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摘要：本文探讨了利用绝缘油中的溶解气体色谱分析判断设备内部是否存在潜伏性故障，并进一步判断故障的性质、部位及发展情况，结合设备运行和检修情况，再根据电气试验及绝缘油试验结果综合判断变压器等充油电气设备内部故障的技术应用。
关键词：绝缘油 色谱分析 过热故障
中图分类号：TM407
0 引言
用气相色谱法对充油电气设备油中气体含量进行分析，能发现设备存在的潜伏性故障，并判断故障的性质，分析是过热性故障还是放电性故障以及故障的大概部位是在裸金属部分还是介入了固体绝缘，从而进一步估计故障的危害性，以便及时采取措施，做出正确处理，防患于未然，所以对充油电气设备进行长期的色谱跟踪，对于变压器的维护保养和检修能起到关键性的指导作用，从而更好地保证电力系统的安全运行。
供电公司110kV 某变电站 2 号变压器系某国产厂家生产，型号为SFZ7- 31500/110，额定容量为 31500KVA，额定变比 110±1.25% /10.5，额定电流比 165.3/1732，油重为 13.3T，油牌号为 25号，出厂日期1985 年。
该变压器1989 年 11 月投运，在 1999 年 12 月发现总烃超注意值，随后跟踪分析总烃处于增长趋势，此变压器于2001 年 9 月进行大修脱气处理；大修后跟踪分析发现乙炔和总烃均有增长，且总烃超注意值，三比值判断为中温过热故障，在2006 年 11 月对变压器进行吊罩检修，大修后跟踪分析结果正常。
1 故障分析与诊断
1.1 故障初期分析
该主变在 2008 年例行试验发现异常前，已经出现两次油色谱分析数据异常并处理。在 2008 年 7 月再次出现结果异常，应考虑设备内部故障可能未完全排除。在同年 11 月停电后，进行了例行的高压试验，高压试验数据符合要求，故对变压器油进行了脱气处理。而运行后，油色谱分析再次出現总烃升高并超过注意值情况，故对其加强色谱跟踪分析。 从跟踪测试数据来看，该主变 08 年 11 月检修后虽然结果正常，但随着投运时间的延长，色谱跟踪分析发现，总烃、乙炔、氢气均有增长，且主变总烃超过注意值，我们进行了相关分析。
1.2 故障的诊断
1.2.1 特征气体分析
从色谱分析数据中可以看出，甲烷、乙烯做为主要特征气体，两者之和占到总烃的 80%以上，且乙烯高于甲烷，乙炔含量较小，不超过总烃的 2%，可判断变压器内部存在过热性故障。
按照每一种气体在某一个特定温度下，有一个最大产气速率，随着温度的上升，各气体组分最大产气速率出现的顺序：甲烷（150℃～ 300℃）、乙烷（300℃～ 500℃）、乙烯（500℃～ 700℃）、乙炔（800℃以上），可判断设备内部存在高于500℃～ 700℃的中温过热故障。
1.2.2故障产气速率分析由于2008年11月8日变压器检修后，油已进行过真空脱气处理，但考虑到器身固体绝缘材料和其吸附的残油中存在一定的故障气体，为避免错误判断为故障还未排除或怀疑有新的故障，故采用2009年3月19日和2009年5月18日数据计算。
1.2.3 用判断故障性质的三比值法来分析
2 故障部位的估计
由于变压器油中气体分析技术最大的不足之处就是不能判断故障部位，对于热性故障可结合运行检修情况及直流电阻测定、变压比试验、单相空载试验等来进行综合判断。综合试验结果，运行中监测数据、带电检查结果及主变负荷情况，得出以下几条分析意见：
一是由于色谱分析数据中 CO、CO2数据正常，确定固体绝缘不存在问题，空载与运行下故障特征气体浓度仍不断增加与电流关系不大。因此判断故障点在磁路中（磁路故障无非有两种：①铁芯多点接地；②铁芯内部短路即内部环流）。
二是运行中铁芯及夹件接地电流均小于 0.1A，可排除铁芯及夹件多点接地故障。三是排除主变本体检修过程中动焊造成运行中出现乙炔的情况。
故认为故障发生在磁路的可能性更高，判断可能为铁芯内部环流故障。
3 故障的确切定位及处理
为确定故障部位，我们在 2009 年 6 月，将 2 号主变停电进行吊罩检查。停电后对变压器进行了高压试验常规试验直流电阻、绝缘电阻、介损和电容量等项目，试验结果无异常。对铁芯进行了铁芯绝缘及铁芯和铁芯紧固件外观检查，发现接地引线由于外力因素被压接在铁芯硅钢片之上造成铁芯硅钢片片间短接形成涡流，造成局部过热故障。处理后，设备现已正常运行，经过三个月的色谱跟踪分析，各项指标均恢复正常。
4 结束语
在变压器早期故障诊断中，仅靠常规的电气试验方法，很难发现某些局部故障和发热缺陷，而变压器油中气体色谱分析这种化学检测方法就非常灵敏和有效。油色谱诊断的原理是基于一定的故障类型和故障温度对应一定的特征气体。
在实际应用中，大部分故障是潜伏性的。因此，在确定设备存在故障后，要根据故障的危险性、设备的重要性及负荷要求等情况，合理处理故障。实践证明，利用色谱法进行绝缘油中的溶解气体含量分析，对于早期预报与判断故障性质、部位、严重程度以及采取处理措施都具有重要作用。
参考文献：
[1]DL/T722- 2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》2000 年.
