充油電氣設(shè)備油中溶解氣體總體分析和診斷

1、充油電氣設(shè)備油中溶解氣體總體分析和診斷色譜是一種物理的分離技術(shù)，其分離原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配。當(dāng)氣體為流動(dòng)相時(shí)稱為氣相色譜。氣相色譜是以氣體為流動(dòng)相（載氣），采用沖洗法的柱色譜分離技術(shù)。氣相色譜法的一般流程主要包括三部分：載氣系統(tǒng)、色譜柱、檢測(cè)器色譜峰的位置即保留時(shí)間是色譜定性的依據(jù)，色譜峰的高度或面積是色譜定量的依據(jù)。氣相色譜的基本理論：塔板理論、速率理論一、氣相色譜儀及部件1、氣源2、色譜儀3、脫氣裝置4、色譜工作站5、分析條件選擇1、氣源系統(tǒng) 氣源是氣相色譜儀載氣和輔助氣的來源，它通常由高壓氣體鋼瓶、氣體發(fā)生器、減壓閥和凈化器等組成。 氣體鋼瓶 氣體發(fā)生器 凈化器 使用高

2、壓氣體鋼瓶的優(yōu)點(diǎn)是種類齊全，壓力穩(wěn)定，純度較高，安裝容易，更換方便。缺點(diǎn)是運(yùn)輸、保存、使用必須建立一套安全措施，以防止發(fā)生事故。載氣純度不得低于99。99 氣相色譜儀對(duì)各種氣體的純度要求較高，這是因?yàn)闅怏w中的雜質(zhì)會(huì)使檢測(cè)器的噪聲增大，還對(duì)色譜柱的性能有影響。因此，實(shí)際工作中要在氣源與儀器之間連接氣體凈化裝置用于除去H2O、O2、有害的有機(jī)物、灰塵和機(jī)械雜質(zhì)等。常用凈化劑和處理方法 活性炭：主要用于去除氣體中的硫化物、油等有機(jī)雜質(zhì)?；钚蕴坑?60下烘烤2小時(shí)即可恢復(fù)活性。 變色硅膠：主要用于去除氣體中的水份。當(dāng)顏色變紅時(shí)，就要進(jìn)行活化，方法是在烘箱中140左右加熱烘干。 5A分子篩：主要用于去除

3、氣體中的微量水份、CO2、SO2、和烴類雜質(zhì)氣。 注意事項(xiàng)：在更換凈化劑時(shí)要除去填料中的粉末，在重新裝填凈化管前首先要塞一些脫脂棉，以避免微小顆粒被氣體帶入色譜系統(tǒng)，造成氣路堵塞；重新安裝好凈化管后要進(jìn)行查漏試驗(yàn)。2、色譜儀系統(tǒng) 色譜儀系統(tǒng)包括：氣路控制系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測(cè)器、電路系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄與處理系統(tǒng)（色譜工作站）。 作用：為色譜柱系統(tǒng)和檢測(cè)器的正常工作提供穩(wěn)定的載氣和檢測(cè)器必需的燃?xì)?、助燃?xì)庖约坝嘘P(guān)輔助氣。主要包括： 開關(guān)閥、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、針形閥、氣阻、氣體流速的指示與測(cè)量（包括壓力表壓力傳感器數(shù)字流量計(jì)皂膜流量計(jì)）、氣體的密封管路、氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣器 進(jìn)樣口用于變

4、壓器油中溶解氣體分析時(shí)，由于是氣樣，常溫分析即可，無須加熱裝置。進(jìn)樣過程為樣品氣從上部注入，與載氣混合，從下部進(jìn)入色譜柱。 對(duì)進(jìn)樣口的要求是進(jìn)樣方便、密封性好、流動(dòng)性能好和死角小。、色譜柱 在柱色譜中，樣品的分離過程是在色譜柱中進(jìn)行的，因此，色譜柱是氣相色譜操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。色譜柱的分離效能主要取決于柱中固定相的選擇和填充工藝。同時(shí)色譜柱的種類、柱管材料、形狀、尺寸、安裝密封以及老化處理方法等對(duì)樣品的分離檢測(cè)也有較大影響。、轉(zhuǎn)化爐 由于FID對(duì)CO和CO2無響應(yīng)，所以需要通過轉(zhuǎn)化爐將CO和CO2轉(zhuǎn)化為CH4，再由FID檢測(cè)。 由于轉(zhuǎn)化爐使用時(shí)溫度較高，所以密封墊禁止使用橡膠墊，應(yīng)使用耐高溫的

