变压器油中溶解气体分析的原理及方法
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检测
变压器油中溶解气体检测一、油中溶解气体检测的意义及原理1.油中溶解气体检测的意义电力变压器是电网的核心设备，其运行可靠性影响着电网的安全稳定。
大多数变压器故障都是由内部局部微小缺陷逐步演变形成的。
变压器构造为结构复杂的全密封箱体，其内部缺陷难以通过外部测量手段监测，但其导致的放电或过热现象，不同程度上均会导致变压器绝缘油及绝缘纸等固体绝缘材料发生一系列化学反应，生成不同类型的故障特征气体，并溶解于变压器油中。
如同诊断人体疾病最常用的“验血”手段，通过对油中溶解特征气体浓度及比例的检测或监测，可及时发现变压器大部分内部隐患和缺陷。
常用的变压器油中溶解故障特征气体主要为氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）七种。
2.油中溶解气体检测方法常用的多组分气体检测方法主要包括气相色谱法、光声光谱法、电化学传感器法、半导体传感器法等。
气相色谱法通过气相色谱检测器测量油中溶解气体的浓度，其具有技术成熟度高、测量灵敏的优势，但存在需要更换载气、色谱柱的问题；光声光谱法属于一种光学气体检测方法，其具有测量周期短、无需载气、维护量少的优势，但存在国产化程度低的问题，且部分气体（如乙炔）检测灵敏度仍有待提升。
电化学传感器法与半导体传感器法检测原理类似，均是通过待测气体改变传感器/半导体本身的特性后产生的电流信号来测量气体浓度，均具有灵敏度高、成本低的优点，但都同样存在气体间交叉干扰的影响，且长期可靠性较差。
目前常用于在线监测的油中溶解气体检测装置主要采用了气相色谱与光声光谱技术。
气相色谱技术成熟度高，主要零部件实现了全国产化，具有价格优势；光声光谱技术具有检测周期短、维护量少的优势，入网率逐年上升，但由于其主要核心部件（光源、麦克风）仍依赖进口，导致其成本较高，价格较贵。
二、油中溶解气体在线监测装置入网检测目前，油中溶解气体在线监测装置在变压器状态监测中具有广泛的应用，但变压器运行环境复杂，如何保持油中溶解气体在线监测装置在运行中的测量准确性（精度）是面临的一大难题。
变压器油中溶解气体在线监测系统的原理及应用
变压器油中溶解气体在线监测系统的原理及应用摘要：在对变压器油中溶解的气体进行诊断和监测时可以使用变压器油中气体在线监测装置来完成，它在对变压器的早期故障进行判断时可以作为一种成熟可靠的装置来完成诊断。
将变压器油中气体的在线监测装置作为检验的目标，根据传统的检验方法，将可行的现场校验方法提出来，使装置更加安全可靠，做好定量定性诊断投运状态的在线监测装置。
关键词：变压器；油中；溶解气体；在线监测；原理；应用1变压器油中溶解气体在线监测系统的原理1.1基于燃料电池技术的在线监测装置原理燃料电池与一般电池的组成一样，它是利用电化学的一种电池。
单体电池的组成包括正负两极（正极为氧化剂电极而负极为燃料电极）和电解质。
燃料电池中的正负两极不含有活性物质，只作为催化转换元件而存在。
所以燃料电池从真正意义上实现了将化学能转化成电能，是一种能量转换机器。
电池在工作的过程中，外部来供给氧化剂和燃料，从而发生反应。
理论上来讲如果不断的输入反应物，就会不断的排出产出物，燃料电池就可以实现持续发电[1]。
1.2基于气相色谱技术的在线监测装置原理色谱分析的理论依据是分配混合物中不同组分的之间的两相，其中不动的一相是固定相；另外一相是帮助混合物在固定相之间流过的流体，称为流动相。
流动相中包含的混合物流过固定相的时候，会和固定相之间发生相互作用。
因为不同组分的结构与性质都不同，相互之间作用力的大小也不同。
所以当推动力相同时，各种组分在固定相中所存留的时间也不一样[2]。
利用两相分配的原理来分离混合物中的各组分的技术，就叫做色谱法或色谱分离技术。
