变压器油色谱分析导则

浅谈变压器油的气相色谱分析一、色谱分析在绝缘监督中的作用在电气试验中，通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体，能尽早的发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是绝缘监督的一种重要手段。

这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行，而且不受外界因素的影响，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测，确保设备安全可靠运行。

变压器大多采用油纸复合绝缘，当内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。

含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，绝缘油随着故障点的温度升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。

在正常情况下，充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在过热或电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解于油中。

当充油电器内部存在潜伏性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的发展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，不断溶解在油中。

故障气体的组成及含量与故障类型和故障严重程度关系密切。

因此，在变压器运行过程中，定期做油的色谱分析，能尽早发现设备内部的潜伏性故障，以避免设备发生故障或事故损失。

二、实例变压器内部放电性故障产生的特征气体主要是乙炔。

正常的变压器油中不含这种气体，如果变压器油中这种气体增长很快，说明该变压器存在严重的放电性故障。

某公司送来两台运行中变压器的油样，经色谱分析，其中一台有C2H2气体(4.9PPm)，5天后他们再次送来该台变压器油样检测，乙炔含量猛增到12.8PPm，见表1。

表1从上表可以看出，总的烃类气体不高，惟有乙炔气体超过注意值。

氢气含量也比较高。

我们分析该变压器内可能存在放电性故障，要他们回去检查，果然发现是分接开关拨叉电位悬浮引起放电，经过处理，避免了事故的发生。

还有一次，某电站送来升压变压器油样，经色谱分析烃类气体含量均在注意值范围内，惟有氢气含量高达345ppm，见表2。

我们分析该变压器可能有进水现象。

经检查，果然发现该变压器进水受潮，经处理，避免了绝缘击穿事故的发生。

变压器油气相色谱分析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。

这些气体大部分溶解在油中。

当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。

随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。

例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。

故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。

因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。

当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。

二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。

三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。

设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。

2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。

其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。

在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。

在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。

在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。

随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。

在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。

如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。

有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。

变压器油色谱分析试验步骤与方法变压器操作规程压器油色谱分析技术已经成为发觉油浸变压器早期故障隐患、故障后分析故障性质与部位等的有效手段之一，油浸变压器的状态检修完全能够以油色谱数据作为依据。

试验对压器油色谱分析技术已经成为发觉油浸变压器早期故障隐患、故障后分析故障性质与部位等的有效手段之一，油浸变压器的状态检修完全能够以油色谱数据作为依据。

试验对变压器定期进行油色谱分析是特别必要也是特别紧要的，它可以在不停电的情况下快速有效地发觉变压器内部的潜匿性故障及缺陷。

特别是对过热性、放电性和绝缘破坏性故障等，不管故障发生在变压器的什么部位，都能很好地反映出来。

气相色谱法也有确定的局限性，如很难判定故障的精准部位，甚至还会由于误判而造成不必要的检修。

油色谱分析的原理变压器大多接受油纸复合绝缘，当内部发生潜匿性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。

含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，绝缘油随着故障点的温度上升依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。

在正常情况下，充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在过热或电的作用下会渐渐老化和分解，产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解于油中。

当充油电气设备内部存在潜匿性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的进展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，并不断溶解在油中。

故障气体的构成及含量与故障类型和故障严重程度关系紧密。

因此，在变压器、互感器等充油设备运行过程中，定期做油的色谱分析，能尽早发觉设备内部的潜匿性故障，以避开设备发生故障或造成更大的损失。

变压器油色谱分析试验步骤与方法1.取油样方法一般对于变压器油色谱分析试验可在设备运行时进行取油样。

取样前要保证设备不存在负压的情形。

取油样使用的玻璃注射器必需经密封检查试验合格，取样时从设备下部的取样阀门取油样，在特别情况下，也可以从其他取样部位取样，但是所取的油样必需能够代表油箱本体的油。

变压器油色谱分析中用三比值法判断故障时应注意的问题1引言变压器油中溶解气体的色谱分析法是诊断变压器内部潜伏性故障的有效方法，其诊断依据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（以下简称“导则”）中的方法进行。

现行导则有两个版本，即国标GB/T7252-2001和行标DL/T722-2000，它们分别代替了国标GB/T7252-1987和部标SD187-1986。

2三比值法简介根据热动力学原理，变压器油中气体组分之间的浓度比值与故障温度或故障类型之间存在着相互依赖关系，选用几组气体组分浓度比值的大小来判断故障类型，即所谓的比值法。