5、石墨墊或紫銅墊等； 老化方法：老化時(shí)進(jìn)口要通80mL/min以上的氫氣，出口放空，在400條件下活化24小時(shí)。、電路系統(tǒng) 放大器：作用是將氫焰檢測(cè)器的微弱電流信號(hào)經(jīng)放大后變?yōu)殡妷盒盘?hào)。由于信號(hào)較弱，傳輸應(yīng)使用具有屏蔽層的同軸電纜線，另外放大器里應(yīng)加裝防潮的變色硅膠以防止放大器因受潮造成的噪音增大。 溫控系統(tǒng)：一般采用閉環(huán)反饋?zhàn)詣?dòng)控制結(jié)構(gòu)，由被控對(duì)象（如色譜柱箱）、加熱器件（如加熱絲）、檢測(cè)元件（如鉑電阻）、處理器（檢測(cè)分析電路）和控制器（如固態(tài)繼電器）組成，系統(tǒng)的基本工作原理是根據(jù)溫度偏差進(jìn)行控制，最終盡可能消除溫度偏差，使實(shí)際溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近。、檢測(cè)器 檢測(cè)器是氣相色譜儀的心臟部件，它的

6、功能是把隨載氣流出色譜柱的各種組分進(jìn)行非電量轉(zhuǎn)換，將組分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，便于記錄測(cè)量和處理。熱導(dǎo)檢測(cè)器 熱導(dǎo)實(shí)質(zhì)上是由參考臂和測(cè)量臂組成的惠斯登電橋。當(dāng)樣品進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，純載氣變成混合氣體，其熱導(dǎo)率發(fā)生變化，破壞了原有的熱平衡狀態(tài)，使熱絲的溫度發(fā)生變化，通過惠斯登電橋轉(zhuǎn)換成電壓變化，所得信號(hào)大小與組分的含量成正比關(guān)系。提高熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度的方法：1、在允許的工作電流范圍內(nèi)加大橋電流2、用熱導(dǎo)系數(shù)較大的氣體（如H2、He）作載氣。3、當(dāng)橋電流固定時(shí)，在操作條件許可的范圍內(nèi)，降低池體溫度。注意事項(xiàng)：1、通電前先通載氣、斷電后再斷載氣2、在滿足檢測(cè)靈敏度要求下，盡量減少橋，以延長(zhǎng)熱絲壽命3、整個(gè)系統(tǒng)不

7、能漏氣4、熱導(dǎo)溫度不能低于柱溫，防止樣品在池內(nèi)凝結(jié)氫火焰檢測(cè)器激發(fā)產(chǎn)生的離子在極間直流電場(chǎng)的作用下就定向移動(dòng)，形成了一種微弱電流，然后流經(jīng)高電阻取出電壓訊號(hào)。 氫焰檢測(cè)器以氫氣在空氣中燃燒生成的火焰為能源，當(dāng)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入火焰時(shí)，在火焰的高能作用下，被激發(fā)而產(chǎn)生離子，在火焰的上下電極（上部是收集極，下部是極化極）間施加一定電壓，形成電場(chǎng)，有機(jī)物在氫火焰中被氫火焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)收集器 信號(hào)桿 點(diǎn)火絲 極化極 噴嘴 底座 空氣進(jìn)口 氫氣進(jìn)口 氫焰本體提高氫焰檢測(cè)器靈敏度的方法：1、用N2作載氣2、在一定范圍內(nèi)增加氫氣和空氣的流量，但氫氣流量不能過大，一般是N2：H2：空氣1：1：103、維持收集極表面清

8、潔注意事項(xiàng)：1、離子頭必須潔凈，不得沾染有機(jī)物，必要時(shí)可用苯、酒精蒸餾水依次擦洗干凈2、在關(guān)機(jī)時(shí)要先熄火再退溫，以防止氫焰檢測(cè)器積水。3、使用的氣體必須凈化，管道也必須干凈，否則會(huì)引起基流增大，靈敏度降低。3、脫氣裝置通常采用振蕩脫氣裝置，對(duì)500kV主變的油，由于含氣量低可采用真空脫氣裝置。4、色譜工作站5、分析條件選擇在實(shí)際分析中，我們總是希望用較短的色譜柱、較短的時(shí)間得到較滿意的分析結(jié)果。載氣種類載氣流速載氣壓力固定相粒度范圍柱尺寸與形狀柱溫進(jìn)樣技術(shù)二、油中溶解氣體的氣相色譜分析1、取樣 2、脫氣3、油中氣體的色譜分析4、結(jié)果計(jì)算5、精密度 1、取樣1）樣品要有代表性，所取的必須是設(shè)備本

