用氣相色譜儀測(cè)定絕緣油中溶解氣體的組成與含量，是判定運(yùn)行中的充油電力設(shè)備(如變壓器、套管、電壓電流互感器等)是否存在潛伏性的過(guò)熱、放電故障，以保障電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的非常有效、無(wú)可替代的一種手段，因而在電力部門中已得到廣泛的應(yīng)用。
電力專用氣相色譜儀對(duì)于輸變電站、絕緣油生產(chǎn)企業(yè)和充油電器設(shè)備廠家來(lái)說(shuō)，絕緣油色譜分析是判斷變壓器故障的重要手段。其原理是當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，由于電、熱化學(xué)作用，部分烷烴、環(huán)烷烴會(huì)斷鏈，從而分解出低分子的H2、CH4、C2 H2等氣體。通過(guò)檢測(cè)這些分解特征氣體在絕緣油中的含量，間接判斷出故障嚴(yán)重程度和故障部位。但導(dǎo)則中特征氣體判別法和三比值法在實(shí)際工作中常常會(huì)給沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的分析工作者誤導(dǎo)，因此較為準(zhǔn)確地判斷變壓器類設(shè)備的故障是絕緣油色譜分析工作者必備的能力，譜析儀器作為生產(chǎn)廠家有必要對(duì)氣相色譜儀分析試驗(yàn)變壓器類設(shè)備故障的方法和步驟一一介紹，希望對(duì)大家有所幫助和啟發(fā)。
1、色譜分析判斷變壓器電氣故障類型
放電類故障
局部放電故障：在高電壓的作用下，絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象稱為局部放電。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔時(shí)，由于氣體的介電常數(shù)小，在交流電壓下所承受的場(chǎng)強(qiáng)高，但其耐壓強(qiáng)度卻低于油和紙絕緣材料，在氣隙中容易首先引起放電。另外，還受外界環(huán)境條件的影響。如油處理不徹底，運(yùn)行時(shí)油中析出氣泡等，氣泡在上升的電場(chǎng)強(qiáng)度比較大的地方就會(huì)引起放電。
低能放電故障：故障點(diǎn)固定且能量大于10－6 C時(shí)，一般會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的火花放電。常見(jiàn)的火花放電一是由懸浮電位引起的。一般個(gè)別金屬部件由于結(jié)構(gòu)原因，或運(yùn)輸過(guò)程和運(yùn)行中造成接觸不良或斷開(kāi)，會(huì)形成懸浮電位。具有懸浮電位的物體附近的場(chǎng)強(qiáng)較集中，會(huì)形成懸浮電位而引起火花放電;另外常見(jiàn)的變壓器發(fā)生火花放電故障的主要原因是油中雜質(zhì)的影響。在強(qiáng)電場(chǎng)中雜質(zhì)會(huì)被極化，于是放電首先從這部分油中開(kāi)始發(fā)生和發(fā)展，油在高場(chǎng)強(qiáng)下游離而分解出氣體，使氣泡增大，游離又增強(qiáng)。而后逐漸發(fā)展，使整個(gè)油間隙在氣體通道中發(fā)生火花放電，所以，火花放電也可能在較低的電壓下發(fā)生。
電弧放電故障：電弧放電是高能量放電，常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見(jiàn)，其次為引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)等故障，有時(shí)也見(jiàn)于雷擊故障。電弧放電故障由于放電能量密度大，故產(chǎn)氣急劇。由于電弧沖擊電介質(zhì)，使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化，使金屬材料變形或熔化燒毀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備燒損，甚至發(fā)生爆炸事故。
3種放電形式既有區(qū)別又有一定的聯(lián)系，區(qū)別是指放電能級(jí)和產(chǎn)氣組分，聯(lián)系是指局部放電是其他兩種放電的前兆，而后者又是前者發(fā)展后的一種必然結(jié)果。由于變壓器內(nèi)出現(xiàn)的故障，常處于逐步發(fā)展的狀態(tài)，同時(shí)大多不是單一類型的故障，往往是—種類型伴隨著另一種類型，或幾種類型同時(shí)出現(xiàn)。
過(guò)熱類故障
低溫過(guò)熱：一般過(guò)熱點(diǎn)溫度低于300℃的過(guò)熱稱為低溫過(guò)熱。常見(jiàn)的原因有變壓器由于負(fù)荷過(guò)大或者設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的運(yùn)行溫度長(zhǎng)期高于正常值，鐵心多點(diǎn)接地有時(shí)也會(huì)引起此類故障。
高溫過(guò)熱：一般熱點(diǎn)溫度高于700℃的過(guò)熱稱為高溫過(guò)熱，通常是變壓器引線等大電流導(dǎo)通的部分接觸不良等故障引起的。
其他故障
這類故障包括潛油泵葉片與蝸殼摩擦、潛油泵電源線放電等潛油泵類故障，以及在變壓器外殼上進(jìn)行焊接等作業(yè)時(shí)引起的色譜異常等偽故障。
2、故障判斷的一般步驟
(1)變壓器油溶解氣分析氣相色譜儀通過(guò)C2H2的含量和歷史值的對(duì)比，判斷設(shè)備放電故障和過(guò)熱故障;
(2)在判斷放電故障時(shí)通過(guò)H2和CH4的比例關(guān)系判斷放電能量。特別針對(duì)電弧放電判斷，要以C2H2的絕對(duì)值變化為主;
(3)通過(guò)總烴的增長(zhǎng)判斷過(guò)熱故障，再通過(guò)C2H4在總烴中的占比判斷過(guò)熱程度。一般的高溫過(guò)熱有時(shí)伴有微量C2H2產(chǎn)生。
3、色譜數(shù)據(jù)異常故障判斷需要注意的問(wèn)題
(1)判斷故障優(yōu)先用特征氣體判別法，尤其重視C2H2對(duì)故障判別的意義;
(2)使用導(dǎo)則推薦的三比值法時(shí)，將故障氣體各組分值減去最近一次色譜分析正常的對(duì)應(yīng)組分值后再計(jì)算三比值。對(duì)于C2H2含量極大(＞100×10－6)或含量極小(＜0.5×10－6)時(shí)，不宜使用三比值法判定故障;
(3)重視產(chǎn)氣速率對(duì)故障判斷的意義，尤其是高溫過(guò)熱故障;
(4)對(duì)于瓦斯繼電器聚集有氣體的故障變壓器，要將瓦斯繼電器中的氣體采樣并進(jìn)行色譜分析，而后將色譜數(shù)據(jù)按照奧斯瓦爾德系數(shù)模擬還原到油中，若C2 H2、H2等特征氣體含量明顯高于油中對(duì)應(yīng)氣體含量，可以判別是急性故障，要特別予以重視;
(5)對(duì)于單一C2H2超標(biāo)，其他組分無(wú)異常的，要了解變壓器殼體是否有焊接作業(yè)，變壓器油是否受到污染。強(qiáng)油循環(huán)的變壓器要通過(guò)啟停潛油泵來(lái)判斷是否是潛油泵故障帶來(lái)的影響。
用氣相色譜法測(cè)定絕緣油中溶解氣體的組分含量,是發(fā)供電企業(yè)判斷運(yùn)行中的充油電力設(shè)備是否存在潛伏性的過(guò)熱、放電等故障,以保障電網(wǎng)安全有效運(yùn)行的有效手段