比值法有多种，其中三比值法的应用较为普遍。

三比值法是国际电工委员会（IEC ）对罗杰斯四比值法进行修改、删去比值C 2H 6/CH 4后得到的一种新比值法，故又称IEC 法。

我国的原部标SD187-1986和国标GB/T7252-1987曾推荐IEC 三比值法作为设备内部故障类型判断的主要方法。

日本协研曾对156台故障变压器用IEC 三比值法做了验证，结果表明判断准确率只有60%左右。

电协研在对IEC 三比值法做了改进后，将判断准确率提高到80%以上，使得这一方法（称电协研法）得到更为广泛的应用。

我国在对电协研法做了进一步改进后，正式命名为改良三比值法（原称改良电协研法），被GB/T7252-2001和DL/T722-2000推荐使用。

3导则中的错误为改良三比值法故障类型判断方法，现将其列于表1中。

从表1中可看出，新导则的两个版本在编码组合中的首位（C 2H 2/C 2H 4）为1或2时，所对应的故障类型是不同的；首位编码为1时，GB/T7252-2001对应于低能放电，DL/T722-2000则对应于电弧（高能）放电；当首位编码为2时，两者对应的故障类型刚好互换。

该导则两个版本的制定者相同，出现表1中的差异不是制定者的本意而纯属意外失误所致（这一点已得到证实）。

DL/T722-2000发布在前，之后在颁发GB/T7252-2001时，可能是想将表中首位编码从上到下的顺序由原来的021改为012，却因某种意外没有将其他内容作相应调整，导致GB/T7252-2001出现错误。

青海水力发电2/202043绝缘油是天然石油经过蒸馏、提炼、调和得到的一种矿物油，是各种不同分子的碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占其全部质量的95%～99%，碳氢化合物主要有烷烃、环烷烃、芳香烃等，其他为氮、氧、硫及极少量的金属元素等。

绝缘油放在变压器里又叫变压器油，主要用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备，起绝缘、冷却和灭弧的作用。

1　气相色谱分析过程及特征气体气相色谱分析是一种物理分离技术，分析程序是先将取样变压器油经真空泵脱气装置，将溶解在油中的气体分离出来，用注射器定量注入色谱分析仪，在载气的推动下流过色谱柱，混合气体经色谱柱分离后，通过鉴定器来检测。

被分离的各气体组分依一定次序逐一流过鉴定器将气体浓度变为电信号，再由记录仪记录下来，并依各组分的先后次序排列成一个个脉冲尖峰，形成了色谱图。

一个脉冲峰表示一种气体组分，峰的高度或面积则反应该气体的浓度。

色谱图对被分析的气体既定性又定量分析，再经过峰高换算出各气体的浓度。

体征气体：气相色谱分析的特征气体主要有氢气（H 2）、甲烷（CH 4）、乙烷（C 2H 6）、乙烯（C 2H 4）、乙炔（C 2H 2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2）。

总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种气体的总和。

2　气相色谱判断故障的常用方法2.1　特征气体法根据变压器油中气体的组分和含量可以判断故障的性质和严重程度，判断故障的方法，称特征气体法。

该诊断法对故障性质有较强的针对性，比较直观、方便，但不足是没有明确量化。

可以根据表1结合特征气体来判断故障。

（1）油过热：至少分两种情况，即中低温过热（低于700℃）和高温过热（高于700℃）以上过热。

如油温较低，烃类气体组分中CH 4、C 2H 6含量较多，C 2H 4较C 2H 6少甚至没有；随着温度增高，C 2H 4含量增加明显。

（2）油和纸过热：固体绝缘材料过热会产生大量的CO、CO 2，过热部位达到一定温度后，纤维素逐渐碳化，并使过热部位油温升高，才使CH 4、C 2H 6和收稿日期： 2020-4-10作者简介： 马　妮　女　（1979-）　助理工程师　黄河电力检修工程 有限公司变压器油的气相色谱分析马　妮（黄河电力检修工程有限公司甘肃项目部 甘肃兰州 730094 ）内容提要 早期预测充油电气设备故障对于安全发供电、防止设备出现故障和事故是极其重要的。

变压器油色谱分析摘要:当变压器内部发生过热、放电等故障时，势必导致故障附近的绝缘物分解。

分解产生的气体会不断地溶解在油中的，不同性质的故障所产生的气体成分也不同，即使同一性质的故障，由于故障的程度不同，产生的气体数量也不相等。

因此，对油中溶解气体的色谱分析，可以早期发现潜伏性故障的性质、程度和部位，以便及时处理故障，避免事故的发生。

关键词:变压器油；油色谱分析；故障判断1.气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，它是一种物理分离技术。

它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相；另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。

