油中溶解气体色谱分析Word格式.docx
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CO2
可与CO结合计算，CO2/CO的比值作参考
CT
100
2
PT
3
套管
甲烷
500
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
组分
含量卩L/L（ppm）
正常
注意
故障
H2
v100
100~200
>
200
CH4
V45
45~80
80
C2H6
V35
35~50
50
C2H4
V55
55~100
100
C2H2
V5
5~10
10
C1+C2
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
序号
故障性质
特征气体的特点
一般过热性故障
总烃较咼，C2H2V5ppm。
严重过热性故障
总烃咼，。
2出>
5ppm，但C2H2未构成总烃的主要成份，
H2含量较咼。
局部放电
总烃不高，CH4占总烃中的主要成份，H2>
100ppm。
4
火花放电
总烃不咼，。
10ppm，H2较咼。
电弧放电
总烃高，C2H2咼并构成总烃中的主要成份，H2含量咼。
6
裸金属过热
总烃高，CO、C2H2均在正常范围。
7
金属过热并涉及固体绝缘
总烃，开放式变压器，CO>
300卩L/L，乙炔正常。
8
固体绝缘过热
总烃在100卩L/L左右，开放式，CO>
300卩L/L。
9
金属过热并有放电
总烃高，C2H2>
5，H2含量较咼。
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
主要成份
异常情况
具体情况
H2主导型
局部放电、弧光放电
1.绕组层间短路，绕组击穿；
2.分接开关触点间局部放电，弧光短路。
CH4、C2H4主导型
过热接触不良
分接开关接触不良，连接部位松动，绝缘不良。
C2H2主导型
弧光放电
绕组短路，分接开关切换器闪络。
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.C2H2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
变压器故障类型
产生的气体组分
变压器油过热
H2、CH4、C2H4、C2H6
油和绝缘纸过热
CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6
油中有电弧
H2、CH4、C2H4、C2H2、CH6
油中局部放电
H2、CH4、C2H4、C2H6
油中存在绝缘纸中电弧
CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2
油中存在火花放电
H2、C2H2
变压器进水或受潮
H2（水在电场作用下进行电解，并且水和钢铁材料起化学反应产生氢气）
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：
特征气体
的比值
比值范围编码
说明
C2H2/C2H4
CH4/H2
C2H4/C2H6
V0.1
0.1~V1
1~3
3
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C比V2%;
C坐V6
H2+C1+C2C2H6
3.判断故障性质的三比值法
序
号
典型例子
C2H2/C2H4
C2H4/C2H6
无故障
正常老化
低能量局部
放电
0（但无意义）
由于不完全浸渍引起含气孔穴中的放电，或过分饱和或高温度引起的孔穴中的放电。
低于150C的
热故障
一般性的绝缘导线过热
150~300C低
温过热故障
引线夹件螺丝松动
300~700C中
由于磁通集中引起的铁芯局部
过热。
咼于700C咼
0,1,2
热点温度增加，从铁芯中的小热点，铁芯短路，由于涡流引起的铜过热，接头或接触不良、焊接不良（形成丝炭）及铁芯和外壳的环流、铁芯多点接地。
低能放电
0,1
引线时电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不冋电位之间的油中火花放电或悬浮之间火花放电。
低能放电并
过热
绕组匝间，层间短路，相间闪络，分接头引线间油隙闪络，引线对箱壳放电，绕组熔断，分接开关飞弧，因环路电流引起电弧，引对对接地待放电等。
并过热
对于有载调压变压器应考虑切换开关油室的油可能向变压器的本体油箱渗油情况。
10
二）
无编码比值法：
1.
C2H2/C2H4v0.1
过热性故障
C2H2/C2H4>
0.1
放电性故障
2.
CH4/C2H6<
1
低温过热（小于300C）
1vCH4/C2H6<
中温过热（300~700C）
CH4/C2H6>
高温过热（大于700C）
3.
CH4/H2<
纯放电故障
CH4/H2>
放电兼过热故障
经验公式：
T=322lgc2H4525（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和出）
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色谱分析异常，但倍频空载试验后色谱分析正常，则说明变压器故障来源于励磁系统，可排除电气回路故障。
可对变压器内部的导磁部件进行处理，如将夹紧螺栓换为不导磁的不锈钢螺栓或胶木螺栓，变压器铁芯用无纬带绑扎等。
14.周围环境引起的
周围环境中存在的特征气体成份。
15.超负荷引起
当超负荷130%时，总烃剧烈增加。
另外，当开关接触不良在大电流下可能产生电弧而造成C2H2增长。
16.假油位
假油位生成变压器严重缺油，因而运行时出现温升过高，特征气体组分增加。
17.套管端部接线松动过热
套管端部螺母松动而过热，传导到油箱本体内，使油受热分解产气超标。
18.冷却系统异常
风扇停转、反转或散热器堵塞，使变压器油温升高。
19.抽真空导气管污染
20.混油引起
严禁将不同标号的油混合使用。
即使是同事牌号的同也
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