变压器油中气体分析
变压器油中溶解气体现象的分析
变压器油中溶解气体现象的分析变压器油中溶解气体现象的分析第一步：引言变压器油是一种用于绝缘和冷却变压器的重要介质。
然而，随着变压器运行时间的增加，变压器油中溶解气体的含量可能会逐渐增加。
本文将分析变压器油中溶解气体的现象，并探讨其对变压器性能和可靠性的影响。
第二步：溶解气体的来源变压器油中的溶解气体主要来自两个方面。
首先，变压器运行时，由于油和固体绝缘材料的老化或损坏，可能会产生气体。
这些气体可以是空气中的氧、氮等。
其次，变压器油中的溶解气体还可能来自油中的悬浮颗粒的气体释放。
这些颗粒可能是由于变压器运行时的摩擦和磨损或材料老化产生的。
第三步：溶解气体的影响变压器油中溶解气体的存在会对变压器性能和可靠性产生不利影响。
首先，氧是变压器油中常见的溶解气体之一。
氧的存在会导致油中产生氧化反应，使油质变差，进而降低绝缘性能。
其次，氮和氢等气体的存在会增加变压器中气体的总体积，从而增加内部压力。
如果压力过高，可能会导致油泄漏或甚至引发爆炸。
此外，溶解气体的存在还会降低油的介电强度，增加击穿的风险。
第四步：溶解气体的分析方法为了准确评估变压器油中溶解气体的含量，常用的方法是通过气相色谱法进行分析。
该方法可以快速、准确地检测油中的氧、氮、氢等气体含量。
通过定期进行油样分析，可以监测变压器油中溶解气体的变化趋势，及时采取相应的维护措施。
第五步：溶解气体的控制和维护为了保持变压器的正常运行和延长其使用寿命，需要控制和维护变压器油中的溶解气体含量。
首先，定期检查变压器的绝缘材料，及时更换老化或损坏的部件，以减少气体的产生。
其次，定期进行变压器油的维护，包括油的过滤和再生处理，以去除油中的悬浮颗粒和溶解气体。
此外，对于高压变压器，还可以考虑安装气体放散装置，以便及时排放变压器内部的气体。
第六步：结论变压器油中溶解气体的存在会对变压器性能和可靠性产生不利影响。
通过定期进行油样分析和维护，可以控制和减少溶解气体的含量，保持变压器的正常运行和延长其使用寿命。
变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000
变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000导言1.引言2.检测指标根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对变压器油中的氢气（H2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4）进行了分析。
3.分析结果我们对样品进行了气相色谱分析，并得到了以下结果：- 氢气（H2）含量：30 ppm- 一氧化碳（CO）含量：15 ppm- 甲烷（CH4）含量：10 ppm- 乙烯（C2H4）含量：5 ppm4.判断导则根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们对分析结果进行了判断。
-对于氢气（H2），一氧化碳（CO）和甲烷（CH4）的含量，当其超过以下限值时，需要进一步评估变压器的绝缘可靠性：- 氢气（H2）：100 ppm- 一氧化碳（CO）：50 ppm- 甲烷（CH4）：50 ppm-对于乙烯（C2H4）的含量，当其超过以下限值时，需要考虑变压器绝缘系统的性能：- 乙烯（C2H4）：100 ppm根据以上判断导则和分析结果，我们可以得出以下结论：- 氢气（H2）的含量为30 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；- 一氧化碳（CO）的含量为15 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；- 甲烷（CH4）的含量为10 ppm，低于评估限值，变压器绝缘可靠性良好；- 乙烯（C2H4）的含量为5 ppm，远远低于评估限值，变压器绝缘系统性能优秀。
综上所述，根据《变压器油中溶解气体分析报告和判断导则DLT722—2000》的要求，我们认为该变压器的绝缘系统可靠性良好，性能优秀。
变压器油气相色谱分析
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。
变压器油中溶解气体的检测与分析技术