9、體中的油或繼電器（包括油面空間）中的氣2）從固定的取樣閥門處取樣3）取樣時(shí)需放完整個(gè)取樣管路中不循環(huán)的“死油”4）針對(duì)設(shè)備不同情況下的試驗(yàn)，應(yīng)考慮氣體在油中的擴(kuò)散過程。如：對(duì)試驗(yàn)以后的考核性取樣，應(yīng)考慮到延時(shí)作用，特別是套管，互感器類少油設(shè)備；變壓器保護(hù)動(dòng)作或事故以后，應(yīng)多次、最好多位置取樣。5） 對(duì)可能產(chǎn)生負(fù)壓的密封設(shè)備，應(yīng)在確定內(nèi)部正壓情況下取樣，因負(fù)壓取樣而進(jìn)氣后會(huì)影響設(shè)備安全。 2. 在取樣及保存的全過程中，應(yīng)避免受到干擾： 取樣閥門應(yīng)適合密封取樣，整個(gè)取樣過程應(yīng)在密封狀態(tài)下進(jìn)行，不與空氣接觸。 取樣容器采用密封試驗(yàn)合格的玻璃注射器，可采用儲(chǔ)存含氫油樣測(cè)定氫損失率來檢查注射器的嚴(yán)密性。

10、 取樣時(shí)先用被分析的油樣沖洗取樣管道、閥門和容器，避免剩余空氣或剩油的影響。 樣品取到后應(yīng)盡快作分析，特別是氣體樣品。油樣存放不超過4天（保存環(huán)境的溫差和氣壓變化不能過大）。 樣品需密封和避光保存。2、脫氣溶解平衡法（頂空取氣法）機(jī)械振蕩法其基本原理是分配定律和亨利定律。奧斯瓦爾德系數(shù)：在特定溫度（一般為20或50）和特定分壓（）下，氣液平衡時(shí)單位體積液體內(nèi)溶解的氣體體積數(shù)。它和氣體組分的性質(zhì)有關(guān)、和溫度存在函數(shù)關(guān)系、和油的化學(xué)組成與密度有關(guān)。真空法變徑活塞泵全脫氣法 水銀真空泵法（托普勒泵法）注意事項(xiàng)：作為加入的空白氣最好使用高純度載氣氣體轉(zhuǎn)移應(yīng)使用雙面針頭，減少空氣引起的誤差氣體自油中脫出

11、后，應(yīng)盡快轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)氣瓶或玻璃注射器中去，以免氣體回溶而改變其組成。要排凈前一個(gè)油（氣）樣在注射器中的殘油和殘氣，以免故障氣含量較高的油樣污染下一個(gè)油樣。取載氣的注射器先用載氣洗滌12次轉(zhuǎn)移氣都應(yīng)處于微正壓狀態(tài)，以防進(jìn)入空氣做含氣量分析，應(yīng)該用載氣清洗取樣針管、進(jìn)樣針三次，被針扎過的膠帽要用真空脂密封。3、油中氣體的色譜分析油中溶解氣體組分分析的對(duì)象一般包括永久性氣體（H2、O2、N2、CO、CO2）及氣態(tài)烴（CH4、C2H6、C2H4、C2H2）共9個(gè)組分。GB/T 7252-2001對(duì)色譜分析流程舉了三個(gè)例參比TCD進(jìn)樣色譜柱測(cè)量TCDNiFIDN2AirH2這是網(wǎng)公司系統(tǒng)用得比較多的深圳資

12、通的流程圖，采用的是一柱一針進(jìn)樣的流程標(biāo)定樣品定量分析是以標(biāo)氣標(biāo)定為基準(zhǔn)，采用外標(biāo)法。標(biāo)氣的有效期一般為一年。使用標(biāo)準(zhǔn)氣對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，注意標(biāo)氣要用進(jìn)樣注射器直接從標(biāo)氣瓶中取氣，而不能使用從標(biāo)氣瓶中轉(zhuǎn)移出的標(biāo)氣標(biāo)定，否則影響標(biāo)定結(jié)果。為了減少標(biāo)定誤差，最好使用二次標(biāo)定取平均值。進(jìn)樣用注射器進(jìn)樣時(shí)，儀器的標(biāo)定和組分測(cè)定必須用同一注射器，這樣可以保證進(jìn)樣體積相同，以減少誤差。進(jìn)樣時(shí)要防止油進(jìn)入進(jìn)樣口，可以在進(jìn)樣前將針頭擦一下進(jìn)樣膠墊要定期更換，防止漏氣進(jìn)樣要做到“三快”和“三防”三快：進(jìn)針要快，要準(zhǔn)；推針要快(針頭一插到底即快速推針進(jìn)樣，進(jìn)針后要壓緊進(jìn)樣注射器芯子)；取針要快(推樣后稍停頓一下立即

13、快速抽針，抽針時(shí)也要壓緊注射器芯以防反彈)。三防：防漏出或堵塞樣氣；防樣氣失真：不要在負(fù)壓下取氣樣，以免帶入空氣，減少注射器“死體積”影響，防止標(biāo)氣或樣品氣組分濃度大，對(duì)下一次進(jìn)氣樣的影響，防止使用過期標(biāo)氣或減壓閥里的殘余標(biāo)氣。防操作條件變化：標(biāo)氣與分析樣品所使用溫度、流量等操作條件要穩(wěn)定并使用同一注射器、同一進(jìn)樣量(要使用注射器定量卡) 等。5、精密度同一試驗(yàn)室的兩個(gè)平行試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性要求： GB/T 7252規(guī)定為：a. C2H25l/l時(shí)，相差不應(yīng)大于，其它氣體10l/l時(shí)，相差不應(yīng)大于1l/l；b. 氣體含量10l/l時(shí)，不應(yīng)大于平均值的10%。 GB/T 17623規(guī)定為：a. 氣

