變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則

1、變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則 Guide to the ananlysis nd the diagnosis of gases dissolved in transformer oil  DL/T 722-2000                 DL/T 722-2000  前言分析油中溶解氣體的組份和含量是監(jiān)視充油電氣設備安全運行的最有效的措施之一。利用氣相色譜法分 析

2、油中的溶解氣體來監(jiān)視充油電氣設備的安全運行，在我國已有30多年的使用經驗。自1986年以來，由原水利電力部頒發(fā)的SD187-86變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則，在電力安全生產中發(fā)揮了重要作用，并積累了豐富的實踐經驗。隨著電力生產的發(fā)展和科學技術水平 的提高，對所使用的分析方法和分析結果的判斷及解釋均需要加以補充和修訂。1998年在廣泛函調征求意見的基礎上寫出了征求 意見稿，于1998年11月召開全國范圍的討論修訂會，并組成標準起草小組，根據(jù)討論會的意見，整理出初稿。1999年， 參考新出版的IEC60599-1999,又對上述初稿進行了反復的修改，并征求了有關專家的意見，制定了本導則。本導則

3、自生效之日起，代 替原水利電力部頒發(fā)的SD187-86變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則。本導則的附錄A和附錄B是標準 的附錄。本導則的附錄C、附錄D、附錄E、附錄F和附錄G是提示的附錄。本導則由電力行業(yè)電力變壓器標準化委員會提出并歸口。本導則起草單位：中國電 力科學研究院，遼寧省電力科學研究院，華東電力試驗研究院、吉林省電力科學研究院本導則主要起草人：賈瑞 君、范玉華、薛辰東、錢之銀、張士誠。本導則由中國電力科學研究院負責解釋。              

4、        DL/T 722-2000 目     次前言1、范 圍。.。12、 引用標 準。.13、 定 義。14、 產 氣原理。15、 檢 測周期。36、 取 樣。37、 從 油中脫出溶解氣體。78、 氣 體分析方法。99、 故 障的識別。1310、           

5、   故障類型的判 斷。1511、              在氣體繼電器中的游離氣體上的應 用。1812、              設備檔案卡 片。18附錄A（標準的附錄）樣品的標簽格 式。19附錄B（標準的附錄）溶解氣體分析檔案 卡片格式。19附錄C（提示的附錄）哈斯特氣體分壓溫度關 系。21附錄D（提示的附錄）

6、標準混合氣的適用濃 度。21附錄E（提示的附錄）溶解氣體分析解釋 表。22附錄F（提示的附錄）氣體比值的圖示 法。23附錄G（提示的附錄）充油電氣設備的典 型故障。24                     中華人民共和國電力行業(yè)標準 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則DL/T 722-2000代替SD187-1986Guide to the ananlysis nd the

7、diagnosis of gases dissolved in transformer oil_ 1         范圍本導則推薦了利用氣相色譜法分析溶解氣體和游離氣體的濃 度，以判斷充油電氣設備運行狀況及建議應進一步采取的措施。本導則適用于充有礦物絕緣油和以紙或層壓紙板為絕緣材料的 電氣設備，其中包括變壓器、電抗器、電流互感器、電壓互感器和油紙?zhí)坠艿取?#160;2         引用標準下列標準所包含的條文，通過在本標

8、準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有 效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。GB 7597-1987電力用油（變壓器油、汽輪機油）取樣方法GB/T 17623-1998絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法DL/T 596-1996電力設備預防性試驗規(guī)程IEC 567-1992從充油電氣設備取氣樣和油樣及分析游離氣體和溶解氣的導則IEC 60599-1999運行中礦物油浸電氣設備溶解氣體和游離氣體分析的解釋導則。 3         定義本導則

9、采用下列定義。3.1 特征氣體對判斷充油電氣設備內部故障有價值的氣體，即氫氣（H2）、甲烷（CH4）、 乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。3.2    總烴烴類氣體含量的總和，即甲烷、乙烷、乙烯和乙 炔含量的總和。3.3 游離氣3      游離氣體   非溶解于油中的氣體。 4           

10、  產氣原理4.1    絕緣油的分解 中華人民共和國國家經濟貿易委員會   2000-11-03批準                2001-01-01實施   絕緣油是由許多不同分子量的 碳氫化合物分子組成的混合物，分子中含有CH3*、CH2*和CH*化學基團，并由C-C鍵鍵合在一起。由電或熱故 障的結果可以使某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，伴隨生成少量活潑

11、的 氫原子和不穩(wěn)定的碳氫化合物的自由基，這些氫原子或自由基通過復雜的化學反應重新化合，形成氫氣和低烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳 的固體顆粒及碳氫聚合物（X-蠟）。故障初期，所形成的氣體溶解于油中；當故障能量較大時，也可能聚集成游離氣體。碳的固體 顆粒及碳氫聚合物可以沉積在設備的內部。低能量放電性故障，如局部放電，通過離子反應促使最弱的鍵C-H鍵（338KJ/mol）斷裂，主要重新化合成氫氣而積累。對C-C鍵的斷裂需要較高的溫度（較多的能量），然后迅速以C-C鍵（607KJ/mol）、C=C鍵（720KJ/mol）和CC鍵（960KJ/mol）的 形式重新化合成烴類氣體，依