变压器油中溶解气体的检测与分析技术变压器是电力系统中常用的设备之一，其正常运行对电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。
然而，随着变压器运行时间的增长，变压器油中可能会溶解各种气体，这些气体可能对变压器的性能和安全性造成不利影响。
因此，准确检测和分析变压器油中的溶解气体成分，对变压器的运行状态进行评估和维护具有重要意义。
一、变压器油中溶解气体的来源及其影响1. 溶解气体来源变压器油中的溶解气体主要来源于以下几个方面：（1）变压器绝缘体的老化、降解过程中产生的气体；（2）变压器内部与油接触的活性金属表面（如铜、铁等）的腐蚀产物；（3）变压器内部存在的绝缘材料或固体绝缘层的气体释放；（4）变压器运行过程中，外界环境中进入变压器的气体。
2. 影响变压器油中溶解气体的存在会对变压器的性能和安全性产生以下不利影响：（1）气体在变压器中积聚会导致电晕放电等异常现象，加剧设备老化；（2）有些溶解气体在变压器油中会发生化学反应，产生酸性物质，对变压器内部金属与绝缘材料的腐蚀加剧；（3）气体的存在会降低变压器油的绝缘性能，缩短变压器的使用寿命；（4）变压器油中气体增加会导致油的体积变大，进而影响变压器油的流动性和传热性。
二、变压器油中溶解气体的检测技术1. 气体浓度检测气体浓度检测是评估变压器油中溶解气体含量的主要方法之一。
常用的气体浓度检测技术包括：（1）气体色谱法：利用气体色谱仪检测变压器油中各种气体的含量，通过对色谱图的解析和比对，确定各种气体的浓度。
（2）红外光谱法：利用红外传感器对变压器油中的溶解气体进行检测，通过红外光谱的吸收峰进行气体浓度的定量分析。
（3）超声波法：通过超声波传感器对变压器油进行扫描，测定气体的传递速度以及声速的变化，进而计算出气体的浓度。
2. 气体成分分析除了检测气体的浓度外，对气体成分进行精确分析也是重要的一步。
常用的气体成分分析技术有：（1）质谱法：利用质谱仪对变压器油中溶解气体进行定性和定量分析，通过碰撞诱导解离（CID）技术，实现气体分子的碎片化，进而确定气体成分。
变压器油中的溶解气体分析方法
变压器油中的溶解气体分析方法随着变压器的使用年限逐渐增长，变压器油中的溶解气体也会越来越多。
这些溶解气体会导致油的劣化和变压器内部部件的氧化腐蚀，从而影响变压器正常运行。
因此，分析变压器油中的溶解气体，了解其类型和含量，对变压器的维护和管理非常重要。
那么，变压器油中的溶解气体分析方法有哪些呢？一、气相色谱法气相色谱法是目前应用较广泛的溶解气体分析方法之一。
该方法适用于水、空气、油和气体中的溶解气体的分析。
变压器油中的溶解气体分析中，气相色谱法可以分析二氧化碳、乙烯、甲烷等气体。
气相色谱法的分析原理是将混合气体样品与气相色谱柱中填充的固定相分离。
气相色谱法具有分离效果好、分离速度快、分析灵敏度高等特点。
但是，气相色谱法需要有较高的分析仪器设备和专业技术，使用成本相对较高。
二、傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱法是一种将样品吸收红外辐射产生的光谱进行处理以获取样品化学结构信息的分析方法。
在变压器油中的溶解气体分析中，该方法适用于氢气、氧气、氮气、二氧化碳等气体的检测。
傅里叶变换红外光谱法的分析原理是通过改变样品中各种化学键所吸收的红外光的频率来对样品分析。
该方法具有快速、准确、不需要分离样品等优点。
但是，傅里叶变换红外光谱法需要对样品进行前处理，如稀释、过滤等，同时也需要高质量的样品和分析仪器设备。
三、电化学分析法电化学分析法是一种利用电化学方法进行分析的技术。
在变压器油中的溶解气体分析中，该方法适用于氢气、氧气、二氧化碳等气体的检测。
电化学分析法的分析原理是利用电极反应与被测物质间的作用，测定电荷变化或者释放的能量，并进一步计算出被测物质的含量。
该方法具有实时、便捷、经济等优点，但也存在着变压器油中其他成分对溶解气体分析的干扰问题。
综上所述，变压器油中的溶解气体分析方法有多种，每种方法具有不同的优缺点和适用范围。
因此，在实际应用中需要根据分析要求和条件选择合适的分析方法，综合考虑分析精度、成本和可操作性等因素，以实现对变压器油中溶解气体的高效分析和准确检测，提升变压器的正常运行和使用寿命。
dlt722-2016变压器油中溶解气体分析和判断导则
dlt722-2016变压器油中溶解气体分
析和判断导则
变压器油中溶解气体分析和判断导则
变压器就像一个可以调节电力输出的设备，它是电力系统的重要组成部分，为此，变压器的安全和正常运行是必不可少的。