14、體濃度10l/l時(shí)，應(yīng)小于平均值的10%；b. 氣體濃度10l/l時(shí)，應(yīng)小于平均值的15%與該組分的最小檢測(cè)濃度2倍之和。 不同試驗(yàn)室間平行試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性要求： GB/T 7252規(guī)定： 結(jié)果相差不應(yīng)大于平均值的30%。 GB/T 17623規(guī)定： 氣體濃度10l/l時(shí)，相對(duì)偏差小于15%； 氣體濃度10l/l時(shí)，相對(duì)偏差小于30%。 準(zhǔn)確度驗(yàn)證方法：采用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)油樣的回收率來驗(yàn)證，一般要求回收率應(yīng)不低于90。三、故障診斷1、分析和診斷原理2、診斷依據(jù)3、診斷1、分析和診斷原理 分析依據(jù)：絕緣油和紙（紙板）的產(chǎn)氣原理 化學(xué)過程：油和紙的分解和裂解 物理過程：傳質(zhì)過程油中溶解氣體的來源空氣的溶解

15、正常運(yùn)行下產(chǎn)生的氣體正常運(yùn)行中變壓器內(nèi)絕緣油和材料由于受到電場(chǎng)、熱、濕度、氧的作用，隨運(yùn)行時(shí)間而發(fā)生緩慢的老化現(xiàn)象，除產(chǎn)生一些非氣態(tài)的劣化產(chǎn)物外，還會(huì)產(chǎn)生少量的氫、低分子烴和碳的氧化物等。故障運(yùn)行下產(chǎn)生的氣體絕緣油和紙（紙板）的產(chǎn)氣原理 化學(xué)過程：（1.絕緣油的分解（2.固體絕緣材料的分解 物理過程： 傳質(zhì)過程（1.氣泡的運(yùn)動(dòng)； （2.氣體分子的擴(kuò)散，溶解與交換； （3.氣體從油中析出與向外逸散過程。 （1.絕緣油的分解 絕緣油是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物。變壓器油溫不超過100，油不會(huì)產(chǎn)生烴類氣體。 油中存在電或熱故障的結(jié)果，可以使某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，通過復(fù)雜的化學(xué)

16、反應(yīng)迅速重新化合，形成氫氣和低分子烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔铮╔-蠟）。所形成的氣體溶解于油中，當(dāng)故障能量較大時(shí)，也可能聚集成游離氣體。碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔锟沙练e在設(shè)備油箱的內(nèi)壁或固體絕緣的表面。 油在熱解產(chǎn)氣時(shí)的一般規(guī)律是：所產(chǎn)生的烴類不飽和度隨裂解能量密度（溫度）的增加而增加，裂解產(chǎn)物的出現(xiàn)次序?yàn)椋和闊N 烯烴 炔烴 焦炭。 （2.固體絕緣材料的分解 紙、層壓板或木塊等纖維素絕緣材料分子內(nèi)含有大量的無水右旋糖環(huán)和弱的C-O鍵及葡萄糖甙鍵，它們的熱穩(wěn)定性比油中的C-H鍵要弱，即使沒有達(dá)到故障溫度，鍵也能被打開。聚合物裂解的有效溫度高于105。在

17、150以上，纖維素結(jié)構(gòu)中的化學(xué)結(jié)合水開始被脫除，有去H2反應(yīng)。部分氫氣與油中氧化合成水，導(dǎo)致進(jìn)一步水解。完全裂解和碳化的溫度高于300，在生成水的同時(shí)生成大量的CO、CO2和糠醛等呋喃化合物，大量烴類氣體是伴隨高溫下油分解而產(chǎn)生的。絕緣油熱解的產(chǎn)氣速率與熱力動(dòng)力學(xué)有關(guān)，影響反應(yīng)速度最關(guān)鍵的因素是溫度，一般油溫每升高10，反應(yīng)速度增加約24倍。油裂解時(shí)生成的任何一種烴類氣體，其產(chǎn)氣速率都隨溫度而變化，而且在一特定溫度下達(dá)到 它的最大值，隨著溫度的上升，最大值出現(xiàn)的順序是：甲烷、乙烷、乙烯、乙炔2.診斷依據(jù) （1.氣體累計(jì)性 （2.產(chǎn)氣速率 （3.氣體組分特征性 (4.故障類型與溶解氣體組分的關(guān)系