12、次需要越來越高的溫度和越來越高的能量。乙炔是在高于甲 烷和乙烷的溫度（大約為500）下生成的（雖然在較低溫度時也有少量生成）。乙炔一般在8001200的溫度下生成，而且當溫度降低時，反應迅速 被抑制，作為重新化合的穩(wěn)定產物而積累。因此，大量乙炔是在電弧的弧道中產生的。當然在較低的溫度下（低于800）也會有少量乙炔生成。油可起氧化反 應時，伴隨生成少量的CO和CO2，并且CO和CO2能長 期積累，成為數(shù)量顯著的特征氣體。油碳化生成碳粒的溫度在500800。哈斯特（Halsterd）用熱動力學平衡理論計算出在熱平衡狀態(tài)下形成的氣體與溫度的關系。熱平衡下氣體分壓溫度關系 見附錄C（提示的附錄）。&#

13、160;表1 不同故 障類型產生的氣體                        4.2 固體絕緣材料的分解故障類型主要氣體組份次要氣體組分油過熱CH4,C2H4H2,C2H6油和紙過熱CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油紙絕緣中局部放電H2,CH4,COC2H2,C2H6,CO2油中火花放電H2,C2H2 油中電弧H2,C

14、2H2CH4,C2H4,C2H6油和紙中電弧H2,C2H2,CO,CO2CH4,C2H4,C2H6注：進水受潮或油中氣泡可能使氫氣含量升高（見4.3）紙、層壓板或木塊等固體絕緣材料分子內含有大量的無水右旋糖環(huán)和弱的C-0鍵及葡萄糖鉗鍵，它 們的熱穩(wěn)定性比油中的碳氫鍵要弱，并能在較低的溫度下重新化合。聚合物裂解的有效溫度高于105，完全裂解和碳化高于300，在生成水的同時，生成大量的 CO和CO2及少量烴類氣體和呋喃化合物，同時被油氧化。CO和CO2的形成不僅隨溫度而且隨油中氧的含量 和紙的濕度增加而增加。 概括上述的要點，不同的故障類型 產生的主要特征氣體和次要特征氣體可歸納為表1.

15、 分解出的氣體形成氣泡，在油中經流、擴散，不斷地溶解在油 中。這些故障氣體的組成和含量與故障的類型及其嚴重程度有密切關系。因此，分析溶解于油中的氣體，就能盡早發(fā)現(xiàn)設備內部存在的潛伏性故障，并可隨時監(jiān)視故 障的發(fā)展狀況。在變壓器里，當產氣速率大于溶解速率時，會有一部分氣體進入氣體繼電器或儲油柜中。當變壓器的氣 體繼電器內出現(xiàn)氣體時，分析其中的氣體，同樣有助于對設備的狀況做出判斷。   4.3 氣體的其他來源在某些情況下，有些其他可能不是設備故障造成的，例如油中含有水，可以與鐵作用生成氨。過熱的 鐵心層間油膜裂解也可以產生氫。新的不銹鋼中也可能在加

16、工過程中或焊接時吸附氫而又慢慢釋放到油中。特別是在溫度較高，油中有溶解氧時，設備中某些油漆 （醇酸樹脂），在某些不銹鋼的催化下，甚至可能生成大量的氫。某些改型的聚酰亞胺型的絕緣材料也可生成某些其他而溶解于油中。油在陽光的照射下也可以生成 某些氣體。設備檢修時，暴露在空氣中的油可以吸收空氣中的CO2等。 這時，如果不真空濾油，則油中CO2的含量約為300L/L（與周圍環(huán)境的空氣有關）另外，某些操作也可生成故障氣體，例如：有載調壓變壓器中切換開關油室的油向變壓器主油箱滲 漏，或選擇開關在某個位置動作時，懸浮電位放電的影響；設備曾經有過故障，而故障排除后絕緣油未經徹底脫氣，部分殘余氣體仍留在油中；設

17、備油箱帶油補焊； 原注入的油就含有某些氣體等。這些氣體的存在一般不影響設備的正常運行。但當利用氣體分析結果確定設備內部是否存在故障及其 嚴重程度時，要注意加以區(qū)分。 5         檢測周期 5.1 投運前的檢測按表2進行定期檢測 的新設備及大修后的設備，投運前應至少做一次檢測。如果在現(xiàn)場進行感應耐壓和局部放電試驗，則應在試驗后再作一次檢測。制造廠規(guī)定不取樣的全密封互感器不 做檢測。5.2 投運時的檢測按表2所規(guī)定的新的 或大修后的變壓器和電抗器至少在投運后1d（僅對電壓

18、330KV及以上的變壓器和電抗 器、容量在120MVA及以上的發(fā)電廠升壓變壓器）、4d、10d、30d各做一次檢測，若無異常，可 轉為定期檢測。制造廠規(guī)定不取樣的全密封互感器不做檢 測。套管在必要時進行檢測。5.3 運行中的定期檢測運行中設備的 定期檢測周期按表2的規(guī)定進行。5.4 特殊情況下的檢測當設備出現(xiàn)異 常時（如氣體繼電器動作，受大電流沖擊或過勵磁等），或對測試結果有懷疑時，應立即取油樣進行檢測，并根據(jù)檢測出的氣體含量情況，適當縮短檢測周期。 6        取樣 6.1&#

