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摘要：变压器是电网中的重要设备，及时查找和判断变压器内部的缺陷和潜伏性故障是保障其安全运行的重要手段。利用气相色谱法分析绝缘油中溶解气体含量，是检测变压器内部故障直接和准确的方法之一，它可以在设备不停电的情况下连续进行监测。
关键词：变压器；潜伏性故障；分析查找；
根据油中溶解气体的组分及各组分的含量预测设备内部有无故障、故障类型及其大致部位和发展程度，早期发现设备内部的潜伏性故障。近年来，随着“输变电设备状态检修”的开展，对输变电设备可用率和供电可靠性要求在不断提高，《输变电设备状态检修试验规程》中要求对变压器内部潜伏性故障监测和分析时，把色谱分析作为判断变压器状况的主要方法。
一、变压器故障类型与特征气体分析
1.变压器故障类型。一是变压器过热故障。在绝缘材料裂化以及绝缘性能恶化等因素的影响下，变压器很容易出现过热故障的问题，这种问题可以分为固体绝缘过热与裸金属过热两种类型，只要分析出一氧化碳与二氧化碳的含量即可轻易分析出过热故障的类型。二是放电故障。根据放电强弱，变压器放电故障可以分为高能放电、低能量放电与局部放电三种类型。在出现电弧放电问题之后，产生的气体主要为氢气、乙炔、甲烷、乙烯，该种故障时间短，一般色谱法很难分析。局部放电主要发生于套管与互感器之中，导致局部放电的因素主要为制造工艺不过关、维护不当、设备受潮，在发生局部放电时，产生的气体主要为氢气与甲烷。
2.特征气体。在变压器出现故障后，主要的特征气体是氢气，其他气体成分并不高。
二、变压器内部潜伏性故障分析查找
1.油色谱分析原理。在电力系统之中，变压器主要为油浸变压器，如果内部出现潜伏性故障，那么油纸就会出现烃类气体，如果变压器发生故障，那么绝缘油就会局部放电，在热作用影响之下，变压油就会分解成为不同的有机低分子气体，这些气体会溶解于变压器油之中，因此，变压器故障位置绝缘油含量会出现变化。在变压器位置抽取样油，对其中的气体含量与成分进行分析即可判断出变压器是否出现故障，在应用油色谱分析法时，先需要将样油采集至相关的容器，再分离油气，来分析其色谱情况。
2.吊罩检查结果分析。油色谱分析结果显示，在线圈边缘位置发生了过热变色的问题，变压器容量较大，很容易出现漏磁问题，这种问题多出现于变压器线圈端部之中，漏磁会产生涡流，致使线圈侧边缘发生了过热变色的问题，由于开采位置使用了不导磁钢板，因此不会出现过热问题。同时，并联接地位置铁芯与引线接地部分出现了高温过热以及铜片烧断的问题，将引线拆除后对其绝缘性能检查，结果显示故障位置两级铁芯绝缘性能消失。解体检查结果显示，在靠近油道位置与两极位置铁芯硅钢片发生了过热变色问题。由于变压器容量较大，就需要在铁芯内部设置出不同的绝缘纸板与油道，就需要在铁芯位置引出接地铜皮，由于铜皮处在铁芯中间位置，在出现短路问题时循环电流会较大，这就导致一些硅钢片和接地铜片发生过热与变色的问题，致使接地铜片被烧断。
3.故障处理措施。根据检查结果，可以将铁芯的并联接地模式转化成为串联接地模式，减少硅钢片数量，缩小铁芯面积，接着更换烧坏的铁芯重叠碟片与硅钢片，对整个油道进行二次布置，避免由于上述问题导致油道发生短路。在漏磁产生位置，为了减小漏磁面积、切断涡流路径，需要及时更换开槽。在完成更换工作之后，即可过滤变压器油，在完成修复工作之后，变压器静置24小时，再开展油色谱复试与电气试验工作，结果显示，油色谱与电气试验结果均达到标准。
4.故障分析过程中的注意事项。在分析变压器是否出现故障，就需要对气体分析结果的指标进行对比，如果其中某一项指标超过了标准值，都必须要注意，但是这也并非是判断故障的唯一标准。举例来说，部分设备某种气体含量超过标准值，也并非确定设备出现了故障，该种问题出现的原因也可能由于外来干扰的影响。再如，某些气体虽然低于标准值，但是增长速度却十分迅速，也需要加强注意。如果油中存在含有烃类与氢的气体，但是处在标准值之下，且气体成分稳定，未出现其他的发展趋势，那么即可认为变压器的运行是正常的。对于标准值，需要根据变压器运行的实际情况来判断，如果并未绝缘与电路问题，就能够缓停运检查。此外，在应用油色谱分析法时，要重点注意到其中一氧化碳和二氧化碳的比值与含量问题，变压器在长期运行过程中会产生大量的一氧化碳和二氧化碳，这种含量与变压器运行时间密切相关，还会受到温度、运行负荷以及设备结构等因素的影响，因此，很难针对此制定标准值。一般情况下，如果开放式变压器中一氧化碳含量不足300μL/L，二氧化碳与一氧化碳之比在7左右，那么就是正常的范围。
5.变压器故障的发展属于一种过程，如果仅仅使用油色谱分析法是很难确定出故障问题，如果要分析气体标准值，但是气体增长速度快，就必须要分析故障位置产气速率。在分析过程中，需要严格遵循《变压器油中溶解气体分析判断导则》，这对于变压器故障的分析有着积极的效用。如果变压器中总烃产气速率超过10%必须要格外注意，可能变压器内部出现了故障，如果产气速率超过40μL/L那么就提示变压器之中出现了严重的故障。绝对产气速率可以很好的体现出故障性质以及发展程度，无论是横向比较,即和同类产品比较或者是纵向比较，即同历史数据比较，都有着很好的可比性。然而，在具体的实践中，通常不容易求得，所以，大多数使用相对产气速率进行分析和判断。若设备通过真空滤油脱气之后，要及时地测量绝对产气速率，同时采用以下判断标准：①如果总烃产气速率和总烃的绝对值都小于注意值，那么变压器正常。②总烃大于注意值、但不超过注意值的3倍，总烃产气速率小于注意值，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察。③总烃大于注意值、但不超过注意值的3倍，总烃产生速率为注意值的1-2倍，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展。④总烃大于注意值的3倍，总烃产气速率大于注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修。
6.三比值分析法。三比值分析法是改进过的罗杰斯比值法，在采用该种方法分析时，需要注意到两个问题：（1）气体含量正常的变压器比值与故障的判断并无显著关系；（2）在油中气体成分含量较高的情况下，气体成分浓度大于灵敏度极限值十倍以上，且分析结果显示变压器内部有故障，才能够使用三比值法，如果在不确定变压器存在故障的前提下就使用三比值法，那么就可能出现误判的情况。避免事故的发生,从而达到防患于未然的目的。气相色谱法是监测充油设备隐患的重要手段,对保证电力系统安全运行起着十分重要的作用。
总而言之，将油色谱分析判断法应用在变压器故障的诊断工作中可以帮助检修人员及时发现变压器中存在的各类潜伏性故障，在应用该种分析措施时，需要根据变压器设备的运行情况与试验数据来调整分析方式，综合分析变压器运行过程中存在的问题，得出最为准确的数据，以此为基础制定出针对性的解决措施，保障电压器运行的安全性与可靠性。
参考文献
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