色谱流动相中包含液体或气体，流动相以液体来充当时，就叫做液相色谱；流动相用气体来充当时，就叫做气相色谱。
实行常规油色谱分析法主要用到的是气相色谱仪这种装置。
当色谱仪中的柱平均压力和柱温都确定时，两项中的组分平衡状态下，分配系数就是在单位体积固定相组分中的分布量与单位体积流动相组分中的分布量所得的比例，用K来表示，K值越大，组分就会越久的停留在色谱内，反之时间就更短。
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。
变压器油中溶解气体分析教(学)案
变压器油中溶解气体分析一、产气原理（一）绝缘油的分解大约油温在150℃时，就能产生甲烷；150-500℃左右时产生乙烷；大约500℃时产生乙烯，随着温度的逐渐升高，乙烯占总烃的比例越来越大；800-1200℃左右时产生乙炔。
生成碳粒的温度约在500-800℃左右。
变压器油主要是由碳氢化合物组成（烷烃C n H2n+2，环烷烃C n H2n或C n H2n-2 ，芳香烃C n H2n-6。
绝缘纸的成分主要是碳水化合物（C6H10O6）n。
由电和热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物（X-石蜡）。
故障初期，所形成的气体溶于油中；当故障能量较大时，也能聚集成游离气体。
碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备部。
低能放电，如局部放电，能过离子反应促使最弱的键C-H键断裂，主要重新化合成氢气。
随着放电能量越来越高，如火花放电、电弧放电，能使C-C断裂，然后迅速以C-C键、C=C键、C≡C键的形式重新化合成烃类气体。
（二）绝缘纸的分解纸、层压板或木块等固体绝缘材料分解时，主要产生CO、CO2，当怀疑故障涉及固体绝缘时，一般CO2/C0〈3。
（三）气体的其它来源如分接开关油室向主油箱渗漏（C2H2高）；设备油箱带油补焊（C2H2高）；潜油泵出故障（是高速泵，轴和轴瓦产生磨擦，C2H2高，应改为低速泵）；变压器油中含水（H2高）；本体受潮（H2高）等均可产生气体。
（三）变压器部故障的类型变压器部故障分为热性故障和电性故障两种，热性故障按温度高低又分为低温过热、中温过热和高温过热三种故障，电性故障按放电的能量密度分为局部放电、火花放电和电弧放电三种故障，现分别叙述如下。
1、热性故障热性故障是指变压器部的局部过热温度升高，而不是变压器正常运行时由铜损和铁损转化而来的热量，使上层油温升高。
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。
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。
变压器油中溶解气体的检测技术
变压器油中溶解气体的检测技术随着电力工业的发展，变压器的使用越来越广泛。
变压器的正常运行是保障电力系统运行的重要环节。
然而，在变压器的使用过程中，由于多种因素的影响，变压器油中会溶解一定量的气体。
这些溶解气体如果超过一定限度，将会对变压器的正常运行产生不良影响。
因此，对变压器油中溶解气体的检测技术显得尤为重要。
一、背景介绍变压器油是变压器运行中的重要介质，可以起到绝缘、冷却和灭弧等作用。
但是，变压器油在使用过程中会吸收大量的气体，主要有氢、氧、二氧化碳和一氧化碳等，其中含量最多的是氢。
变压器油中溶解的气体主要来自以下几个方面：1. 油质本身：变压器油可能在生产、储存和输送过程中被附带气体污染。
2. 油箱：变压器油在油箱内与大气相接触时，会吸收大气中的气体。
3. 变压器内部：变压器运行时，电气设备放电会产生气体，例如油流中的机械气体、油窝气体和热解气体等。
二、常用的检测技术为了准确检测变压器油中溶解的气体含量，保障变压器的正常运行，现有的检测技术主要包括以下几种：1. 气相色谱法气相色谱法是目前最常用的检测变压器油中溶解气体的方法。