19、160;從充油電氣設備中取油樣6.1.1概述取樣部位應注意所取的油樣能代表油箱本體的油。一般應在設備下部的取樣閥門取油樣，在特殊情況 下，可在不同的取樣部位取樣。取樣量，對大油量的變壓器、電抗器等可為50ml80ml，對少油量的設備要盡量少取，以夠用為限。    6.1.2 取油樣的容器                      

20、;   表2 運行中設備的定期檢測周期設備名稱設備電壓等級和容量檢測周期變壓器和電抗器電 壓330KV及以上容量240MVA及以上所有發(fā)電廠升壓變壓器3個月一次電 壓220KV及以上容量120MVA及以上3個月一次電 壓66KV及以上容量8MVA及以上1年一次電 壓66KV及以下容量8MVA及以下自行規(guī)定互感器電 壓66KV及以上（13）年 一次套管 必要時注：制造廠規(guī)定不取樣的全密封互感 器，一般在保證期內不做檢測。在超過保證期后，應在不破壞密封的情況下取樣分析應使用密封良好的玻璃注射器取油樣。當注射器充有油樣時，芯子能按油體積隨溫度的變化自由滑 動，使內外壓力

21、平衡。6.1.3 取油樣的方法從設備中取油樣 的全過程應在全密封的狀態(tài)下進行，油樣不得與空氣接觸。對電力變壓器及電抗器，一般可在運行中取樣。對需要設備停 電取樣時，應在停運后盡快取樣。對可能產生負壓的密封設備，禁止在負壓下取樣，以防止負壓進氣。設備的取樣閥門 應配上帶有小嘴的連接器，在小嘴上接軟管。取樣前應排除取樣管路中及取樣閥門內的空氣和“死油”，所用的膠管應盡可能的短，同時用設備本體的油沖洗管路 （少油量設備可不進行此步驟）。取油樣時油流應平緩。用注射器取樣時，最好在注射器與軟管之間接一小型金屬三通 閥，如圖1所示。按下述步驟取樣：將“死油”經三通閥排掉；轉動三通閥使少量油進入注

22、射器；轉動三通閥并推 壓注射器芯子，排除注射器內的空氣和油；轉動三通閥使油樣在靜壓力作用下自動進入注射器（不應拉注射器芯子，以免吸入空氣或對油樣脫氣）。當取到足夠的油 樣時，關閉三通閥和取樣閥，取下注射器，用小膠頭封閉注射器（盡量排盡小膠頭內的空氣）。整個操作過程應特別注意保持注射器芯子的干凈，以免卡塞。6.2 從氣體繼電器放氣嘴取氣樣6.2.1 概述當氣體繼電器 內有故障氣體聚集時，應取氣樣進行色譜分析。這些氣體的組分和含量是判斷設備是否存在故障及故障性質的重要依據(jù)之一。為減少不同組分有不同回溶率的影響， 必須在盡可能短的時間內取出氣樣，并盡快分析。6.2.2 

23、取氣樣的容器應使用密封良 好的玻璃注射器取氣樣。取樣前應用設備本體油潤濕注射器，以保證注射器潤滑和密封。6.2.3 取氣樣的方法取氣樣時應在 氣體繼電器的放氣嘴上套一小段乳膠管，乳膠管的另一頭接一個小型金屬三通閥與注射器連接（要注意乳膠管的內徑，乳膠管、氣體繼電器的放氣嘴與金屬三通閥連 接處要密封）。操作步驟和連接方法如圖1所示：轉動三通閥，用氣體繼電器內的氣體沖洗連接管路及注射器（氣體量少時可不進行此步驟）； 轉動三通閥，排空注射器；再轉動三通閥取氣樣。取樣后，關閉放氣嘴，轉動三通閥的方向使之封住注射器口，把注射器連同三通閥和乳膠管一起取下來，然后再取 下三通閥，立即該用小膠頭封住

24、注射器（盡可能地排盡小膠頭內的空氣）。取氣樣時應注意 不要讓油樣進入注射器并注意人身安全。   6.3 樣品的保存和運輸油樣和氣樣應盡快進行分析，為避免氣體逸散，油樣保存期不得超過4d,氣樣保存期應更短些。在運輸過程及分析前的放置時間內，必須保證注射器的芯子不卡澀。油樣和氣樣都必 須密封和避光保存，在運輸過程中應盡量避免劇烈振蕩。油樣和氣樣空運時要避免氣壓變化的影響。6.4 樣品的標簽取樣后的容器應 立即貼上標簽。推薦的標簽格式見附錄A（標準的附錄） 7       

25、;  從油中脫出溶解氣體7.1 脫氣方法分類利用氣相色譜法分析油中溶解氣體，必須將溶解的氣體從油中脫出來，再注入色譜儀進行組分和含量 的分析。目前常用的脫氣方法有溶解平衡法和真空法兩種。根據(jù)取得真空的方法不同，真空法又分為水銀托里托利真空法和機械真空法兩種。常用的是機械真空法。機械真空法屬 于不完全的脫氣方法，再油中溶解度越大的氣體脫出率越低，而在恢復常壓的過程中氣體都有不同程度的回溶。溶解度越大的組分回溶越多。不同的脫氣裝置或同一 裝置采用不同的真空度，將造成分析結果的差異。因此使用機械真空法脫氣，必須對脫氣裝置的脫氣率進行校核。7.2 脫氣裝置的密封性脫氣裝置