变压器的主要工作介质是变压器油，变压器油是变压器正常运行和长期使用保障的前提条件，所以变压器油要定期检查和更换，以保证变压器正常工作。
在检查更换变压器油时，除了查看油的外观、温度等，需要对变压器油中的溶解气体进行分析和判断。
变压器油中的溶解气体主要有甲烷、乙烷、碳酸氢根等几种，它们不仅表现为
变压器的故障的警告信号，并且通过检测可以推断出变压器的运行状态。
因此，为了安全和可靠地检测变压器油中的溶解气体，《DLT722-2016变压器油中溶解气体
分析和判断导则》提出了一系列精细化的技术要求，保证了检测变压器油中溶解气体的准确性、稳定性和可靠性。
《DLT722-2016变压器油中溶解气体分析和判断导则》提出，电力元件现场变
压器油应按照GB/T11099-2005的规定进行油品抽样，然后在500ml大型瓶中进行
油量控制，即抽样好的油原样保存，确保所抽取的油与原油处理一致。
在实际使用之前，应将油样过滤，去除r237、r250及其他金属及杂质。
然后进行精滤，去除
油样中各类污染物，而后，把油样加入检测设备中。
检测时使用排气法，对油样中的溶解气体的含量进行检测，检测结束后按照规定进行数据计算和处理。
进行变压器油检测时，必须遵循《DLT722-2016变压器油中溶解气体分析和判
断导则》的要求，确保检测结果的准确性，以便进行及时有效的保护与维护变压器，使变压器能够正常安全使用。
变压器油中溶解气体的分析与故障判断
变压器油中溶解气体的分析与故障判断随着变压器运行时间的延长，变压器可能产生初期故障，油中某些可燃性气体则是内部故障的先兆，这些可燃气体可降低变压器油的闪点，从而引起早期故障。
变压器油和纤维绝缘材料在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等材料催化作用的影响而老化和分解，产生的气体大部分溶于油中，但产生气体的速率是相当缓慢的。
当变压器内部存在初期故障或形成新的故障条件时，其产气速率和产气量则十分明显，绝大多数的初期缺陷都会出现早期迹象，因此，对变压器产生气体进行适当分析即能检测出故障。
1、变压器油中的气体类别气相色谱法正是对变压器油中可燃性气体进行分析的最切实可行的方法，该方法包括从油中脱气和测量两个过程。
矿物油是由大约2871种液态碳氢化合物组成的，通常只鉴别绝缘油中的氢气(H2)、氧气(O2)、氮气(N2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、二氧化碳(CO2)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)9种气体，将这些气体从油中脱出并经分析，证明它们的存在及含量，即可反映出产生这些气体的故障类型和严重程度。
油在正常老化过程产生的气体主要是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)，油绝缘中存在局部放电时(如油中气泡击穿)，油裂解产生的气体主要是氢气(H2)和甲烷(CH4)。
在故障温度高于正常运行温度不多时，产生的气体主要是甲烷(CH4)，随故障温度的升高，乙烯(C2H2)和乙烷(C2H6)逐渐成为主要物征气体；当温度高于1000℃时(如在电弧弧道温度300℃以上)，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔(C2H2)，如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)。
2、如何判断电气设备的故障性质运用五种特征气体的三对比值判断电气设备的故障性质：(1)C2H2/C2H4≤0.1 0.1＜CH4/H2＜1C2H4/C2H6＜1时，属变压器已正常老化。
(2)C2H2/C2H4≤0.1 CH4/H2＜0.10.1＜C2H4/C2H6＜1时，属低能量密度的局部放电，是含气空腔中的放电，这种空腔是由于不完全浸渍、气体饱和或高湿度等原因造成的。
变压器油中溶解气体的检测与分析方法探索
变压器油中溶解气体的检测与分析方法探索引言：变压器是电力系统中重要的电力设备之一，在运行过程中变压器油作为冷却介质和绝缘材料起着关键的作用。
然而，长期以来，变压器油中溶解气体的生成和积聚一直是变压器运行中的一个难题。
溶解气体的存在会导致变压器油的劣化，甚至引发油介质击穿，对变压器的正常运行带来威胁。
