含有的气体种类和含量的鉴定即可实现，通过对故障确定后可以及时采取有效的维修方法来对故障进行排除，确保变压器运行的安全性。色谱分析法在对变压器故障种类判断时操作简单、方便，故障判断正确率较高。

5油色谱分析过程中误差的注意事项

用气相色谱法对变压器油中溶解气体进行分析，从取样到取得分析结果过程的操作较多，因此误差也比较大，为了数据的准确性，在实际工作中应特别注意以下几点：第一，为了避免取样方法的误差，采用玻璃注射器取样时，不应拉脱注射器芯子，以免吸人空气。油样在运输过程中要避免振荡，容器的密封要严；第二，为了避免脱气过程中产生误差，取气时所用注射器要密封良好；第三，进样注射量的大小可能对定性定量结果产生误差；第四，通过人工测量记录仪记录的峰高或半峰宽，再用峰高法计算实际含量，不可避免的带来测量及计算误差。实际工作中，只要认真仔细的对待每一个环节，可以减少误差，做到分析结果基本正确。

结束语：

变压器运行的状态是否正常，可以利用油色谱分析方法，根据油色的变化情况来进行辨识，这是当前变压器运行过程中普遍使用的一种监测方法，通过对变压器油色变化的有效监测来对变压器工作状态进行分析，及时发现变压器运行中存在的故障隐患，提高变压器运行的安全性和可靠性，为电网安全稳定的运行奠定良好的基础。

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