色譜分析法判斷變壓器故障

   一、概述
        電力變壓器主要采用充油式絕緣，判斷變壓器內部故障，通常采用絕緣特性試驗，其缺點是不能在運行中連續檢測，對設備內部的放電與熱點等早期潛在故障很難發現。變壓器出現故障時，絕緣油裂解產生氣體，只有當油中氣體飽和后，才能從瓦斯繼電器反映出來，按過去沿用的氣體點燃檢查法，往往不能確定故障原因，造成誤判斷。用色譜分析法通過對特征氣體的分析可確定變壓器內部是否有故障。
        1．變壓器油中特征氣體擴散分析
        特征氣體在液體中的擴散，是在整臺變壓器油中從密度大的區域向密度小的區域轉移，其擴展速度越快，說明該組特征氣體濃度越高。根據這一理論，故障點的特征氣體含量越高，擴展的速度越快；距離故障點越遠，特征氣體含量越低，擴散速度也越慢。
        2.油中溶解氣體的監測和診斷
        充油變壓器采用油浸紙絕緣。在放電和過熱作用下礦物油和絕緣紙將裂解，產生如H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、CO、CO₂等氣體。分析油中溶解氣體的成分和相互比例可以判斷潛在故障和故障類型。采用氣相色譜儀進行分析的流程為：
        (1)取得油樣；
        (2)從油中脫出氣體；
        (3)脫出的氣體在載氣(惰性氣體)推動下通過色潛儀，各組分氣體由于運行速度不同而分離；
        (4)測定氣體的成分和濃度。
        氣相色譜儀屬于精密分析儀器，因而油樣分析需要在專門的實驗室內進行。
        可根據國家標準GB7252一87《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》進行故障診斷。國家標準推薦用5種氣體的濃度的三個比值(C₂H₂／C₂H₄、CH₄／H₂、C₂H₄/C₂H₆)編碼判斷故障的性質。
        二、油色譜分析應用
        1．電弧放電故障處理
        2001年2月6日在對某主變進行油色譜分析時，發現CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、CO和CO₂含量均有明顯上升趨勢，尤其是CH₄、C₂H₄含量上升幅度較大，說明變壓器內部很有可能出現了電弧放電故障。
        (1)分析與論證
        在2001年2月6日、8日與10日做了3次變壓器油氣相色譜分析，三比值見表1。
                                                   表1      氣體濃度三比值