摘(zhāi)要：氣相色(sè)譜法已(yǐ)是(shì)一(yī)項(xiàng)較(jiào)成熟的分(fēn)析技(jì)術，已(yǐ)經被(bèi)廣泛(fàn)應用於醫學(xué)
，化(huà)工
，軍(jūn)事以及電(diàn)力(lì)行(háng)業。在電力行業實(shí)際應用(yòng)過程中，為了(liǎo)更準確的(dí)診(zhěn)斷變壓器(qì)的(dí)內部(bù)故(gù)障，色(sè)譜(pǔ)分析(xī)應(yīng)根(gēn)據設備(bèi)歷史(shǐ)運行狀況(kuàng)
，特征氣體的(dí)含(hán)量等(děng)采用不(bù)同的(dí)分析(xī)模型(xíng)確定設(shè)備運行(háng)是否屬(shǔ)於(yú)正常或存在(zài)潛伏性(xìng)故障以(yǐ)及故障類(lèi)別。

1.氣相色譜法(fǎ)的原(yuán)理

色譜(pǔ)法又(yòu)叫(jiào)層析法，它是(shì)一種(zhǒng)物(wù)理分離(lí)技術(shù)。它的(dí)分(fēn)離原(yuán)理(lǐ)是(shì)使混合物中(zhōng)各(gè)組(zǔ)分(fēn)在(zài)兩相(xiāng)間(jiān)進行(háng)分(fēn)配，其(qí)中(zhōng)一(yī)相是不(bù)動(dòng)的(dí)，叫(jiào)做固定(dìng)相，另(lìng)一(yī)相(xiāng)則(zé)是推動混合物流過此固定相的(dí)流體(tǐ)，叫做流(liú)動(dòng)相。氣相色譜的(dí)分離(lí)原理是利用(yòng)不(bù)同物(wù)質(zhì)在兩(liǎng)相間具有不(bù)同的(dí)分配係(xì)數(shù)，當(dāng)兩(liǎng)相作(zuò)相對(duì)運動時(shí)，試(shì)樣的(dí)各(gè)組分就在兩(liǎng)相(xiāng)中經反(fǎn)復多次地(dì)分(fēn)配，使得原(yuán)來分(fēn)配係數隻(zhī)有微(wēi)小(xiǎo)差別的(dí)各組分(fēn)產生很大(dà)的(dí)分離效果，從(cóng)而(ér)將(jiāng)各(gè)組分分離開來。然(rán)後(hòu)再(zài)進(jìn)入檢測器對各(gè)組分進(jìn)行鑒(jiàn)定(dìng)。這種借在兩相分(fēn)配原理而使混合物中各組分獲(huò)得(dé)分(fēn)離(lí)的技術(shù)，稱為(wéi)色譜(pǔ)分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù)或色(sè)譜(pǔ)法(fǎ)。

絕(jué)緣油(yóu)是由H2
，CO
，CO2
，烴類等成(chéng)分組(zǔ)成的混合(hé)物(wù)。當變壓器內部發(fā)生故障時(shí)，分解氣(qì)體溶解於變壓(yā)器(qì)油中，當故障(zhàng)嚴重時，也可能聚集(jí)成遊(yóu)離氣體。不(bù)同(tóng)的故障(zhàng)會產生(shēng)不同的(dí)特征氣體(tǐ)，這些故障(zhàng)氣(qì)體(tǐ)的(dí)組成和(hé)含(hán)量與(yǔ)故障類(lèi)型(xíng)及(jí)嚴重(zhòng)程度有(yǒu)密切(qiē)關係(xì)。分析溶(róng)解於油(yóu)中的氣體(tǐ)，就能盡早發現設(shè)備內部(bù)存(cún)在(zài)的潛伏(fú)性故障(zhàng)，並(bìng)可(kě)隨時監視故(gù)障的(dí)發(fā)展狀(zhuàng)況。

2.變(biàn)壓器故(gù)障診(zhěn)斷

電力(lì)變(biàn)壓(yā)器的(dí)內部(bù)故障主要(yào)有過(guò)熱性(xìng)
，放電性(xìng)及絕(jué)緣(yuán)受潮等(děng)類(lèi)型。

過熱(rè)性故障是由於設備的絕緣(yuán)性能惡(è)化
，油(yóu)等絕緣材料(liào)裂(liè)化分(fēn)解。又(yòu)分(fēn)為裸(luǒ)金屬過(guò)熱(rè)和固體(tǐ)絕緣過熱(rè)兩類。裸(luǒ)金屬過熱與(yǔ)固(gù)體絕緣(yuán)過熱的區(qū)別(bié)是(shì)以CO和(hé)CO2的含(hán)量為準(zhǔn)，前者(zhě)含量(liáng)較低，後者含量(liáng)較(jiào)高。

