泰特儀器面向絕緣油生產(chǎn)企業(yè)和充油電器設(shè)備廠家推出變壓器絕緣油專用氣相色譜儀，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。通過檢測(cè)這些分解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，以下是泰特儀器對(duì)氣相色譜試驗(yàn)分析變壓器類設(shè)備故障的介紹。
關(guān)鍵詞:絕緣油;色譜;特征氣體;放電;過熱
1、色譜分析判斷變壓器電氣故障類型
1.1、放電類故障
1.1.1、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。一般來說，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。
1.1.2、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)輸過程和運(yùn)行中造成接觸不良或斷開，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。
1.1.3、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，其次為引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)等故障，有時(shí)也見于雷擊故障。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)。
1.2、過熱類故障
1.2.1、低溫過熱
一般過熱點(diǎn)溫度低于300℃的過熱稱為低溫過熱。常見的原因有變壓器由于負(fù)荷過大或者設(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。
1.2.2、高溫過熱
一般熱點(diǎn)溫度高于700℃的過熱稱為高溫過熱，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。
1.3、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)通過C2H2的含量和歷史值的對(duì)比，判斷設(shè)備放電故障和過熱故障;
(2)在判斷放電故障時(shí)通過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)通過總烴的增長(zhǎng)判斷過熱故障，再通過C2H4在總烴中的占比判斷過熱程度。一般的高溫過熱有時(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)的變壓器要通過啟停潛油泵來判斷是否是潛油泵故障帶來的影響。