该方法通过将变压器油样品注入气相色谱仪中进行分析，利用不同气体成分的特性在色谱柱中的差异进行分离和检测。
通过峰面积积分法可以准确计算出各种气体的含量。
2. 气溶胶质谱法气溶胶质谱法是一种先进的检测技术，它将液体样品的气相部分直接引入质谱仪中进行分析。
该方法可以快速、准确地检测出变压器油中微量的气体成分，并且对气体成分的分析范围广。
3. 气体释放法气体释放法是一种传统的检测方法，在实验室中被广泛应用。
该方法通过将变压器油样品化为气态，然后通过气体分析仪进行检测。
不同气体的释放温度各异，通过控制加热温度可以选择检测不同成分的气体。
4. 地电场法地电场法是一种非侵入式的检测方法，通过测量变压器周围地电场的变化来判断变压器油中溶解气体的含量。
该方法操作简便，但对检测仪器的精度有一定要求。
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武汉华能阳光电气有限公司油中变压器溶解气体分析原理说明1 变压器油及固体绝缘的成份及气体产生机理分析虽然SF6气体绝缘、蒸发冷却式气体绝缘变压器和干式变压器、交联聚乙烯绕组变压器等有着良好的发展前景，但是变压器油优良的绝缘和散热能力是它们所不能替代的，目前高电压、大容量的电力变压器仍然普遍采用充油式。
充油电力变压器内部的主要绝缘材料是变压器油、绝缘纸和纸板等A级绝缘材料，当运行年限为20年左右时，最高允许的温度为105℃左右。
变压器油中特征气体是由变压器油及固体绝缘产生的，与它们的性能存在着密切的关系。
1 变压器油的成份及气体产生机理变压器油中不同烃类气体的性能是不同的。
环烷烃具有较好的化学稳定性和介电稳定性，黏度随温度的变化很小。
芳香烃化学稳定性和介电稳定性也较好，在电场作用下不析出气体，而且能吸收气体；但芳香烃易燃、黏度大、凝固点高，且在电弧的作用下生成的碳粒较多，会降低油的电气性能。
环烷烃中的石蜡烃具有较好的化学稳定性和易使油凝固，但在电场的作用下易发生电离而析出气体，并形成树枝状的X蜡，影响油的导热性。
变压器油是由天然石油经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油。
它是由各种碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占全部重量的95%～99%。
主要的碳氢化合物有环烷烃(50%以上)、烷烃(10%～40%)和芳香烃(5%～15%)组成[9]。
不同变压器油各种成份的含量有些不同。
变压器油在运行中受到温度、电场、氧气及水分和铜、铁等材料的催化作用会形成某些氧化物及其油泥、氢、低分子烃类气体和固体X蜡等，这就是绝缘油的老化和劣化作用。
正常的老化和劣化情况下，变压器油中仅能产生少量的气体，通武汉华能阳光电气有限公司常它们的含量在临界值之下。
但存在潜伏性故障时情况就不同了，当变压器油受到高电场的作用时，即使温度较低也会分解产生气体。
变压器油是由许多不同分子量的碳烃化合物分子组成的混合物，分子中存在着CH3*、CH2*和CH*等化学基团，含有C-C键和C-H键。
在电或热的作用下使某些C-C键和C-H键断裂，形成了不稳定的氢原子和碳氢化合物的自由基，这些氢原子、自由基迅速重新化合生成氢气和低分子烃类气体。
不同的键断裂需要不同的能量，C-H键(338kJ/mol)断裂生成氢气，这在局部放电的情况下就能达到。
对C-C键需要较多的能量，然后迅速以C-C键(607kJ/mol)、C=C键(720kJ/mol)和C C键(960kJ/mol)化合分别生成相应的乙烷、乙烯和乙炔，需要的能量越来越高。
乙炔仅在接近1000℃的时候才产生，满足这种条件的只有高温过热和放电；甲烷在低温下产生较多，主要是在低温过热和局部放电，随着温度的升高气体的产生速率反而下降了；乙烷始终未能成为主要的气体成份；乙烯在低温下产生很少，但随着温度升高到中高温过热时气体产生速率大大提高了。