26、應保證 良好的密封性，真空泵抽氣裝置應接入真空計以監(jiān)視脫氣前真空系統(tǒng)的真空度（一般殘壓不應高于40Pa），要求真空系統(tǒng)在泵停止抽氣的情況下，在2倍脫氣所需的時間內殘壓無顯著上 升。用于溶解平衡法的玻璃注射器，應對其密封性進行檢查。 7.3 脫氣率為了盡量減少因脫氣這一操作環(huán)節(jié)所造成的分析結果的差異， 使用不完全脫氣方法時，應測出所使用的脫氣裝置對每種被測氣體的脫氣率，并使用脫氣率將分析結果換算到油中溶解的各種氣體的實際含量。各組分脫氣率i的定義是ig，i/o，i         

27、60;                                （1） 式 中：g，i脫出氣體中某組分的含量，L/Lo，i油樣中原有某組分的含量，L/L可用已知各組 分的濃度的油樣來校核脫氣裝置的脫氣率。因受油的粘度，溫度，大氣壓力等因素的影響，脫氣率一般不容易測準。即使是

28、同一臺脫氣裝置，其脫氣率也不會是一個 常熟，因此，一般采用多次校核的平均值。7.4 常用的脫氣方法7.4.1 溶解平衡法機械振蕩法溶解平衡法目 前使用的是機械振蕩方式，其重復性和再現(xiàn)性能滿足要求。該方法的原理是：在恒溫條件下，油樣在和洗脫氣體構成的密閉系統(tǒng)內通過機械振蕩，使油中溶解氣體在 氣、液兩相達到分配平衡。通過測試氣相中各組分濃度，并根據(jù)平衡原理導出的奧斯特瓦爾德（Ostwald）系數(shù)計算出油中溶解氣體各組分濃度。奧斯特瓦爾德系數(shù)定義為：KiCo,i/Cg,i         &

29、#160;                  （2） 式中：Co,i在 平衡條件下，溶解在油中組分i的濃度，L/L      Cg,i在 平衡條件下，氣相中組分i的濃度，L/LKi組分i的奧斯特瓦爾德系數(shù)各種氣體在礦 物絕緣油中的奧斯特瓦爾德系數(shù)見表3. 奧斯特瓦爾德系數(shù)與所涉及到的氣體組分的實際分壓無關，而且假設氣相和液相出在相同溫度下。由 此引起的誤差將不會影響判

30、斷結果。表3 各種氣體在礦物絕緣油中的奧斯 特瓦爾德系數(shù)Ki標準溫度，H2N2O2COCO2CH4C2H2C2H4C2H6GB/T 17623-19981）500.060.090.170.120.920.391.021.462.30IEC 60599-19992）200.050.090.170.121.080.431.201.702.40500.050.090.170.121.000.400.901.401.801）       國產油測試的平均值2）      

31、這是從國際上幾種最常用的牌號的變壓器油得到的一些數(shù)據(jù)的平均值。實際數(shù)據(jù)與表中的這些數(shù)據(jù)會有些不 同，然而可以使用上面給出的數(shù)據(jù)，而不影響從計算結果得出結論 7.4.2   真空法變徑活塞泵全脫氣法真空法變徑 活塞泵全脫氣法是利用大氣壓與負壓交替對變徑活塞施力的特點（活塞起了類似托普勒泵中水銀反復上下移動，多次擴容脫氣、壓縮集氣的作用），借真空與攪拌作 用并連續(xù)補入少量氮氣（或氬氣）到脫氣室，使油中溶解氣體迅速析出的洗脫技術。此技術可加速氣體轉移，克服了集氣空間死體積對脫出氣體收集程度的影響，提 高了脫氣率，實現(xiàn)了以真空法為基本工作原理的全脫氣。7.5 脫

32、氣裝置的操作要點脫氣這一環(huán)節(jié)是油中溶解氣體分析結果差異的主要來源。故要達到本導則第8.6所要求的平行試驗的一致性，必須首先保證脫氣結果的重復性。因脫氣裝置的結 構不同，容量不同，故而對用油量不作統(tǒng)一規(guī)定，但同一裝置的每次試驗應盡可能地使用同樣的油量。必須測出使用油樣的體積與脫出氣體的體積，至少精確到兩位 有效數(shù)字。為了提高脫氣效率和降低測試的最小檢知濃度，對真空脫氣法一般要求脫氣室體積和進油樣體積相差越 大越好。對溶解平衡法，在滿足分析進樣量要求的前提下，應注意選擇最佳的氣、液兩相體積比脫氣裝置應與取 樣容器連接可靠，防止進油時帶入空氣。氣體自油中脫出后應盡快轉移到儲氣瓶或玻璃注射器中去，以免

33、氣體與脫過氣的油接觸時，因各組分 有選擇性地回溶而改變其組成。脫出的氣樣應盡快進行分析，避免長時間地儲存而造成氣體逸散。要注意排凈前一 個油樣在脫氣裝置中的殘油和殘氣，以免故障氣含量較高的油樣污染下一個油樣。8         氣體分析方法8.1 分析對象從油中得到的溶解氣體的氣樣及從氣體繼電器所取的氣樣， 均用氣相色譜儀進行組分和含量的分析。分析對象為：氫（H2）；甲烷（CH4）;乙烷（C2H6）;乙烯（C2H4）;乙炔（C2H2）；一氧化碳（CO）；二氧化碳（CO2）。一般對丙烷（C3H8）、丙烯（C