[2]钱旭耀编著《.变压器油及相关故障诊断处理技术》北京，中国电力出版社，2006年.
关键词：绝缘油 色谱分析 过热故障
中图分类号：TM407
0 引言
用气相色谱法对充油电气设备油中气体含量进行分析，能发现设备存在的潜伏性故障，并判断故障的性质，分析是过热性故障还是放电性故障以及故障的大概部位是在裸金属部分还是介入了固体绝缘，从而进一步估计故障的危害性，以便及时采取措施，做出正确处理，防患于未然，所以对充油电气设备进行长期的色谱跟踪，对于变压器的维护保养和检修能起到关键性的指导作用，从而更好地保证电力系统的安全运行。
供电公司110kV 某变电站 2 号变压器系某国产厂家生产，型号为SFZ7- 31500/110，额定容量为 31500KVA，额定变比 110±1.25% /10.5，额定电流比 165.3/1732，油重为 13.3T，油牌号为 25号，出厂日期1985 年。
该变压器1989 年 11 月投运，在 1999 年 12 月发现总烃超注意值，随后跟踪分析总烃处于增长趋势，此变压器于2001 年 9 月进行大修脱气处理；大修后跟踪分析发现乙炔和总烃均有增长，且总烃超注意值，三比值判断为中温过热故障，在2006 年 11 月对变压器进行吊罩检修，大修后跟踪分析结果正常。
1 故障分析与诊断
1.1 故障初期分析
该主变在 2008 年例行试验发现异常前，已经出现两次油色谱分析数据异常并处理。在 2008 年 7 月再次出现结果异常，应考虑设备内部故障可能未完全排除。在同年 11 月停电后，进行了例行的高压试验，高压试验数据符合要求，故对变压器油进行了脱气处理。而运行后，油色谱分析再次出現总烃升高并超过注意值情况，故对其加强色谱跟踪分析。 从跟踪测试数据来看，该主变 08 年 11 月检修后虽然结果正常，但随着投运时间的延长，色谱跟踪分析发现，总烃、乙炔、氢气均有增长，且主变总烃超过注意值，我们进行了相关分析。
1.2 故障的诊断
1.2.1 特征气体分析
从色谱分析数据中可以看出，甲烷、乙烯做为主要特征气体，两者之和占到总烃的 80%以上，且乙烯高于甲烷，乙炔含量较小，不超过总烃的 2%，可判断变压器内部存在过热性故障。
按照每一种气体在某一个特定温度下，有一个最大产气速率，随着温度的上升，各气体组分最大产气速率出现的顺序：甲烷（150℃～ 300℃）、乙烷（300℃～ 500℃）、乙烯（500℃～ 700℃）、乙炔（800℃以上），可判断设备内部存在高于500℃～ 700℃的中温过热故障。
1.2.2故障产气速率分析由于2008年11月8日变压器检修后，油已进行过真空脱气处理，但考虑到器身固体绝缘材料和其吸附的残油中存在一定的故障气体，为避免错误判断为故障还未排除或怀疑有新的故障，故采用2009年3月19日和2009年5月18日数据计算。
1.2.3 用判断故障性质的三比值法来分析
2 故障部位的估计
由于变压器油中气体分析技术最大的不足之处就是不能判断故障部位，对于热性故障可结合运行检修情况及直流电阻测定、变压比试验、单相空载试验等来进行综合判断。综合试验结果，运行中监测数据、带电检查结果及主变负荷情况，得出以下几条分析意见：
一是由于色谱分析数据中 CO、CO2数据正常，确定固体绝缘不存在问题，空载与运行下故障特征气体浓度仍不断增加与电流关系不大。因此判断故障点在磁路中（磁路故障无非有两种：①铁芯多点接地；②铁芯内部短路即内部环流）。
二是运行中铁芯及夹件接地电流均小于 0.1A，可排除铁芯及夹件多点接地故障。三是排除主变本体检修过程中动焊造成运行中出现乙炔的情况。
故认为故障发生在磁路的可能性更高，判断可能为铁芯内部环流故障。
3 故障的确切定位及处理
为确定故障部位，我们在 2009 年 6 月，将 2 号主变停电进行吊罩检查。停电后对变压器进行了高压试验常规试验直流电阻、绝缘电阻、介损和电容量等项目，试验结果无异常。对铁芯进行了铁芯绝缘及铁芯和铁芯紧固件外观检查，发现接地引线由于外力因素被压接在铁芯硅钢片之上造成铁芯硅钢片片间短接形成涡流，造成局部过热故障。处理后，设备现已正常运行，经过三个月的色谱跟踪分析，各项指标均恢复正常。
4 结束语
在变压器早期故障诊断中，仅靠常规的电气试验方法，很难发现某些局部故障和发热缺陷，而变压器油中气体色谱分析这种化学检测方法就非常灵敏和有效。油色谱诊断的原理是基于一定的故障类型和故障温度对应一定的特征气体。
在实际应用中，大部分故障是潜伏性的。因此，在确定设备存在故障后，要根据故障的危险性、设备的重要性及负荷要求等情况，合理处理故障。实践证明，利用色谱法进行绝缘油中的溶解气体含量分析，对于早期预报与判断故障性质、部位、严重程度以及采取处理措施都具有重要作用。
参考文献：
[1]DL/T722- 2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》2000 年.
[2]钱旭耀编著《.变压器油及相关故障诊断处理技术》北京，中国电力出版社，2006年.