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文章闡述了變壓器油色譜分析的理論依據(jù)，分析了色譜分析的常用方法，提出了色譜分析對(duì)變壓器故障的判斷方法。

　　1 變壓器油色譜分析

　　通常情況下，當(dāng)變壓器處于正常運(yùn)行的過(guò)程中，其組成物質(zhì)的性能也會(huì)隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸減退甚至是喪失，部分絕緣材料在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)逐漸地分解出少量的化學(xué)氣體。如果內(nèi)部某一部分的溫度過(guò)高或者出現(xiàn)某一部分放電和電弧放電等事故時(shí)， 各種低分子的烴類和二氧化碳等氣體被分解的速度就會(huì)加快，分解出大量的這些氣體。油中分解出來(lái)的氣體形成氣泡， 在油流經(jīng)或擴(kuò)散的時(shí)候逐漸地在油里溶解。就會(huì)對(duì)變壓器的正常運(yùn)行造成阻礙和影響。因?yàn)檫@種氣體的數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了溶解的數(shù)量，而部分沒(méi)有及時(shí)得到解決和處理的氣體則會(huì)進(jìn)入到變壓器的內(nèi)部，使繼電器發(fā)生移動(dòng)，導(dǎo)致故障的產(chǎn)生，影響變壓器的正常運(yùn)行，給變壓器的運(yùn)行過(guò)程中埋下了風(fēng)險(xiǎn)隱患。在故障發(fā)生的初期階段，繼電器內(nèi)部的溫度還沒(méi)有處于過(guò)高的狀態(tài)，繼電器內(nèi)部所存在的氣體含量相對(duì)較少，如果在這個(gè)階段能夠全面、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)油中氣體的組成成分進(jìn)行分析和研究，含量的多少和發(fā)展的程度， 就可以查出變壓器內(nèi)部潛伏的故障，采取措施阻止事故的發(fā)生。色譜分析是采用氣相色譜儀獲取各氣體的組成和含量。

　　2 常用的色譜分析的方法

　　2.1 對(duì)油中溶解的特征氣體含量進(jìn)行分析

　　特征氣體主要包括總烴、H2、CO、CO2 等。不同故障條件下變壓器內(nèi)部所形成的氣體的特征也都是不盡相同的。因此在對(duì)變壓器油色譜進(jìn)行分析的過(guò)程中，可以根據(jù)變壓器內(nèi)部氣體的不同特征進(jìn)行分析和判斷。

　　2.2 根據(jù)故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率

　　由于設(shè)備的自身性質(zhì)不同，有的設(shè)備即使氣體含量高于限定值，不一定就有故障；有的設(shè)備氣體含量雖然比限定值低，但若氣體的增長(zhǎng)速度過(guò)快，就必須加以重視，分析是否存故障的隱患。因?yàn)闅怏w的產(chǎn)出速度更加直接地反映出是否存在故障，問(wèn)題的后果是否嚴(yán)重，將會(huì)導(dǎo)致何種狀況等。產(chǎn)氣速度有絕對(duì)產(chǎn)氣速率和相對(duì)產(chǎn)氣速率兩種，對(duì)于變壓器故障的判斷依照絕對(duì)產(chǎn)氣速率為參考進(jìn)行分析。

　　2.3 三比值法

　　除了對(duì)油中溶解的特征氣體含量進(jìn)行分析或者根據(jù)故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率進(jìn)行分析，變壓器油色譜分析過(guò)程中還有一種十分重要的方法就是三比值法，但有一定的局限性，一般情況下，只有在采用特征氣體含量分析和根據(jù)故障點(diǎn)的產(chǎn)氣速率所判定的結(jié)果可能存在偏差的時(shí)候才會(huì)使用三比值法對(duì)油色譜進(jìn)行分析。

　　2.4 我國(guó)常用的測(cè)定儀器及其特點(diǎn)

　　目前，我國(guó)常用的測(cè)定儀器有島津GC14B 型與惠普HP6890 型氣相色譜儀，它們具有優(yōu)良的性能、高度的靈敏性，但是價(jià)格較高。采用BSZ系列變壓器油色譜對(duì)于變壓器油的異常情況能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但是測(cè)定氣體的范圍有限。當(dāng)前，隨著技術(shù)的發(fā)展，便攜式油中氣體測(cè)試儀已經(jīng)得到了應(yīng)用，這種儀器方便攜帶，使用簡(jiǎn)單，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。存在的主要問(wèn)題是測(cè)試的精確度不高。