34、3H6）、丙炔（C3H4）（以上三者統(tǒng)稱為C3）不要求作分析。在計算總烴含量時，不計C3的含量。如果已經分析出結果來，應做記錄，積累數(shù)據(jù)。氧（O2）、氮（N2）雖不 作判斷指標，但可作為輔助判據(jù)，對其應盡可能地分析。8.2 對氣相色譜儀的要求表4 色譜儀的最小檢知濃度L/L氣體組分最小檢知濃度C2H20.1H25CO20CO230氣相 色譜儀應滿足下列要求：a）      色譜柱對所檢測組分的分離度應滿足定量分析要求b）      儀器基線穩(wěn)定，有足夠的靈敏度。對油中溶解氣體

35、各組分的最小檢知濃度見表4.c）       用轉化法在氫火焰離子化檢測器上測定CO、CO2時，應對鎳觸媒將CO、CO2轉化為甲烷的轉化率作考察。可能影響轉化率的因素是鎳觸媒的質量、轉化溫度和色譜柱容量。推薦適合上述 分析要求的氣相色譜儀流程圖舉例見表5  表5 色譜儀流程圖舉例序號典型流程圖說明1 一次進樣，針 閥調節(jié)分流比TCD：檢測H2、O2（N2）FID1：檢測烴類氣體FID2：檢測CO、CO22       

36、0; 8.3 符號標志本章中使用下述符號標志：Ai -組分i在積分儀上給出的峰面積，V·S；Ai,s外標物組分i在積分儀上給出的峰面積，V·S；Ci油 中組分i的濃度，L/L；Ci，s外標物組分i的濃度，L/L；Ci，g被測氣體中組分i的濃度，L/L；ki組 分I的奧斯特瓦爾德系數(shù)；p脫出氣體的壓力（脫氣時的大 氣壓），kP；t試驗時的室溫，Vg脫出氣體在壓力為101.3Mpa、溫度為20時的體積，mL；Vg脫出氣體在試驗壓力下，溫度為t時的實測體積，mL；V”g試驗壓力下，50時的平衡氣體體積，mL；Vo被脫氣油在溫度為20時的體積，mL；Vo被脫氣油

37、在溫度為t時的實測體積，mL；V”o被脫氣油在溫度為50時的體積，mL；Vd自配標準氣樣時所用底氣體積，mL；Vi,s 自配標準氣樣時所取純組分i氣體的體積，mL；i脫氣裝置對組分i的脫氣率。 8.4 氣體分析步驟8.4.1 進樣通常使用注射器進樣。應選擇氣密性好并經過校準的注射器，以保證良好的進樣體積的準確性。對懷疑 有故障的設備，至少應兩次進樣，取其平均值。8.4.2 儀器的標定用外表法對各 組分進行定性和定量分析。用測量每個組分的保留時間對各組分定性。用測量其色譜峰面積或峰高進行定量。影響色譜儀靈敏 度的因素有很多，為保證測試結果的準確性，應在儀器

38、穩(wěn)定的情況下，在分析的當天，用外標氣樣進行兩次標定，取其平均值。兩次標定的誤差應符合8.6的要求。對外標氣樣的要求如下：a）      有國家計量部門認證的單位專門配置并經準確標定的混合氣樣。b）      對各測定組分有適當濃度【標準氣樣的參考濃度范圍見附錄D（提示的附錄）】c）       在有效期內使用。自配標準氣是指用已知濃度的“純”氣樣自行配制的“標準” 氣樣。一般用于對氫氣的標定。自配標準氣樣可以用特制的大容量配氣瓶或100

39、ml玻璃注射器。以載氣為底氣，注入定量的“純氣”，混合均勻后即可使用。配氣用的所有容器及注射器的真實容積都必須用蒸餾水稱重法精確校 準。配好的氣樣一般不宜在配氣容器中長時間儲存，以免因氣體逸散而影響標定的準確性。自配標準氣樣的 濃度按下式計算： Ci，sVi,s/ （Vd+ Vi,s）×106                    （3）為了提高分析的準確度，除氫以外，一律采用混合標準氣

40、樣進行標定。用注射器進樣時，儀器的標定和組分測定必須用同一注射 器，并且進樣體積應相同，以減少誤差。8.4.3 色譜峰面積的測量各組分峰面積 最好用積分儀測量，也可以用測量峰高和半高峰寬來計算。為保證半高峰寬測量的準確性，應采用較快的記錄紙速，并最好采用讀書放大鏡。如果同一組分的半高峰 寬在標定氣體和所分析的樣品濃度范圍內變化不大，則可以只測量若干個該組分的半高峰寬，以其平均值作為計算的依據(jù)。在使用工作站 積分儀測量峰面積時，應注意色譜峰處理參數(shù)設置要合理，要定期用外標氣樣校驗保留時間。8.4.4 分析結果的表示方法a）    

41、60; 油中溶解氣體分析結果，用在壓力為101.3Kpa、溫度為20下每升油中所含個氣體組分的 微升數(shù)（L/L）來表示。氣體繼電器中的氣體分析結果，用在壓力為101.3Kpa、溫度為20下每升氣體中所含個氣體組分的微升數(shù)（L/L）來表示。b）      分析結果的記錄符號：“0”表示未測出數(shù)據(jù)“”表示對該組分未作分析。c）實測數(shù)據(jù)記錄兩位有效數(shù)字d） 對脫出的氣體，應換算到壓力為101.3kpa，溫度為20時的體積Vg。換算公式為：        

