油色谱分析的基本原理及其综合应用

【摘要】变压器油色谱分析技术是一种有效可靠的故障诊断方法，在变压器的日常监测、故障处理中发挥着重要作用，本文将从工作原理、方法、意义等方面，对油色谱分析在变压器故障诊断中的应用进行具体全面的分析。

【关键词】色谱分析；原理；综合应用

引言

电气设备运行状况的分析监测主要依靠变压器油色谱分析，优点是灵敏性强。在科技进步推动下，该分析设备的制造、设计也在水涨船高。在不断改善的运行状况条件下，色谱分析得到的结果并无太大的缺点，为此，这就让管理设备的工作带去轻松，但懈怠心理越来越强。工作人员不会认真观察，也疏忽经验的总结，在油色谱分析时，以规程为最终的参考，并不会分析研究，当问题显现，也就无济于事，找不到分析的突破口，想要得出正确的色谱分析时非常的困难的。在变压器正常工作时，处于变压器油里的有机绝缘材料，会当运行电压时，受到局部电弧、热、电等情况出现变质，许多气体会裂解而出，如C2H2、CO、CH4、C2H6、H2、C2H4。油色谱分析方法即对存于变压器油里的气体浓度、组分做分析并监测，便可对变压器内有无电弧放电、局部放电等放电性问题以及铁心多点、导电回路造成的过热性问题做判断。分析油化验结果可依靠绝缘监督实现，但该技术有较高要求，要想措施针对性强，则必须依赖于判断的正确。认真定性缺陷，并以有效对策扎实推进，色谱分析工作严格执行，那么对于潜在的设备问题，是能够快速发现，并快速解除，从而得到稳定、安全的变压器。

1.油色谱分析的基本原理

油纸复合绝缘是主要的变压器绝缘方式，若故障潜伏在其内部，将会产生高温，油纸则由此分解，得到烃类气体。碳氢化合物因自身化学结构的差异，也存在着热稳定性的不同。在不断攀升的温度下，绝缘油将会分解得到诸如烷烃、炔烃。即使没有发生故障，电气充油设施内部有机绝缘材料、绝缘油等，受到电、热的影响，也会出现分解老化情况，一些气体，如CO、CO2、烃类气体等，也随之出现。因为该气体会在油中溶解，如果充油电气设施中存在放电性、过热性的问题，那么产生气体的速率会显著增加，在设备故障不断升级情况下，由于密度差异，气体在油中变为气泡，并在油里溶解、扩散与对流。

2.油色谱分析的方法

2.1故障下产气的特征

对于电力设备，如变压器，若出现内部故障，由此产生的气体性质也是存在差异的。比如氢气会因放电而出现；乙烯会因高温度而出现；乙炔则在电弧放电时出现。所以，故障性质的诊断可以参考不同气体的性质、属性，以便得到可靠的结果。

2.2故障下产气的速率

在电场与热环境下，某些可燃性气体将会在充油电力设备中不断分解，当然，其气体产生速度不会很快。某些设备即使内部气体含量与警戒值相当，但还是很难说明该设备存在问题。某些设备气体含量非常的低，但有明显的增长速度，所以，也不可忽视。可以说，设备故障是否存在、发展趋势、是否严重等可以参考气体产生的速度做明显、直接判断。所以，在故障诊断时，可以参考设备中气体产生速度，便能得到比较合理的故障依据。

2.3故障产气速率判断法方法

2.3.1根据总烃含量、产气速率判断故障的方法。

2.3.2总烃的绝对值小于注意值，总烃产气速率小于注意值，则变压器正常。

2.3.3总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率小于注意值，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察。

2.3.4总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率为注意值的1～2倍，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展；

2.3.5总烃大于注意值的3倍，总烃产气速率大于注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修。

2.4故障下产气的累计性

当潜伏性问题出现在充油电力设备中时，可燃性气体将会出现，且该气体将在油中溶解。在故障未得到解决前，油中会有大量气体积累，并随之达到饱和，气泡也随之产生。所以，故障的诊断可以依靠故障气体在油里的积累量做判断。

2.5分析色谱有一个数据作为参考，但仅是多次实践中总结的经验，在色谱结果分析时，是不能以“数据合理”便认为故障没有。无论最后得到的数据怎样，是应该将数据做对比的，只有这样，方可对隐患、问题及时排查。若数据出现的波动很大，那么不可忽视，采样分析频率应该增加。

2.6若色谱结果存在差异，工作人员应对此警惕，并设想是否设备内部出现了问题。并将观察结果及时与历史数据对比，在分析对比各项值后，再次采集做分析。

3.油色谱分析的综合判断

其实，色谱分析只是机器内部故障排除的一种方式，其他手段也必不可少，要综合利用，统筹数据，得到全面的结果。同时，也不能忽视经验的积累。变压器故障以色谱做分析判断时，工作人员应当坚持：

1）工作踏实认真，一丝不苟，冷静沉着，面对难题不可失措，及时把握机会；2）采取分析对比法，即以当前观察数据对比于历史数据，这样，故障部位、性质等是容易判断的；3）有载开关不会渗油到本体，明确这点，便能在吊罩时探究各项问题；4）不断检查过程中积累经验，铁心多点接地、内部接线桩头、无载开关、有载开关等是主变压器内部较为多发故障的地方。5）结合电气试验数据进行综合判断

4.结束语

变压器油中气体含量色谱分析方法能有效诊断变压器故障的早期存在，具体应用中要根据故障或缺陷的不同发展阶段，采用不同的分析方法，结合设备的实际运行状况及外部电气试验数据，充分发挥油化学检测的灵敏性，正确评判设备状况或制定针对性的检修策略，提高变压器的运行可靠性。在电力技术快速进步的同时，在线设备色谱分析也是工作人员探索的重点。在线监视有助于对设备的情况随时掌握，并有效发现问题，处理问题，是电网安全、设备稳定的新的挑战，要引起重视。

参考文献

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作者简介

魏涛（1973年3月），男，汉族，甘肃平凉人，甘肃华明电力股份有限公司主管.

孙超群（1972年9月），女，汉族，甘肃平凉人，平凉供电公司电气试验专责.

孙克（1978年8月），男，汉族，甘肃平凉人，甘肃华明电力股份有限公司华亭电厂技术专责.