2 变压器典型的内部故障充油电力变压器内部的故障模式主要是机械、热和电三种类型，其中以后两者为主，并且机械性故障常以热或电故障的形式表现出来。
人们对359台故障变压器实例统计得知过热性故障和高能放电故障是变压器故障的主要类型，分别占总数的53%和18.1%，其次分别是过热兼高能放电故障、火花放电故障和受潮或局部放电故障。
人们根据故障的原因及严重程度将变压器的典型故障分为6种，各种故障类型及其可能的原因列于表1-1。
故障类型故障的可能原因局部放电由不完全浸渍、高湿度的纸、油的过饱和，或空腔造成的充气空腔中的局部放电，并导致形成X蜡。
低能放电不良连接形成的不同电位或悬浮电位造成的火花放电或电弧，可发生在屏蔽环、绕组中的相邻线饼间或导体间，以及连线开焊处或铁芯的闭合回路中。
夹件间、套管与箱壁、线圈内的高压和地端的放电。
木质绝缘块、绝缘构件胶合处，以及绕组垫块的沿面放电。
油击穿、选择开关的切断电流。
高能放电局部高能量或短路造成的闪络，沿面放电或电弧。
低压对地、接头之间、线圈之间、套管与箱体之间、铜排与箱体之间、绕组与铁芯之间的短路。
环绕主磁通的两个邻近导体之间的放电。
铁芯的绝缘螺丝、固定铁芯的金属环之间的放电。
低温过热(<300℃) 救急状态下变压器超铭牌运行、绕组中油流被阻塞、铁轭夹件中的杂散磁通过大。
中温过热(300℃<t<700℃) 螺栓连接处(特别是铝排)、滑动接触面、选择开关内的接触面，以及套管引线和电缆的连接接触不良。
高温过热(t>700℃) 油箱和铁芯上大的环流，油箱壁未补偿的磁场过高、形成一定的电流，铁芯叠片之间的短路。
根据大量的试验和故障变压器实例可知，高能的电弧放电变压器油主要分解出乙炔、氢气及少量的甲烷；局部放电变压器油主要分解出氢气和甲烷；过热时变压器油主要分解出氢气、甲烷、乙烯等；固体绝缘在过热时主要分解出一氧化碳和二氧化碳等。
不同故障类型所产生的主要特征气体和次要特征气体归纳于表1-2中。
3 基于油中溶解气体分析的故障诊断方法表1-2 充油电力变压器不同故障类型时产生的气体充油电力变压器在长期的运行过程中受到电或热的作用会老化和劣化，产生少量的气体。
当变压器存在热或电故障时，产生气体的速度要加快，如果产生的气体导致油中溶解气体饱和，气体就会进入气体继电器，导致变压器报警。
人们将变压器油中溶解气体中对判断变压器故障有价值的7种气体即氢气(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)称为特征气体，把甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的总和称为总烃。
3.1 判断变压器是否有故障的方法判断变压器是否有故障的方法有根据气体浓度判断变压器是否故障的方法、根据绝对产气速率判断变压器是否故障的方法和根据相对产气速率判断变压器是否故障的方法。
(1)根据气体浓度判断变压器是否故障的方法正常运行情况下，充油电力变压器在受到电和热的作用会产生一些氢气、低分子烃类气体及碳的化合物。
当变压器发生故障时气体产生速度要加快，所以根据气体的浓度可以在一定程度上判断变压器是否发生故障，人们总结的变压器运行过程中气体浓度的注意值如表1-3所示。
表1-3 变压器投运前后气体浓度的注意值(μL/L)故障类型主要气体组分 次要气体组分 油过热CH 4、C 2H 4 H 2、C 2H 6 油和纸过热CH 4、C 2H 4、CO 、CO 2 H 2、C 2H 6 油和纸绝缘中局部放电H 2、CH 4、CO C 2H 2、C 2H 6、CO 2 油中火花放电H 2、C 2H 2 油中电弧H 2、C 2H 2 CH 4、C 2H 4、C 2H 6油和纸中电弧 H 2、C 2H 2、CO 、CO 2 CH 4、C 2H 4、C 2H 6组分投运时间H 2 C 2H 2 总烃 出厂和新投运<10 0 <20 运行中 150 1 150(2)根据产气速率判断变压器是否故障的方法因为有的故障是从潜伏性故障开始的，此时油中溶解气体的含量较小但产气速率较快，所以应该考虑用产气速率来判断变压器是否处于故障状态。