42、0;        Vg= Vg×p/101.3×293/（273t）    （4）e）對所用油樣的體積也應換算到壓力為101.3kpa，溫度為20時的體積Vo。換算公式為：Vo= Vo10.0008（20t）式中：0.0008油樣的熱膨脹系 數(shù)。8.5 分析結果的計算8.5.1 計算各組分濃度：采用混合標氣時：即外標物與被測組分一致時，采用下式計 算各組分濃度Ci：Ci1/i×Vg/ Vo×Ai/ Ai,s×Ci，s

43、0;       （6）8.5.2 溶解平衡法計算方法a）      將室溫、試驗壓力下平衡的氣體體積Vg校正到50、試驗壓力下的體積V”g：V”gVg×323/（273t）            （7）b）      將室溫、試驗壓力下的油樣體積Vo校正到50、試驗壓力下的體積V”o：V”oVo10.000

44、8（50t）         （8）C）按下式計算油中溶解氣體各組分 濃度：Ci0.929×p/101.3×Ci，s×Ai/ Ai,s（kiV”g/ V”o） （9）式中：0.929油樣中溶解氣體從50校正到20時的校正系數(shù)。8.5.3 真空法計算法a）按式（4）將在試驗壓力下，溫度時的氣體 體積Vg校正到壓力為101.3kpa、溫度為20下的體積Vg。b）按式（5）將在試驗壓力下，溫度時的油樣體積Vo校正到壓力為101.3kpa、溫度為20下的體積Vo。c）

45、60;計算油中溶解氣體各組分的濃 度CiCi，s×Ai/ Ai,s×Vg/Vo                      （10）8.5.4 氣體繼電器中氣體濃度的計算方法分析氣體繼電器中的游離氣體時，采用下式計算各組分氣體濃 度Ci，g：Ci，gCi，s×Ai/ Ai,s      &#

46、160;                     （11）8.6 試驗結果的重復性和再現(xiàn)性本試驗方法從 取油樣到取得分析結果之間操作環(huán)節(jié)較多，應力求減少每個操作環(huán)節(jié)可能帶來的誤差。對同一氣樣的多 次進樣的分析結果，應在其平均值的1.5以內（可以C2H4為代表）。應檢驗配氣裝置及操作方法的重復性，要求配氣結果的重復性在平均值的2.5以內。對分析結果的重復性和再現(xiàn)性的要求是：同一試驗室的兩個

47、平行試驗結果，當C2H2含量在5L/L以下時，相差不應大于0.5L/L；對于其他氣體，當含量在10L/L以下時，相差不應大于1L/L；當含量在10L/L以上時，不應大于平均值的10。不同試驗室間的平行試驗結果相差不應大于平均值的30。8.7 檢測油中溶解氣體的其他儀 器8.7.1便攜式檢測儀便攜式檢測儀便 于現(xiàn)場運行人員及時了解設備油中溶解氣體的狀況，作為進一步試驗或檢測的基礎。當要求準確地確 定氣體組分和含量時，要在實驗室用氣相色譜儀進行分析8.7.2在線式監(jiān)測儀在線檢測有利于隨時監(jiān)視油中溶解氣體含量，當設備出現(xiàn)異常時可及時聲光報警。常用的在線監(jiān) 測儀根據(jù)測量對象，可分為三種類型：測氫氣、測

48、總可燃氣體（氫、一氧化碳和總烴之和）和測烴類氣體各組分。在線監(jiān)測儀應能 長期穩(wěn)定運行，避免誤報警。對在線監(jiān)測儀應定期進行標定。所有的在線監(jiān)測 儀在出現(xiàn)聲光報警時，都必須由實驗室氣相色譜儀分析電氣設備油中溶解氣體的組分和含量，再進行進一步判斷。 9         故障的識別9.1 概述正常運行時，充油電氣設備內部的絕緣油和有機絕緣材料，在熱和電的作用下，會逐漸老化和分解，產 生少量的各種低分子烴類氣體及一氧化碳、二氧化碳等氣體。在熱和電故障的情況下，也會產生這些氣體。這兩種來源的氣體在技術上不能

49、分離，在數(shù)值上也沒有嚴 格的界限。而且與負荷、溫度、油中的含水量、油的保護系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)，以及取樣和測試的許多可變因素有關。因此在判斷設備是否存在故障及其故障的嚴重程度 時，要根據(jù)設備運行的歷史狀況和設備的結構特點以及外部環(huán)境等因素進行綜合判斷。有時設備內并不存在故障，而由于其他原因，在油中也會出現(xiàn)上述氣體，要注 意這些可能引起誤判斷的氣體來源（見4.3）此外，還應注意油冷卻系統(tǒng)附屬設備（如潛油泵）的故障產生 的氣體也會進入到變壓器本體的油中。表6 對出廠和新投運的設備氣體含量的要求        

50、60;     L/L      9.2 出廠和新投運 的設備氣體變壓器和電抗器互 感器套管氫<10<50<150乙炔000總烴<20<10<10對新出廠和新投運的變壓器和電抗器要求為：出廠試驗前后的兩次試驗結果，以及投運前后的兩次分析 結果不應有明顯的區(qū)別。此外，氣體含量應符合表6的要求。9.3 運行中設備油中溶解氣體的注意值9.3.1 油中溶解氣體組分含量注意值運行中設備內部油中氣體含量超過表7和表8所列數(shù)值時，應引起注意。 