气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。

然后再进入检测器对各组分进行鉴定。

2、色谱分析的过程2.1取出一定量的变压器油利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。

在对变压器油中溶解气体进行色谱分析时，至关重要的一步是取油样，所取油样要有足够代表性，如何取样才不致于使油中溶解气体散失？理想的取样应满足以下条件。

(1)所使用的玻璃注射器严密性要好。

(2)取样时能完全隔绝空气，取样后不要向外跑气或吸入空气。

(3)材质化学性稳定且不易破损，便于保存和运输。

(4)实际取油样时，一般选用容积为100ml全玻璃注射器。

(5)取样前将注射器清洗干净并烘干，注射器芯塞应能自由滑动，无卡涩。

(6) 应从设备底部的取样阀放油取样。

(7)取样阀中的残存油应尽量排除，阀体周围污物擦干净。

(8)取样连接方式可靠，连接系统无漏油或漏气缺陷。

(9)取样前应设法将取样容器和连接系统中的空气排尽。

(10)取样过程中，油样应平缓流入容器，不产生冲击、飞溅或起泡沫。

(11)取完油样后，先关闭放油阀门，取下注射器，并封闭端口，贴上标签，尽快进行色谱分析。

浅谈变压器油的色谱分析时间:2011-04-27 15:04来源:《电气世界》朱莉莉，朱明明摘要：从技术和专业管理的角度叙述变电站变压器、互感器内油的气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。

油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。

文章详细介绍了绝缘油、纸热解产气的理化过程。

摘要：从技术和专业管理的角度叙述变电站变压器、互感器内油的气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。

油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。

文章详细介绍了绝缘油、纸热解产气的理化过程。

并对油样的提取要点进行了论述。

最后根据本地区的电网等实际情况，举例说明故障后设备油中气体成份的分析判断。

在研究、分析的基础上，论证了色谱分析与电气试验的关系。

关键词：变压器色谱油分析0引言随着地方经济迅速发展，及电气设备的不断更新换代的需要，给我们供电部门不论是从设备上还是技术上提出了更高的要求。

为保证供给足够的优质电能，减少停电时间在采取原有的状态检修基础上，进一步实行在线监测。

变压器类设备是变电站最关键的设备，它不仅是因为价值昂贵，最重要的是它发生事故后，影响面广，给工农业生产造成巨大的损失。

目前对此类设备的安全运行给予高度的重视，而对变压器、互感器等用油的电气设备类最好的监测手段之一，就是对设备内的油进行气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。

所以油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。

我们公司从上世纪80年代中期就对220kV、110kV及35kV8000kVA及以上的主变压器、电流互感器、电压互感器、充油套管进行色谱分析，并发现了部分设备存在缺陷，及时处理保证了设备安全正常运行。

1绝缘油、纸热解产气的理化过程变压器的绝缘材料主要是油、纸组合绝缘，变压器内部潜伏性故障产生的气体主要是来源于油和纸的热裂解。

热解产气特征与材料的化学结构有着密切的关系，矿物质绝缘油的化学组成是石油烃类;绝缘纸的化学成分是纤维素。

变压器油色谱分析方法概述用气相色谱法测定绝缘油中溶解气体的组分含量，是发供电企业判断运行中的充油电力设备是否存在潜伏性的过热、放电等故障，以保障电网安全有效运行的有效手段。

也是充油电气设备制造厂家对其设备进行出厂检验的必要手段。

GC-9310SD变压器油色谱分析系统采用一次进样、双柱并联、一次分流的三检测器流程，配TCD检测器和两个FID检测器，其中H2和O2通过TCD检测;烃类气体(甲烷、乙烯、乙烷、乙炔)通过FID1检测，CO、CO2通过FID2检测，克服了大量CO、CO2对烃类气体的影响，特别是乙炔的影响。

执行标准: GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》DL/T 722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》气路系统流程图:性能指标:(1)最小检测量:一次进样，进样量为1mL时的最小检测浓度:溶解气体的分析(uL/L)H2 CO CO2 CH4 C2H4 C2H6 C2H22 2 2 0.1 0.1 0.1 0.1(2)定性重复性:偏差?1,(3)定量重复性:偏差?3,(2)热导检测器(TCD)◎采用半扩散式结构◎电源采用恒流控制方式◎敏感度:S?3000mv.ml/mg(正十六烷/异幸烷)◎基线噪音:?20μv◎基线漂移:?50μv/30min◎线性:?105◎载气流速稳定性:?1%。

(3)火焰离子化检测器(FID)◎收集极采用圆筒型结构，石英喷口◎检测限:?8×10-12g/s(正十六烷/异幸烷)◎基线噪声:5×10-14A◎基线漂移:?2×10-13A/30min◎线性:?107◎自动点火◎稳定时间10min主要特点主机介绍GC-9310SD变压器油色谱分析系统是上海荆和分析仪器有限公司最新推出的一款新型全微机控制气相色谱仪。

仪器充分吸收了国外同类产品的先进技术，大量采用进口元件，使GC-9310的稳定性、可靠性以及灵敏度和重复性蓖美进口同类型产品;并且在结构上更加简洁合理;人性化的中文菜单式操作，精美的外观设计，让色谱分析工作者使用的更加自信。

变压器油气相色谱分析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。

这些气体大部分溶解在油中。

当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。

随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。

例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。

故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。

因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。

当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。

二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。

三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。

设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。

2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。

其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。

在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。

在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。

在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。

随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。

在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。

如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。

有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。