色谱分析法判断变压器故障

   一、概述
        电力变压器主要采用充油式绝缘，判断变压器内部故障，通常采用绝缘特性试验，其缺点是不能在运行中连续检测，对设备内部的放电与热点等早期潜在故障很难发现。变压器出现故障时，绝缘油裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来，按过去沿用的气体点燃检查法，往往不能确定故障原因，造成误判断。用色谱分析法通过对特征气体的分析可确定变压器内部是否有故障。
        1．变压器油中特征气体扩散分析
        特征气体在液体中的扩散，是在整台变压器油中从密度大的区域向密度小的区域转移，其扩展速度越快，说明该组特征气体浓度越高。根据这一理论，故障点的特征气体含量越高，扩展的速度越快；距离故障点越远，特征气体含量越低，扩散速度也越慢。
        2.油中溶解气体的监测和诊断
        充油变压器采用油浸纸绝缘。在放电和过热作用下矿物油和绝缘纸将裂解，产生如H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、CO、CO₂等气体。分析油中溶解气体的成分和相互比例可以判断潜在故障和故障类型。采用气相色谱仪进行分析的流程为：
        (1)取得油样；
        (2)从油中脱出气体；
        (3)脱出的气体在载气(惰性气体)推动下通过色潜仪，各组分气体由于运行速度不同而分离；
        (4)测定气体的成分和浓度。
        气相色谱仪属于精密分析仪器，因而油样分析需要在专门的实验室内进行。
        可根据国家标准GB7252一87《变压器油中溶解气体分析和判断导则》进行故障诊断。国家标准推荐用5种气体的浓度的三个比值(C₂H₂／C₂H₄、CH₄／H₂、C₂H₄/C₂H₆)编码判断故障的性质。
        二、油色谱分析应用
        1．电弧放电故障处理
        2001年2月6日在对某主变进行油色谱分析时，发现CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、CO和CO₂含量均有明显上升趋势，尤其是CH₄、C₂H₄含量上升幅度较大，说明变压器内部很有可能出现了电弧放电故障。
        (1)分析与论证
        在2001年2月6日、8日与10日做了3次变压器油气相色谱分析，三比值见表1。
                                                   表1      气体浓度三比值