51、表7（a）變壓器、電抗器和套管油中溶解氣體含量的注意值      L/L設備氣體組分含量330kv及以上220kv及以下變壓器和電抗器總烴150150乙炔15氫150150一氧化碳（見10.3）（見10.3）二氧化碳（見10.3）（見10.3）套管甲 烷100100乙 炔12氫500500注：1.       該表所列不適用于從氣體繼電器放氣嘴取出的氣樣（見第11章）2.       關于330kv及以上電抗器的判斷方法 見第

52、9.3.1b                 表8 電流互感器和電壓互感器油中溶解氣體含量的注意值       L/L設備氣體組分含量220kv及以上110kv及以下電流互感器總烴100100乙炔12氫150150電壓互感器總 烴100100乙 炔23氫150150        

53、; 在識別設備是否存在故障時，不僅要考慮油中溶解氣體含量的絕對值，還應注意：a）              注意值不是劃分設備有無故障的唯一標準。當氣體濃度達到注意值時，應進行追蹤分析，查明原因。b）              對330kv及以上的電抗器，當出現(xiàn) 痕量（小于1L/L）乙炔時也應引起注意；如氣體分析已出現(xiàn)異常，但判

54、斷不至于危及繞組和鐵芯安全時，可 在超過注意值較大的情況下運行c）              影響電流互感器和電容式套管油中氫氣含量的因素較多（見4.3），有的氫氣含量雖低于表中的數(shù)值，但有增長趨勢，也應引起注意；有的只有氫氣含量超過表中數(shù)值，若無明顯增長趨勢，也可判斷為正常。d）              注意區(qū)別非故障情況下的氣體來源

55、，進行綜合分析（見4.3）9.3.2 設備中氣體增長率注意值僅僅根據(jù)分析結 果的絕對值是很難對故障的嚴重性做出正確判斷的。因為故障常常以低能量的潛伏性故障開始，若不及時采取相應措施，可能會發(fā)展成較嚴重的高能量的故障。因 此，必須考慮故障的發(fā)展趨勢，也就是故障點的產氣速率。產氣速率與故障能量消耗大小、故障部位、故障點的溫度等情況有直接關系。推薦下列兩種 方式來表示產氣速率（未考慮氣體損失）a）絕對產氣速率：即每運行日產生某種氣體的平均值，按下式計算：a（Ci，2Ci，1）/ t×m/        

56、;                               （12）式中：a絕對產氣速率，mL/d;Ci，2第二次取樣測得油中某氣體濃度，L/L;Ci，1第一次取樣測得油中某氣體濃度，L/L;t二次取樣時間間隔中的實際運行時間，dm設備總油量，t；油的密度，t/m3.變壓器和電抗器絕對產氣速率的

57、注意值如表9所示。b）相對產氣速率，即每運行月（或 折算到月）某種氣體含量增加原有值的百分數(shù)的平均值，按式（13）計算：r（）（Ci，2Ci，1）/ Ci，1×1/t×100                    （13）式中：r相對 產氣速率，/月Ci，2第二次取樣測得油中某氣體濃度，L/L;Ci，1第一次取樣測得油中某氣體濃度，L/L;t二次取樣時間間隔中的實際運行時間，月表9 絕對

58、產氣速率的注意值 mL/d氣體組分開放式隔膜式總烴612乙炔0.10.2氫510一氧化碳50100二氧化碳100200注：當產氣速率達到注意值 時，應縮短檢測周期，進行追蹤分析。 相對產氣速率也可以用來判斷充油電氣設備內部的狀況。總烴的相對產氣速率大于10時，應引起注意。對總烴起始含量很低的設備，不宜采用此判據(jù)。產氣速率在很大 程度上依賴于設備類型、負荷情況、故障類型和所有絕緣材料的體積及老化程度，應綜合這些情況進行綜合分析。判斷設備狀況時，還應考慮到呼吸系統(tǒng)對氣體的逸 散作用對懷疑氣體含量有緩慢增長趨勢的設備，使用在線監(jiān)測儀隨時監(jiān)視設備的氣體增長情況是有益的，以便 監(jiān)視故

59、障發(fā)展趨勢。 10     故障類型的判斷10.1 特征氣體法根據(jù)第4章所述的基本原理和表1所列的不同故障類型產生的氣體可推斷設備的故障類型。10.2    三比值10.2.1 在熱動力學和實踐的基礎上，推薦 改良的三比值（五種氣體的三種比值）作為判斷充油電氣設備故障類型的主要方法。改良三比值法是三比值以不同的編碼表示，編碼規(guī)則和故障類型判斷方法見表10和表11.           &

60、#160;    表10 編碼規(guī)則氣體比值范圍比值范圍的編碼C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6<0.10100.1<11000.1<31210.1222利用三比值的另 一種判斷故障類型的方法，是溶解氣體分析解釋表和解釋簡表見附錄E（提示的附錄）。10.2.2 三比值法的應用原則：a）只有根據(jù)氣體各組分含量的注意值或氣體增長率的注意值有理由判斷設備可能存在故障時，氣體比值才 是有效的，并應予計算。對氣體含量正常，且無增長趨勢的設備，比值沒有意義。b）假如氣體的比值與以前的不同，可能有新的故障重疊在老故障和正常老化上