放(fàng)電(diàn)性(xìng)故障是設備(bèi)內(nèi)部(bù)產生電(diàn)效應（即(jí)放電）導(dǎo)致設備的(dí)絕緣(yuán)性(xìng)能惡化。又(yòu)可按產生(shēng)電效應(yīng)的(dí)強弱分為高(gāo)能放(fàng)電（電(diàn)弧放電）
，低能量放電（火花放電）和局部放電三種。其特征(zhēng)氣體(tǐ)為乙炔和(hé)氫氣，其次是甲(jiǎ)烷和(hé)乙烯氣體。

變壓器(qì)絕(jué)緣(yuán)受潮時(shí)，其特征氣體(tǐ)H2含量較高(gāo)，而(ér)其(qí)它(tā)氣體成分增加不(bù)明顯(xiǎn)。

3. 色譜分(fēn)析診斷(duàn)的(dí)基(jī)本(běn)程序

首先看特(tè)征氣體(tǐ)的(dí)含(hán)量。應先根據特征氣(qì)體含量作(zuò)大(dà)致判斷，主(zhǔ)要的對(duì)應關係是：①若有乙炔，應懷(huái)疑電弧或火花放電;②氫(qīng)氣(qì)很(hěn)大，應懷(huái)疑有進(jìn)水受(shòu)潮(cháo)的(dí)可能;③總烴(tīng)中烷烴(tīng)和烯烴(tīng)過(guò)量而炔烴(tīng)很(hěn)小或(huò)無(wú)，則(zé)是(shì)過(guò)熱的(dí)特征。

計(jì)算產(chǎn)生速率，評估故(gù)障(zhàng)發(fā)展(zhǎn)的快(kuài)慢。

通(tōng)過(guò)分析(xī)的氣體(tǐ)組(zǔ)分(fēn)含(hán)量(liáng)，進行三比(bǐ)值(zhí)計算，確定(dìng)故障(zhàng)類(lèi)別。

核(hé)對(duì)設(shè)備的運行歷(lì)史(shǐ)，並且(qiě)通過其它(tā)試驗進行(háng)綜合判斷。

4. 油(yóu)中主要(yào)氣體(tǐ)含量達到注(zhù)意(yì)值(zhí)時(shí)故障分析方法(fǎ)

在判斷設(shè)備(bèi)內(nèi)有*時(shí)，首(shǒu)先(xiān)將(jiāng)氣體(tǐ)分析(xī)結果(guǒ)中(zhōng)的幾(jī)項主(zhǔ)要指(zhǐ)標(biāo)，（H2，∑CH，C2H2）與(yǔ)色譜(pǔ)分析導(dǎo)則規定的(dí)注意(yì)值進(jìn)行比(bǐ)較(jiào)。正(zhèng)常(cháng)變(biàn)壓器(qì)油(yóu)中氣，烴類氣體含(hán)量(liáng)的(dí)注(zhù)意值(zhí)：氣體組(zǔ)分(fēn)H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2總(zǒng)烴：含量(liáng)（µl/L）150 60 40 70 5 150

當任一項(xiàng)含量(liáng)超過注意值時都(dū)應引起注意。但是這些注意值(zhí)不(bù)是劃分設備(bèi)有(yǒu)*的*標準，不(bù)能(néng)拿“標(biāo)準”死套。設備因氣(qì)體含(hán)量較高超過(guò)注(zhù)意值，也不能斷(duàn)言(yán)判(pàn)定有故(gù)障(zhàng)，因(yīn)為可能(néng)不是(shì)本(běn)體故(gù)障(zhàng)所致(zhì)，而是(shì)外(wài)來幹擾引(yǐn)起(qǐ)的基(jī)數較(jiào)高(gāo)，這(zhè)時應與歷史數(shù)據比較，如果(guǒ)沒有歷史數據，則(zé)需要確(què)定一(yī)個(gè)適當的檢測(cè)周(zhōu)期進(jìn)行(háng)追蹤分析。又如氣體含(hán)量增長迅速(sù)時，雖(suī)低於注(zhù)意(yì)值也應(yīng)追蹤分(fēn)析。就(jiù)是(shì)說：不要(yào)以為(wéi)氣(qì)體含(hán)量一(yī)超過(guò)注意值就判斷為(wéi)故障，甚(shèn)至采(cǎi)取內部檢查(chá)修(xiū)理或(huò)限製(zhì)負荷等措(cuò)施，是不經(jīng)濟的(dí)，而(ér)zui終判(pàn)斷有(yǒu)*，是把分析結果*值超過規(guī)定的(dí)注意(yì)值，（注意非故障性(xìng)原因(yīn)產生(shēng)的故(gù)障氣體(tǐ)的影響，以免誤(wù)判），且產(chǎn)氣速(sù)率(shuài)又超過(guò)10%的注意(yì)值時，才判斷為存在故(gù)障。