因此，对变压器油中溶解气体的检测与分析方法进行探索具有重要意义。
正文：一、溶解气体的生成机理变压器油中溶解气体的生成主要与以下几个因素相关：油质的选择、油箱封闭程度、变压器工作温度和质量等级。
1. 油质的选择变压器油可分为两类：矿物油和合成油。
矿物油来源于石油提炼，含有较高的芳香烃，易于溶解气体。
而合成油则基本不含芳香烃，溶解气体的能力较差。
2. 油箱封闭程度油箱的封闭程度决定了油中溶解气体的生成速度。
封闭程度较高的油箱能够减少外界气体的进入，从而降低溶解气体的生成。
3. 变压器工作温度变压器工作温度越高，油中溶解气体生成的速度越快。
高温会促进气体从固体、液体进入变压器油的过程，进而增加溶解气体的数量。
4. 质量等级变压器油的质量等级直接影响油中溶解气体的含量。
较高等级的变压器油中溶解气体含量较低，因为在生产过程中会有更严格的气体抽取和处理措施。
二、溶解气体的检测方法1. 溶解气体浓度的现场检测方法现场检测方法主要基于变压器运行时油中溶解气体的示值。
常用的现场检测方法有油中溶解气体百分含量的测定和油中气体含量的计算方法。
（1）油中溶解气体百分含量的测定油中溶解气体百分含量的测定通常采用气体色谱法。
该方法通过将变压器油样品中的溶解气体进行分离和检测，通过测定峰高峰面积或峰面积百分比的方法来确定不同气体成分的含量。
（2）油中气体含量的计算方法油中气体含量的计算方法根据变压器油的颜色和油中溶解气体的浓度之间存在的关系，通过颜色标度来估计溶解气体的含量。
2. 溶解气体种类的检测方法溶解气体种类的检测方法主要用于确定变压器油中气体组分的种类和含量。
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变压器TRANSFORMER 2000
变压器油中溶解气体的成分和含量
与充油电力设备绝缘故障诊断的关系
张利刚
摘要：介绍了通过分析变压器油中溶解气体的成分和含量以判断充
油电力设备故障的机理和方法。
关键词：变压器；变压器油；气相色谱法；比值法
中图分类号：TM411；TM406 文献标识码：B 文章编号：
1001-8425(2000)03-0039-04
Relation between the Composition & Contents
of Dissolved Gases in Transformer Oil and Insulation Fault Diagnosis of Oil-Filled Power Equipment
ZHANG Li-gang
Abstract:The mechanism and method of estimating the oil-filled
power equipment fault through analyzing the composition & contents
of dissolved gases in transformer oil are introduced.
Key words:Transformer; Transformer oil; Gas Chromatography; Ratio method
1 前言
气相色谱法一直是国内外许多电力设备制造厂作为检验质量、开发
新产品的有力工具。
实践证明，用气相色谱法能有效地发现充油电力设备内部的潜伏性故障及其发展程度，而利用其他电气试验方法很难发现某些局部发热和局部放电等缺陷。
故在1999年颁布执行的电力设备预防性试验规程中，把油中气体色谱分析放在“电力变压器及电抗器”试验的首位。
某些变压器厂家在其产品中还装设了DGA(dissolved gas analysis，即溶解气体分析)自动检测报警系统。
2 故障分析的机理
充油的电力设备(如变压器、电抗器、电流互感器、充油套管和充油电缆等)的绝缘主要是由矿物绝缘油和浸在油中的有机绝缘材料(如电缆纸、绝缘纸板等)所组成。
其中矿物绝缘油即变压器油，是石油的一种分
镏产物，其主要成分是烷烃(C
n H
2n+2
)、环烷族饱和烃(C
n
H
2n
)、芳香族不饱
和烃(C
n H
2n-2
)等化合物。
有机绝缘材料主要是由纤维素(C
6
H
10
O
5
)
n
构成。
在
正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，会分解出极少
量的气体(主要有氢H
2、甲烷CH
4
、乙烷C
2
H
6
、乙烯C
2
H
4
、乙炔C