61、。為了得到僅僅相應于新故障的氣體比值，要從最后一次的分析結果 中減去上一次的分析數(shù)據(jù)，并重新計算比值（尤其是在CO和CO2含量 較大的情況下）。在進行比較時，要注意在相同的負荷和溫度等情況下和在相同的位置取樣。c） 由于溶解其他分析本身存在的誤差試驗，導致氣體比值也存在某些不確定性。利用本導則所述的方法分 析油中溶解氣體結果的重復性和再現(xiàn)性見8.6。對氣體濃度大于10L/L的氣體，兩次的測試誤差不應大于平均值的10，而在計算氣體比值時，誤差提高到20。當氣體濃度低于10L/L時，誤差 會更大，使比值的精確度迅速降低。因此在使用比值法判斷設備故障性質時，應注意各種可能降低精確度的因素。

62、尤其是正常值普遍較低的電壓互感器、電流互感器 和套管，更要注意這種情況。  表11 故障類型判斷方法編碼組合故障類型判斷故障實例（參考）C2H2/C2H4CH4/H2C2H4/C2H6001低溫過熱（低于150）絕緣導線過熱，注意CO和CO2的含 量以及CO2/CO值20低溫過熱（150300）分接開關接觸不良，引起夾件螺絲松動或接頭焊接不良，渦流引起銅過熱，鐵芯漏磁，局部短路，層間 絕緣不良，鐵芯多點接地等21中溫過熱（300700）0，1，22高溫過熱（高于700）10局部放電高濕度，高含氣量引起油中低能量密度的局部放電20，10，1，2低能放電引線對電位未固

63、定的部件之間 連續(xù)火花放電，分接抽頭引線和油隙閃絡，不同電位之間的油中火花放電或懸浮電位之間的火花放電20，1，2低能放電兼過熱10，10，1，2電弧放電線圈匝間、層間短路，相間閃絡、分接頭引線間油隙閃絡、 引起對箱殼放電、線圈熔斷、分接開關飛弧、因環(huán)路電流引起對其他接地體放電等20，1，2電弧放電兼過熱 10.3 對一氧化碳和二氧化碳的判斷當故障涉及到固體絕緣時，會引起CO和CO2含量的明顯增長。根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計資料，固體絕緣的正常老化過程與故障情況下的劣化分解，表現(xiàn)在CO和CO2的含量上，一般沒有嚴格的界限，規(guī)律也不明顯。這主要是由于從空氣中吸收的CO2、固體絕緣老化及油

64、的長期氧化形成CO、CO2的基值過高造成的。開放式變壓器溶解空氣的飽和量為10，舍貝里可以含有來自空氣中的300L/L的CO2。在 密封設備里，空氣也可能經泄露而進入設備油中，這樣，有油中的CO2濃度 將以空氣的比率存在。經驗證明，當懷疑設備固體絕緣材料老化時，一般CO2/CO>7。當懷疑故 障涉及到固體絕緣材料時（高于200），可能CO2/CO<3,必要時， 應從最后一次的測試結果中減去上一次的測試數(shù)據(jù)，重新計算比值，以確定故障是否涉及到了固體絕緣。當懷疑紙或紙板 過度老化時，應適當?shù)販y試油中糠醛含量，或在可能的情況下測試紙樣的聚合度。10.4 判斷故障類型的其他方法10.4.1

65、 比值O2/N2一般在油中都溶解有O2和N2，這是 油在開放式設備的儲油罐中與空氣作用的結果，或密封設備泄露的結果。在設備里，考慮到O2和N2的相對 溶解度，油中O2/N2的比值反映空氣的組成，接近0.5.運行中由于油的氧化或紙的老化，這個比值可能降低，因為O2的消 耗比擴散更迅速。負荷和保護系統(tǒng)也可能影響這個比值。但當O2/N2<0.3時，一般認為是出現(xiàn)氧被極度消耗的跡象。10.4.2 比值C2H2/H2在電力變壓器 中，有載調壓操作產生的氣體與低能量放電的情況相符。，假如某些油或氣體在有載調壓油箱與主油箱之間想通，或各自的儲油罐之間想通，這些氣體可能污染主油 箱的

66、油，并導致誤判斷。主油箱中C2H2/H2>2，認為是有載調壓污染的跡象。這種情況可利用比較主油箱和儲油罐的油中溶解氣體濃度來確定。氣 體比值和乙炔濃度值依賴有載調壓的操作次數(shù)和產生污染的方式（通過油或氣）。10.4.3氣體比值的圖示法利用氣體的三比值，在立體坐標圖上建立的立體圖示法可方便地直觀不同類型故障的發(fā)展趨勢。利用CH4、C2H2和C2H4的相對含量，在三角形坐標圖上判斷故障類型的方法也可輔助這種判斷。見附錄F（提示的附錄）。10.5 判斷故障的步驟10.5.1 出廠前的設備按9.2的規(guī)定進行比較，并注意積累數(shù)據(jù)。當根據(jù)試驗結果懷疑有故障時，應結合其他檢查性試驗進行綜合判斷。10.5.2 運行中的設備a）將試驗結果的幾項主要指標（總 烴、甲烷、乙炔、氫）與表7和表8列出的油中溶解氣體含量注意值作 比較，同時注意產氣速率，與表9