产气速率分为绝对产气速率和相对产气速率。
绝对产气速率是每运行日产生某种气体的平均值，即p m t C C v ei li a ⋅∆-= (2-1)式中，a v 是绝对产气速率，单位为mL/d ；li C 是第二次取样测得油中某种气体浓度，单位为μL/L ；ei C 是第一次取样测得油中某种气体浓度，单位为μL/L ；t ∆是取样间隔中实际的运行时间，单位为d ；m 是变压器总油重，单位为t ；p 是油的密度，单位为t/m 3。
变压器的绝对产气速率的注意值如表1-4所示。
气体组分 开放式 隔膜式总烃 6 12乙炔 0.1 0.2氢气 5 10一氧化碳 50 100二氧化碳 100 200相对产气速率是折算到月的某种气体浓度增加量占原有值百分数的平均值，按下式计算。
1001⋅∆⋅-=t C C C v ei ei li r (2-2)武汉华能阳光电气有限公司式中，rv是相对产气速率，单位为%/m；li C是第二次取样测得油中某气体浓度，单位为μL/L；eiC是第一次取样测得油中某气体浓度，单位为μL/L；t 是取样间隔中实际的运行时间，单位为m。
当总烃的相对产气速率大于10%时就应该引起注意，对总烃起始值很低的变压器不宜采用此判据。
产气速率在很大程度上依赖于设备的类型、负荷情况、故障类型和所用绝缘材料的体积及其老化程度，应结合这些情况进行综合分析。
判断设备状况时，还应该考虑到呼吸系统对气体的逸散作用。
3.2 判断变压器故障类型的方法在判断变压器是故障后，就可以利用判断变压器故障类型的方法判断变压器所属的故障类型了。
判断变压器故障类型的方法主要有特征气体法和比值法，比值法又包括有编码的比值法和无编码的比值法，有编码的比值法包括IEC三比值法等。
(1)特征气体法变压器油中溶解的特征气体随着故障类型及严重程度的变化而变化，特征气体法就是根据油中各种特征气体浓度来判断变压器故障类型的一种方法，特征气体法对故障性质有较强的针对性，比较直观、方便，缺点是没有量化。
表1-5描述了特征气体与变压器内部故障的关系。
故障性质特征气体的特点一般过热性故障总烃较高，C2H2<5μL/L严重过热性故障总烃高，C2H2>5μL/L，但C2H2未构成总烃的主要成份，H2含量较高局部放电总烃不高，H2>100μL/L，CH4占总烃的主要成份火花放电总烃不高，C2H2>10μL/L，H2较高电弧放电总烃高，C2H2高并构成总烃中的主要成份，H2含量高(2)IEC三比值法IEC三比值法最早是由国际电工委员会(IEC)在热力动力学原理和实践的基础上推荐的。
我国现行的DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的就是改良的三比值法。
其原理是根据充油电气设备内油、纸绝缘在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系，从5种气体中选择两种溶解度和扩散系数相近的气体组分组成三对比值，以不同的编码表示，根据比值的编码判断变压器所属的故障类型。
表1-9和表1-10是我国DL/T722-2000推荐的改良三比值法的编码规则和故障类型判断方法。
三比值法原理简单、计算简便且有较高的准确率，在现场有着广泛的应用。
三比值法中各种气体针对的是变压器本体内的油样，对气体继电器中的油样无效，只有根据气体各组分含量的注意值或气体增长率的注意值有理由判断变压器存在故障时，气体比值才是有效的，对于正常的变压器比值没有意义。
同时三比值法还存在一些不足，比如实际情况中可能出现没有对应比值编码的情况、对多故障并发的情况判断能力有限、不能给出多种故障的隶属度、对故障状态反映不全面。