2
H
2
、一氧
化碳CO、二氧化碳CO
2
等7种)。
当电力设备内部发生过热性故障、放电性故障或受潮情况时，这些气体的产量会迅速增加。
表1列出气体的种类与外施能量的关系。
这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升在绝缘油的面上，例如变压器有一部分气体从油中逸出进入气体继电器(瓦斯继电器)。
经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。
因此在设备运行过程中，定期测量溶解于油中的气体组织成分和含量，对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义。
表1 气体种类与外施能量的关系
v1.0 可编辑可修改
能量/J
3 特征气体色谱的分析和判断
判断有无故障的两种方法
3.1.1 与油中溶解气体的正常值作比较判定有无故障
若氢和烃类气体不超过表2所列的含量，则认为电力设备运行正常。
表2 油中溶解气体的正常值
气体成分H
2CH
4
C
2
H
6
C
2
H
4
C
2
H
2
总烃(C
1
+C
2
)
正常极限值/μ1004535555100
3.1.2 根据总烃产气速率判定有无故障
当总烃含量超过正常值时，应考虑采用产气速率判断有无故障。
绝对产气速率V：
相对产气速率V
r
：
一般来说，对总烃产气速率＞1mL/h的电气设备可判定有故障。
若总烃含量的绝对值小于正常值，总烃产气速率小于正常值，则电气设备正常；若总烃含量大于正常值，但不超过正常值的3倍，总烃产气速率小于正常值，则设备有故障，但故障发展缓慢，可继续运行；若总烃含量大于正常值，但不超过正常值的3倍，总烃产气速率为正常值的1～2倍，则设备有故障，应缩短检验周期，密切监视故障发展；若总烃含量大于正常值的3倍，总烃产气速率大于正常值的3倍，则设备有严重故障，故障发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊心检修。
产气速率与故障性质的关系见表3。
表3 产气速率与故障性质的关系
判断设备故障性质和类型的几种办法
当油中气体的含量超过表2所列的正常值时，可用如下几种方法分析判断。
3.2.1 三比值法
这种方法选用5种特征气体构成三对比值，在相同的情况下把这些比值以不同的编码表示，根据测试结果把三对比值换算成对应的编码组，然后查表对应得出故障类型和故障的大体部位。
但此法所给编码组并不全，这给实际分析工作带来诸多不便。
通过对102个设备故障案例分析得出所有编码组与设备故障的对应关系，并对编码“000”提出不同看法。
按三比值法“000”编码属设备正常老化、无故障。
而实际案例的编码“000”属低压故障范畴，见表4。
分析CO、CO
2含量及CO/CO
2
比值法
充油设备中固体绝缘受热分解时，变压器油中所溶解的CO、CO
2
浓
度就会偏高。
试验证明，在电弧作用下，纯油中CO占总量的0～1%，CO
2
占0～3%；纸板和油中CO占总量的13%～24%，CO
2
占1%～2%；酚醛树脂
和油中CO占总量的24%～35%，CO
2
占0～2%。
230～600℃局部过热时，
绝缘油中产生的气体中CO
2
含量很低，为～g，CO不能明显测到。
局部放
电、火花放电同时作用下，纯油中CO不能明显测到、CO
2
占5%左右；纸
和油中CO占总量的2%，CO
2占%；油和纤维中CO占总量的%，CO
2
占%。
固
体绝缘中含水量大时，CO/CO
2比值小。
故障温度高，时间长时，CO/CO
2
比值大。
而严重故障时，生成的CO来不及溶解而导致故障，这在CO/CO
2
比值上得不到反映。
IEC导则推荐以CO/CO
2
比值作为判据，认为比值大于或小于时，很可能有纤维绝缘分解故障。
表4用三比值法判断及故障性质
3.2.3 无编码比值法
这种方法的原理是：油和固体绝缘材料在不同的温度、不同的放电形式下产生的气体也不同。
当总烃含量超过正常值时，先计算出乙炔和乙烯的比值，当其值小于时为过热性故障。
计算乙烯与乙烷的比值，确定其过热温度，当其值大于时为放电性故障。
计算甲烷与氢气的比值，确定是纯放电还是放电兼过热故障。
具体分析判断方法见表5和图1。
单项成分超标分析法
H
超标
2
表5 用无编码比值法判断故障性质
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