根据油色谱分析结果的微小变化查找变压器的隐形缺陷

吴莺

摘要：针对进厂检修的变压器，利用色相色谱技术对汽化后的气体进行了分析，利用特征气量法和比例法，对汽油机的组分、不同的气体成分进行检测，从而确定了变压器在大修后的安全运行，并减少了出厂的变压器故障率。

关键词：变压器;色相色谱技术;安全运行;故障率

1.变压器油的作用

变压器油是一种原油的分馏产品，目前国家有关标准是GB2536，《电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》，按油品的不同，将其划分为10、25、45三个等级。10#变压器油为石蜡基，25#变压器油为中间基或环烷基油，45#变压器油为环烷基油。在变压器中的应用主要包括：

散热和冷却功能：当变压器在带电时，因线圈中有电流流过，会产生“铜损”与“铁损”，从而导致热聚集、升温。若不加以排泄，线圈内的温度势必会升高，超过一定的温度，就会破坏线圈与铁心之间的绝缘层，从而引起短路，从而导致变压器的故障。变压器油具有较高的比热、较低的移动粘度、较好的导热性，能通过绝缘介质或直接传输到变压器本体。运转时，变压器油温升高，其比重随之下降，通过本身的对流或外界的强制循环，高温的油液从变压器器体内部向上流动，而下端的变压器油则随之上浮。高温高的油流通过变压器周围的散热器，将热量传导至外部，以实现散热，确保变压器的正常工作。

绝缘、防潮、抗氧化性：目前最常见的环烷基变压器油是以环烷烃为主，它具有高介电常数，低介质损耗，高绝缘性能。有数据表明，空气的介电系数是1.0，变压器油的介电系数是2.2～2.4。变压器整体浸泡在变压器油中，绝缘强度得到很大的提高，能更好地保障变压器的安全工作。变压器油在空气和湿气的腐蚀下不会迅速老化，把绝缘材料浸泡在变压器油里，可以把铁心、线圈等部件与空气、湿气隔绝，防止潮湿。在绝缘材料中填充变压器油，能降低容易被氧化的纤维素所吸收的氧气，从而保护铁芯、线圈和固体绝缘部件的氧化。

变压器内部故障的诊断：随着实际工作的不断发展，人们已实现了对变压器内部故障进行检测的目标。变压器油中的气体有两个来源：（1）在使用过程中，由于多种因素的作用，变压器内部的绝缘材料逐渐分解、变质，分解后的产品大多溶于变压器油中。（2）当变压器内部发生故障时，变压器机油和固体绝缘物质会在不同程度上产生一定的特性气体，这是发生故障时所产生的气体。通过对变压器油中的气体的定期监测，可以监测和分析变压器内部的情况。

2.变压器油色谱分析原理

变压器油的色谱分析技术，是基于石油中的溶解气体类型，以及与变压器内部故障的对应关系，根据气体的成分和成分，对变压器的故障类型、故障部位、故障发展趋势、严重性等进行分析。它是检验变压器的潜在失效和威胁，保证其在实际操作中的安全和稳定。

变压器油是从石油中分离出来的一种矿物油，它含有矿物绝缘油和固体型有机绝缘材料。在变压器油的日常运行中，变压器油中的绝缘油和其它绝缘材料会慢慢地发生老化，并伴随着少量的气体如氢气、乙烷、甲烷、乙炔、乙烯、一氧化碳、二氧化碳等。当变压器内部发生故障时，这种气体的排放量会迅速增加。

一般地，对于诸如H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、 CO、CO2等对故障诊断有实用价值的气体称为总烃。从变压器油中溶解的气体成分来判别故障的具体情形，变压器油中的溶气色谱法是一种用于充油电器设备潜在失效的检测手段，目前已经被广泛使用，各种技术文章都对其使用方法进行了探讨。

3.新装变压器油指标超标的原因及处理措施

高质量的氢气：经色谱法检测，H2含量超过标准，但其它组分未增加时，可以大致判定变压器油含水量超过标准。为了更好的鉴别，可以对变压器油进行微水分析，并对其进行击穿电压测试。若油液击穿电压下降，含氢量的变化晚于微水含量，则由于含氢量与含氢浓度成正相关，因此可以进一步证实，由于含氢能力的提高会引起含氢量的升高。如果出现这种情况，首先要检查变压器的气密性，避免由于变压器的气密性不合格而使变压器内的变压器油与大气发生接触，从而使变压器的水分含量增加。确定气密性良好后，应进行热油循环，所选择的油循环装置应使变压器进油口油温符合设备制造商的规定。应该注意到，因为在设备受潮时，固态绝缘材料的含水率要高于石油的几倍，并且两者间的湿度有一个比较的平衡。若经过一段时间的热油循环，其微水指数仍高于正常值，就有理由认为是绝缘材料受潮，因此，必须根据绝缘试验的结果，对变压器内的固体绝缘进行烘干。

生成乙炔：一般是在800摄氏度以上的变压器油中发生热分解的产物，也就是在油中发现乙炔是一种典型的放电或高温失效。通常情况下，变压器油是极少数的，但是，有时变压器内部没有故障，因为其它原因，也可能会产生乙炔，并且这种情况下，变压器的乙炔含量通常都比较低。由于变压器没有通过操作，所以排除了在操作过程中产生乙炔的原因。在开始使用之前，变压器油中会产生乙炔，这有如下的原因：

（1）变压器本体及附件出厂时，残留的机油中含有乙炔。如果生产企业所供应的变压器油本身就包含乙炔，或者在出厂之前进行耐压试验、局放试验时发生放电而生成的乙炔等。对此，应对现场的变压器本体残留油进行分析，并使用符合标准的同型号变压器油清洗附件。

（2）由于现场的石油处理装置。比如，由于过滤器的加热部件发生故障，或者由于油泵停止运行，所以加热部件仍然在运行，所以在加热器中导致了油的过热分解。这就需要对油循环进行全过程的监控。

结束语

本文介绍了变压器油在变压器的稳定化过程中的作用，阐述了它的工作原理，并从理论上探讨了它在新装变压器油指标超标时的故障诊断中所扮演的角色，并提出了相应的解决办法。变压器是我国电力工业的一个重要组成部分，它的地位是无可取代的。利用变压器油层析分析的结果，监测变压器的内部情况，确保装置的正常工作，促进了国内供电系统的正常运转。

参考文献

[1]陆培钧. 根据油色谱分析结果的微小变化查找变压器的隱形缺陷[J]. 变压器， 2008， 45（9）：2.