18、（3.不同故障時(shí)產(chǎn)生的不同特征氣體一般規(guī)律是：產(chǎn)生烴類氣體的不飽和度是隨著裂解溫度的增加而增加的，依次為烷烴烯烴炔烴。導(dǎo)則中附錄C表示了各組分氣體的分壓與溫度的關(guān)系。(4.故障類型與溶解氣體組分的關(guān)系 從設(shè)備故障現(xiàn)象來看，可分為過熱性故障和放電性故障兩大類。至于機(jī)械性故障，最終將以過熱性或放電性形式表現(xiàn)出來。進(jìn)水受潮也是一種內(nèi)部潛伏性故障，除早期發(fā)現(xiàn)，否則最終也會(huì)發(fā)展成放電性故障，甚至造成事故。過熱性故障：按發(fā)生的原因及部位可分為三類，接點(diǎn)和接觸不良、磁路故障、導(dǎo)體故障。其特征氣體是乙烯、甲烷，二者一般占總烴的80%以上。且隨故障點(diǎn)溫度的升高，乙烯比例增加，如高溫過熱，乙烯占總烴的比例平均值：

19、62.5%，甲烷只有27.3%。其次是乙烷和氫氣，乙烷一般不超總烴的20%，氫氣含量與熱源溫度關(guān)系密切，高、中溫時(shí)，氫氣占?xì)錈N的27%以下，而低溫過熱時(shí)，氫氣與氫烴之比高于27%-30%。一般過熱性故障，不產(chǎn)生乙炔。嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生微量，最大不超總烴的6%。當(dāng)涉及固體絕緣時(shí)，除產(chǎn)生上述氣體外，還產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳。 放電性故障放電性故障一般分為高能量放電，火花放電，局部放電等不同類型。高能量放電以線圈匝、層間絕緣擊穿多見，其次為引線斷裂或分接開關(guān)飛弧等故障。特征氣體為乙炔，氫氣，其次是大量的乙烯甲烷。乙炔一般占總烴20%-70%,氫氣占?xì)錈N的30%-90%，大多數(shù)情況下，乙烯大于甲烷?；鸹?/p>

20、放電，特征氣體也是乙炔和氫氣為主，因故障能量小，總烴不高，乙炔在總烴中占25%-90%，乙烯20%以下，氫氣占?xì)錈N的30%以上。局放放電，主要依放電能量密度不同而不同，一般烴總量不高，主要成份是氫氣其次是甲烷。氫氣占?xì)錈N的90%以上，甲烷占總烴90%以上，能量增高也可能出現(xiàn)乙炔，但占總烴之比小于2%，可依此區(qū)分局放和其它放電故障。受潮當(dāng)變壓器進(jìn)水受潮，油中水分和含濕雜質(zhì)容易形成“小橋”，或絕緣中有氣隙引起局放，產(chǎn)生氫氣，水在電場(chǎng)作用下電解也產(chǎn)生大量氫氣。即每克鐵產(chǎn)生升氫氣，使受潮設(shè)備中，氫氣在氫、烴中含的比例最高。因正常老化也產(chǎn)生少量甲烷，所以受潮設(shè)備中也有甲烷，但比例很少。局放和受潮；特征氣

21、體相同，且兩種異常易同時(shí)產(chǎn)生，從氣體特征難以區(qū)分，必要時(shí)應(yīng)測(cè)局放和微水。3.電氣設(shè)備的潛伏性故障診斷有關(guān)注意值的規(guī)定故障識(shí)別外界因素對(duì)油中氣體分析判斷的影響氣體繼電器集氣后游離氣體與油中氣體的平衡判據(jù)故障進(jìn)一步診斷的途徑（一）有關(guān)注意值的規(guī)定導(dǎo)則推薦的注意值有兩個(gè)方面：一是 特征氣體含量二是 產(chǎn)氣速率 1. 有關(guān)注意值的規(guī)定(1)運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部油中氣體含量注意值（見表1）（2）產(chǎn)氣率的注意值 絕對(duì)產(chǎn)氣率（注意值見表2） 相對(duì)產(chǎn)氣速率：表示某一設(shè)備已含有一定的氣體初始濃度，經(jīng)過一定的運(yùn)行時(shí)間后，計(jì)算出每月（或折算為日）某種氣體含量的增值占該氣體初始值的平均百分?jǐn)?shù)值?？砂聪率接?jì)算：式中：相對(duì)產(chǎn)氣速