　　2.5 變壓器油色譜分析與人工智能

　　當(dāng)今，一些科研人員研制除了基于人工智能的變壓器故障診斷軟件，在實(shí)際的操作中也得到了應(yīng)用。而這種變壓器故障診斷軟件的操作過(guò)程中主要是采用不同氣體的組成方式和變壓器運(yùn)行過(guò)程中可能存在或發(fā)生的故障進(jìn)行一一對(duì)比得出的。然而，這種軟件的局限性很明顯，因?yàn)閺淖儔浩饔椭兴纸獬龅臍怏w十分容易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生變化，因此，只能作為一種輔助性的方法，不能為主手段。

　　3 色譜分析對(duì)變壓器的故障判斷

　　3.1 過(guò)熱性故障

　　裸金屬過(guò)熱，指設(shè)備內(nèi)的熱量只引起絕緣油的分解。它包括分接開關(guān)接觸不良、引線和分接開關(guān)的連接處焊接不牢等。油中氣體的特征是，烴類氣體逐漸增多，其中甲烷和乙烯是特征氣體占到總烴的80%左右，甲烷在故障點(diǎn)的溫度較低時(shí)比重較大，乙烯和氫氣在故障點(diǎn)溫度較高時(shí)的比例增加，但增幅度不如烴類氣體。隨著溫度的不斷升高，也出現(xiàn)少量的乙炔氣體。

　　固體絕緣過(guò)熱，指過(guò)高的溫度涉及固體絕緣材料，會(huì)產(chǎn)生大量的的低分子烴類氣體和少量的CO和CO2。

　　低溫度過(guò)熱，由于變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷或其他原因使繞組的固體絕緣長(zhǎng)期承受局部的低溫度過(guò)熱，使油不能分解，出現(xiàn)在長(zhǎng)期低溫度過(guò)熱加速絕緣紙的碳化。

　　3.2 放電性故障

　　電弧放電是指線圈匝間、層間絕緣擊穿，過(guò)電壓引起內(nèi)部閃絡(luò)，引線斷裂引起的閃絡(luò)，分接開關(guān)飛弧和電容屏擊穿等引起電弧放電故障。

　　低能量放電是一種斷續(xù)的放電故障。故障的能量不大。

　　局部放電故障，常發(fā)生在油浸紙絕緣中的氣體空穴內(nèi)或懸浮帶電體的空間內(nèi)。

　　3.3 色譜分析法判斷故障應(yīng)注意的問(wèn)題

　　用色譜分析法判斷變壓器內(nèi)部是否有故障，可以直接從絕緣油中分析氣體各特征氣體濃度的大小。因?yàn)楦魈卣鳉怏w濃度有明確規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。高于標(biāo)準(zhǔn)值可采用三比值法。

　　油中氣體分析可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的早期故障。但也有不足的地方。不能精確地判定設(shè)備內(nèi)部的故障位置；容易錯(cuò)誤判定具有同一氣體特征的不同故障類型。為了能夠進(jìn)一步提高判斷的準(zhǔn)確度和可靠性，在故障檢查過(guò)程中，故障檢測(cè)人員還可以結(jié)合相關(guān)的電氣實(shí)驗(yàn)、油質(zhì)分析等不同的方式對(duì)故障的形成原因進(jìn)行多方面的檢查和判斷，從而準(zhǔn)確地找出故障部位和導(dǎo)致故障形成的因素。

　　3.4 處理故障的方法

　　在線脫氣處理是一種降低變壓器油中的氣體含量的方法。把真空濾油機(jī)與變壓器油再生處理器進(jìn)行串聯(lián)， 然后對(duì)變壓器油進(jìn)行循環(huán)處理，10小時(shí)之后其中的烴類和一氧化碳、二氧化碳會(huì)下降。這樣處理之后，色譜值就會(huì)變小。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不斷推動(dòng)下，變壓器色譜判斷技術(shù)也將得到一定的提升，我們應(yīng)該在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新，為變壓器的安全運(yùn)行起到更大的作用。