注意值不(bù)是(shì)變(biàn)壓器(qì)停運(yùn)的限(xiàn)製(zhì)，根據(jù)具體(tǐ)情況進(jìn)行(háng)判(pàn)斷(duàn)，如果(guǒ)不(bù)是電路(lù)（包(bāo)括絕(jué)緣(yuán)）問題(tí)，可以緩停運檢(jiǎn)查。

若油中含(hán)有(yǒu)氫和烴類(lèi)氣體，但(dàn)不超過注意值，且氣體(tǐ)成(chéng)份含量一直比較穩(wěn)定，沒(méi)有發(fā)展(zhǎn)趨(qū)勢，則認為變壓器運行(háng)正常。

注意油(yóu)中CO
，CO2 含量(liáng)及(jí)比值。變壓器(qì)在(zài)運(yùn)行(háng)中(zhōng)固(gù)體(tǐ)絕緣老化(huà)會產(chǎn)生(shēng)CO和(hé)CO2。同(tóng)時(shí)，油(yóu)中CO和(hé)CO2的含(hán)量既同變(biàn)壓(yā)器(qì)運行年限(xiàn)有關(guān)，也與(yǔ)設備結構(gòu)
，運(yùn)行負荷(hé)和溫度(dù)等(děng)因素有關(guān)，導(dǎo)則還不(bù)能規(guī)定統一的(dí)注(zhù)意(yì)值。隻是(shì)粗(cū)略的認為(wéi)，開放式(shì)的變(biàn)壓器(qì)中，CO的(dí)含(hán)量(liáng)小於300µl/L，CO2/CO比值在(zài)7左(zuǒ)右(yòu)時，屬於正(zhèng)常(cháng)範(fàn)圍(wéi);而密封變壓器(qì)中(zhōng)的(dí)CO2/CO比值一般低於7時(shí)也(yě)屬(shǔ)於正常(cháng)值(zhí)。

5.故障實例

大唐石泉水電(diàn)廠(chǎng)#2變是(shì)110KV的(dí)，容量為63000KVA，該變(biàn)壓器於2007年5月投入(rù)運(yùn)行(háng)，是(shì)新(xīn)換(huàn)變壓(yā)器。投(tóu)運前各項(xiàng)指標符合國標要求(qiú)，按要(yào)求投(tóu)運(yùn)後3天
，10天
，30天(tiān)取(qǔ)樣(yàng)分(fēn)析。運行(háng)10天就發現發(fā)現總烴(tīng)
，CO
，CO2增長迅(xùn)速(sù)，再(zài)後來(lái)運(yùn)行(háng)54天(tiān)直(zhí)接(jiē)接(jiē)近(jìn)注(zhù)意值(zhí)，其(qí)特(tè)征氣(qì)體甲烷(wán)
，乙(yǐ)烯
，乙(yǐ)烷為主，其次(cì)是氫氣，還(huán)有少量(liáng)的乙(yǐ)炔。利(lì)用(yòng)三比值法(fǎ)判斷(duàn)：結論為(wéi)高(gāo)於(yú)700℃的過熱(rè)性故(gù)障，可能由於夾件(jiàn)鬆(sōng)動或接頭(tóu)焊接(jiē)不良等(děng)引(yǐn)起(qǐ)的(dí)，或是絕(jué)緣材(cái)料不(bù)合格受(shòu)熱(rè)受潮引(yǐn)起。由於水電在(zài)夏天(tiān)是(shì)發(fā)電(diàn)的高(gāo)峰(fēng)期(qī)，負荷(hé)也大(dà)為(wéi)保(bǎo)障設備(bèi)安全經(jīng)濟運行，采取降(jiàng)低負(fù)荷，每天(tiān)取(qǔ)樣(yàng)連續跟(gēn)蹤(zōng)監測等(děng)措(cuò)施(shī)。另外(wài)進行(háng)高(gāo)壓(yā)試(shì)驗也未(wèi)發現問題(tí)。監測數(shù)據如(rú)下(xià)：