22、率，%/月； 第二次取樣測(cè)得油中某氣體濃度，； 第一次取樣測(cè)得油中某氣體濃度，； 二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，月。相對(duì)產(chǎn)氣速率也可以用來判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部狀況，總烴的相對(duì)產(chǎn)氣速率大于10%時(shí)應(yīng)引起注意。對(duì)總烴起始含量很低的設(shè)備，不宜采用此判據(jù)。 (3) 如何對(duì)待注意值 注意值是表示當(dāng)達(dá)到這一水平值時(shí)應(yīng)引起注意的一個(gè)信號(hào)，也是對(duì)設(shè)備正?；蛴袘岩傻囊粋€(gè)粗略的篩選。這是因?yàn)橛椭腥芙鈿怏w的來源很多，僅僅根據(jù)氣體濃度的絕對(duì)值對(duì)設(shè)備下“正?！被颉肮收稀钡慕Y(jié)論是很不全面的。應(yīng)盡量防止故障設(shè)備的遺漏或盲目停運(yùn)，造成人力、財(cái)務(wù)的損失。一般對(duì)超過“注意值”的設(shè)備應(yīng)懷疑設(shè)備有異常，注意監(jiān)視氣體的增長(zhǎng)情況，并

23、查找氣體來源。氣體含量雖然低于“注意值”，但是產(chǎn)氣率高，也應(yīng)懷疑設(shè)備有異常。 新導(dǎo)則增加了不同氣體組分產(chǎn)氣速率的注意值。對(duì)于產(chǎn)氣速率超過“注意值”的設(shè)備，一方面應(yīng)繼續(xù)考察產(chǎn)氣速率的增長(zhǎng)趨勢(shì)，另一方面應(yīng)分析該設(shè)備運(yùn)行的歷史狀況、負(fù)荷情況、附屬設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，查找氣體來源。 特別指出的是，目前國(guó)內(nèi)變壓器油中氣體如H2、CO、CO2產(chǎn)氣速率的分布規(guī)律經(jīng)驗(yàn)還不多，至少應(yīng)認(rèn)識(shí)到，不同氣體組分的產(chǎn)氣率注意值并不能反映變壓器內(nèi)部是否存在故障的同等效應(yīng)，故障類型和嚴(yán)重程度仍然應(yīng)按特征氣體綜合判斷。如運(yùn)行中氫氣的單獨(dú)增長(zhǎng)，不能認(rèn)為一定是能被查找到的故障所致。CO、CO2產(chǎn)氣率還與變壓器投入運(yùn)行的年限有關(guān)。 IEC

24、推薦當(dāng)相對(duì)產(chǎn)氣速率10%/月時(shí)為嚴(yán)重故障。 相對(duì)產(chǎn)氣速率比較直觀，使用方便，但它只是一個(gè)比較粗略的衡量手段，沒有考慮到油量的影響。在設(shè)備運(yùn)行的初期，氣體含量的基值較低，相對(duì)產(chǎn)氣速率計(jì)算值就比較大，隨著基值的增大，如果產(chǎn)氣源穩(wěn)定，相對(duì)增量就會(huì)減少。也就是說，油量少或氣體濃度基值較低的設(shè)備，反映比較敏感；對(duì)于大油量設(shè)備，同樣的故障，相對(duì)產(chǎn)氣量就要小得多。但由于這個(gè)判據(jù)使用比較方便，仍可作為大型變壓器或氣體濃度基值很高的設(shè)備的輔助判據(jù)。（二） 故障識(shí)別特征氣體法三比值法關(guān)于CO和CO2判據(jù) 關(guān)于H2的產(chǎn)氣率O2/ N2比值的變化 關(guān)于放電特征氣體C2H 2 (1)特征氣體法 絕緣油的分解 固體絕緣材

25、料的分解 在油紙絕緣系統(tǒng)中，不同故障類型產(chǎn) 生的主要特征氣體和次要特征氣體 充油電氣設(shè)備的故障分類 在油紙絕緣系統(tǒng)中，不同故障類型產(chǎn)生的主要特征氣體和次要特征氣體可歸納為表3。TPRI 充油電氣設(shè)備的故障分類過熱故障 電故障 過熱故障：?jiǎn)为?dú)油裂解產(chǎn)生的氣體包括乙烯和甲烷，少量的氫和乙烷；如故障溫度不高，則氫、甲烷、乙烷較多；假如故障嚴(yán)重，或包括電場(chǎng)的作用效應(yīng)，也會(huì)生成痕量的乙炔。主要?dú)怏w是乙烯，其數(shù)量可占總可燃?xì)獾?0%以上。用總可燃?xì)怏w（包括H2、CO和總烴）含量的增長(zhǎng)判斷故障，在國(guó)外使用較多，反映涉及固體絕緣的過熱性故障較明顯。 固體絕緣過熱會(huì)生成大量的一氧化碳和二氧化碳，過熱纖維素逐步碳

26、化的結(jié)果，則對(duì)油作用溫度升高，會(huì)生成碳?xì)浠衔铮缫蚁?、甲烷。在總可燃?xì)怏w中主要?dú)怏w是一氧化碳，其數(shù)量可占總可燃?xì)獾?0%以上。電故障：低能量放電產(chǎn)生氫、甲烷和少量的乙烯和乙炔。當(dāng)涉及到固體纖維素絕緣時(shí)也可產(chǎn)生一氧化碳和少量二氧化碳。主要?dú)怏w是氫氣，其數(shù)量可占總可燃?xì)獾?5%以上。在高能量的電弧放電時(shí)產(chǎn)生大量的氫氣和乙炔，以及相當(dāng)數(shù)量的甲烷和乙烯，假如故障涉及到固體絕緣，可生成一氧化碳和二氧化碳，紙和油可能被碳化。主要?dú)怏w是乙炔，其數(shù)量可占總可燃?xì)獾?0%，同時(shí)有相當(dāng)數(shù)量的氫氣。（2）三比值法 導(dǎo)則推薦改良的三比值法（五種氣體的三對(duì)比值）作為判斷充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法。改良三比值法是用

27、三對(duì)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4、表5。（3） 關(guān)于CO和CO2判據(jù) 色譜導(dǎo)則有關(guān)說明 實(shí)際上無論哪種油保護(hù)方式的變壓器，在投運(yùn)初期CO2/CO比值都比較小 符合正常老化產(chǎn)氣規(guī)律 a.隨運(yùn)行年限增加，油中CO、CO2含量均會(huì)增加，但產(chǎn)氣速率（特別是CO）先快后慢，CO2/CO之比逐漸增大。 b. 變壓器的電壓等級(jí)不同、生產(chǎn)廠家及出廠年代不同，在投運(yùn)之初的CO、CO2濃度相別很大（有的達(dá)5倍以上），運(yùn)行后也因油保護(hù)措施及密封情況不同，因此不能用同一濃度進(jìn)行考核。 色譜導(dǎo)則有關(guān)說明： 當(dāng)故障涉及到固體絕緣時(shí)，會(huì)引起CO和CO2的明顯增長(zhǎng)。經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)懷疑設(shè)備固體絕緣材料老

28、化時(shí)，一般CO2 /CO7。當(dāng)懷疑故障涉及到固體絕緣材料時(shí)（200），CO2 /CO可能3，必要時(shí)，應(yīng)從最后一次的測(cè)試結(jié)果中減去上一次的測(cè)試數(shù)據(jù)，重新計(jì)算比值，以確定故障是否涉及到了固體絕緣。 實(shí)際上無論哪種油保護(hù)方式的變壓器，在投運(yùn)初期CO2/CO比值都比較小。根據(jù)一些地區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果認(rèn)為：變壓器投運(yùn)2-3年后，如CO2/CO2（隔膜式）或3（開放式）則應(yīng)引起注意。在存在過熱點(diǎn)的情況下，只要過熱的溫度不是很高（不超過200），CO的增長(zhǎng)量也不比CO2的增長(zhǎng)量大，且CO在油中的溶解度小，易逸散。因此，一般情況下，變壓器中CO2/CO比值是隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)而逐漸變大的。一氧化碳和二氧化碳的產(chǎn)生速

29、率還與固體材料的含水量有關(guān)。溫度一定，含水量越高，分解出的二氧化碳就越多；反之，分解出的一氧化碳就越多。因而，固體材料含水量不同時(shí)，CO2/CO值也有差異。這也是一些密封性能較好的新投運(yùn)變壓器CO2/CO值較小的原因。因此，在判斷固體材料熱分解時(shí)，應(yīng)結(jié)合一氧化碳和二氧化碳與投運(yùn)時(shí)間相關(guān)的絕對(duì)值、CO2/CO比值，在運(yùn)行期間的產(chǎn)氣率與同類變壓器相比的上升規(guī)律（產(chǎn)氣速率不一定超過導(dǎo)則規(guī)定的注意值）是否正常，以及絕緣的濕度情況，進(jìn)行判斷。 正常老化產(chǎn)氣規(guī)律：a. 隨運(yùn)行年限增加，油中CO、CO2含量均會(huì)增加，但產(chǎn)氣速率（特別是CO）先快后慢，CO2/CO之比逐漸增大。b. 變壓器的電壓等級(jí)不同、生產(chǎn)

30、廠家及出廠年代不同，在投運(yùn)之初的CO、CO2濃度相別很大（有的達(dá)5倍以上），運(yùn)行后也因油保護(hù)措施及密封情況不同，因此不能用同一濃度進(jìn)行考核。(4) 關(guān)于H2的產(chǎn)氣率 H2是放電性故障中的主要成分之一，但在過熱性故障時(shí)也會(huì)產(chǎn)生，因此用它區(qū)別故障性質(zhì)，其特征性不很強(qiáng)，但它也可能是一種故障信息。在取油時(shí)氫氣最容易散逸，加之分析過程中有些儀器對(duì)氫的反映不敏感，均會(huì)引起氫氣測(cè)試結(jié)果的分散性，利用半透膜的油中氫氣探測(cè)器，可以避免這些誤差。 當(dāng)色譜分析到單獨(dú)氫的含量相對(duì)較高，或發(fā)現(xiàn)其與其他氣體含量有非同步的增長(zhǎng)時(shí)，分析是否下列因素所致。例如油中含有水，可以與鐵作用生成氫氣；新的不銹鋼可能在加工過程中或焊接時(shí)

31、吸附氫而又慢慢釋放到油中。特別是在溫度較高，油中溶解有氧時(shí)，油箱內(nèi)部某些油漆（醇酸樹脂），在不銹鋼的催化下，可能生成大量的氫。因此在氣體監(jiān)測(cè)過程中，是有可能作排除故障判斷的，在氫氣產(chǎn)氣率超過注意值時(shí)，監(jiān)視中應(yīng)考慮到多方面的因素。 較新研究證明，鐵心疊片間的油膜，由于受過勵(lì)磁引起的鐵芯高溫（130以上），油膜內(nèi)的油在鐵芯片表面催化作用下，會(huì)分解出H2。但經(jīng)過一段時(shí)間后，H2含量趨于穩(wěn)定，這就是與局部放電引起H2不斷增長(zhǎng)的區(qū)別之處。（5） O2/ N2比值的變化 O2和N 2的含量，通常認(rèn)為在判斷時(shí)作用不大，在報(bào)告中也不顯示。實(shí)際它對(duì)判斷變壓器的內(nèi)部情況是有作用的。 色譜導(dǎo)則說明，一般在油中都溶解

32、有O2和N 2，這是因開放式變壓器通過呼吸器直接與空氣接觸，密封設(shè)備因油中殘存或通過泄漏的結(jié)果。在變壓器油中，反映空氣的組成，考慮到O2和N 2的不同溶解度，其O2和N 2的比值有可能接近。運(yùn)行中由于油的氧化或紙的老化，比值可能降低，油溫和油的保護(hù)系統(tǒng)也可影響這個(gè)比值。但當(dāng)O2/N2時(shí)，一般認(rèn)為是氧被極度消耗的跡象。當(dāng)內(nèi)部存在故障時(shí)，隨著故障的嚴(yán)重化，高濃度的故障特征氣體還會(huì)將油中的部分氧置換出來加速氧化，因氧氣很難通過油來補(bǔ)充，導(dǎo)致油中氧含量進(jìn)一步降低。實(shí)踐證明，故障持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，油中總含氣量越高，氧的含量就會(huì)越低。 （6）關(guān)于放電特征氣體C2H 2 乙炔是放電性故障的特征氣體。正常運(yùn)行的

33、變壓器，油中不應(yīng)產(chǎn)生乙炔，因此普遍認(rèn)為，當(dāng)發(fā)現(xiàn)乙炔從無（與儀器最小檢知量有關(guān)）到有時(shí)，就應(yīng)引起重視，進(jìn)行跟蹤。規(guī)程中規(guī)定500kV變壓器乙炔的注意值為1L/L，是希望及早引起注意的觀點(diǎn)。至于在乙炔更小或沒有反映的情況下就發(fā)生了事故的事例是存在的，色譜監(jiān)視對(duì)此類故障也無能為力。對(duì)于產(chǎn)氣率也是一樣，色譜導(dǎo)則推薦的產(chǎn)氣速率是根據(jù)IEC提出的。計(jì)算乙炔的產(chǎn)氣速率，是在于了解放電能量的大小及變化，便于掌握故障發(fā)展速度和分析可能產(chǎn)生放電的部位。在變壓器的放電性故障中，顯示出故障危險(xiǎn)程度的乙炔含量，差別是很大的。 不同C2H 2含量反映的放電性故障情況 圍屏爬電故障 油流引起的靜電放電 其他放電故障 （三）

34、油中氣體分析判斷應(yīng)排除外界因素影響 準(zhǔn)備投運(yùn)的變壓器，應(yīng)使油中氣體含量越小越好變壓器故障檢修冷卻系統(tǒng)的油泵電機(jī)故障有載調(diào)壓開關(guān)的小油箱中油向變壓器內(nèi)滲漏 （四）氣體繼電器集氣后游離氣體與油中氣體的平衡判據(jù) 所有故障的產(chǎn)氣率均與故障的能量釋放密切相關(guān)，大致可分以下三種情況 ：能量較低的故障能量相對(duì)較大的故障高能量的電弧性放電故障（1） 能量較低的故障（如低溫?zé)狳c(diǎn)、局部放電等），氣體釋放緩慢，所生成的氣體大部分溶于油中，只有當(dāng)油中氣體含量超過飽和溶解度時(shí)，才會(huì)慢慢地聚集于氣體繼電器中，油中及繼電器中的不同組分氣體濃度基本處于平衡狀態(tài)。（2） 故障能量相對(duì)較大（如鐵心多點(diǎn)接地），故障氣體釋放較快，當(dāng)產(chǎn)氣速率大于溶解速率時(shí)，可能形成氣泡。