变压器油色谱分析报告
浅谈变压器油的气相色谱分析
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。
变压器油的气相色谱分析浅析
变压器油的气相色谱分析浅析【摘要】本文主要对变压器油的气相色谱分析的特征气体、产气原理以及气相色谱分析的取样方法和一些常用的便携式检测仪器做一说明。
【关键词】变压器绝缘油色谱分析一、气相色谱分析的意义变压器油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备的矿物型绝缘油。
一般有25#和45#两种变压器油。
运行中的电力设备一般只能按周期停电进行预试检查，而且变压器等密封设备根本看不到内部情况。
电力变压器的绝缘油气相色谱分析可以很好的补充这一缺陷，而且经过精密的计算和分析可以大概判断出设备内部的情况。
气相色谱分析是对设备内的油进行的分析，从分析溶解于变压器中气体来诊断内部存在的故障。
二、气相色谱分析的特征气体及产生的原理体征气体：气相色谱分析的特征气体主要有氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。
在对所做油样的品质进行判定时，还要对总烃含量做判断。
总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种烃类气体的总和。
在对油品检验之后，我们需要对不合格的油品分析其不合格的原因。
那么，就需要我们大概清楚在什么情况下会分解出什么气体。
产气原理：运行中的变压器油在进行气相色谱分析的时候一般会检测出特征气体和总烃。
那么这些气体又是从哪里来的呢？首先，绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含有CH3*、CH2*和CH*化学基团，并由C-C键键合在一起。
由电或热故障可以使某些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，它们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。
在低能量故障时，如局部放电。
通过离子反应促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成H2而积累。
对C-C键的断裂需要较高的温度，然后逊色以C-C 键、C=C键和C三C键的形式重新化合成烃类气体，依次需要越来越高的温度和越来越多的能量。
变压器油质及色谱分析
新油净化后的检验指标
设备电压等级/kV 项目
500及以上 330~220 ≤110
击穿电压/kV
≥60
≥55
≥45
水分/（mg/kg） 介质损耗因数 90℃
每年至少一次 每年一次
GB/T6541 GB/T5654
击穿电压 2.5mm间隙 kV
每年一次
DL/T 429.9
≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤3 报告
三年至少一次 每年一次或 必要时 每年一次或 必要时
DL/T429.9
体积电阻率 90℃，Ω•m 油中含气量 体积分数% 油泥和沉淀物（质量分 数）%
二）化学特性
包括酸值、水溶性酸 、水分、 氧化安定性 、腐蚀性硫等指标
酸值和水溶性酸 酸值和水溶性酸
酸值是指中和1g变压器油中的全部游离酸所需要的 氢氧化钾毫克数，单位为mg（KOH）/g。 从油品 中所测得酸值，为有机和无机酸的总和，所以也称 总酸值，要求越低越好。变压器油中酸值大小从一 定程度上反映了油的精练深度和氧化程度。 变压器油的水溶性酸是指能溶于水的矿物酸，通常 用pH值表示。对于运行中的油来说，水溶性酸是油 老化产物之一，同时，有了水溶性酸反过来使油更 易老化。通过pH值的测定，可以判断油质的好坏， 油对金属及固体绝缘的腐蚀情况，油质劣化程度， 精制和再生的好坏，油可否继续使用等。
油中9 油中9种溶解气体的分析目的
被分析的气体组 分析目的 分 推荐检测 O2 气体 N2 必测气体 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 了解有无放电现象或存在极高的过热故障点温度 CO CO2 了解固体绝缘的老化情况或内部平均温度是否过高 与CO结合，有时可了解固体绝缘有无热分解 了解脱气程度和密封（或漏气）情况，严重过热时也回极度 消耗明显减少 可了解N2饱和程度，与O2的比值可更准确分析的消耗情况。 正常情况下，N2、O2和CO2之和还可估算出油的总含气量 与甲烷之比可判断并了解过热故障点温度，或了解是否有局 部放电情况和受潮情况 了解过热故障点温度
HS变压器油色谱分析
变压器故障油色谱分析方法摘要：变压器故障检测主要有电气量检测和化学检测方法。
化学检测主要是通过变压器油中特征气体的含量、产气速率和三比值法进行分析判断，它对变压器的潜伏性故障及故障发展程度的早期发现具有有效性。
实际应用过程中，为了更准确的诊断变压器的内部故障，色谱分析应根据设备运行状况、特征气体的含量等采用不同的分析模型确定设备运行是否属于正常或存在潜伏性故障以及故障类别。
变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判，根据DL/T596—1996电力设备性试验规程规定的试验项目及试验顺序，通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，在不停电的情况下，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。
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，它们之间存在不同的对应关系。
1.1 过热性故障是由于设备的绝缘性能恶化、油等绝缘裂化分解。
又分为裸金属过热和固体绝缘过热两类。
裸金属过热与固体绝缘过热的区别是以CO和CO2的含量为准，前者含量较低，后者含量较高。
1.2 放电性故障是设备内部产生电效应（即放电）导致设备的绝缘性能恶化。
又可按产生电效应的强弱分为高能放电（电弧放电）、低能量放电（火花放电）和局部放电三种[1]。
1.2.1 发生电弧放电时，产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体。
这种故障在设备中存在时间较短，预兆又不明显，因此一般色谱法较难预测。
1.2.2 火花放电，是一种间歇性的放电故障。
常见于套管引线对电位未固定的套管导电管，均压圈等的放电;引线局部接触不良或铁心接地片接触不良而引起的放电;分接开关拨叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。
产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体，但由于故障能量较低，一般总烃含量不高。
1.2.3 局部放电主要发生在互感器和套管上。
由于设备受潮，制造工艺差或维护不当，都会造成局部放电。
电力变压器的油色谱分析
电力变压器的油色谱分析目前，在变压器的故障诊断中，单靠电气试验的方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器中气体的油中色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。
油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度的变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度的升高，产气率最大的气体依次为CH4、C2H6、C2H4、C2H2。
这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。
而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。
变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，并分解出极少量的气体（主要包括氢H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多种气体）。
当变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝缘受潮时，这些气体的含量会逐渐增加。
对应这些故障所增加含量的气体成分见表5-9。
表5-9 不同绝缘故障气体成分的变化（1）分析气体产生的原因及变化。
（2）判断有无故障及故障类型。
如过热、电弧放电、火花放电和局部放电等。
（3）判断故障的状况。
如热点温度、故障回路严重程度及发展趋势等。
（4）提出相应的处理措施。
如能否继续进行，以及运行期间的技术安全措施和监视手段，或是否需要吊心检修等。
若需加强监视，则应缩短下次试验的周期。
这些气体大部分溶解在绝缘油中，少部分上升至绝缘油表面，并进入气体继电器。
经验表明，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有非常重要的意义和现实成效，在1997年颁布执行的电力设备预防性试验规程中，已将变压器油的气体色谱分析放到了首要位置，并通过近些年来的普遍推广应用和经验积累取得了显著的成效。
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。
变压器油色谱分析
油 中溶解气体 的产生 及色谱分析方法 ，说 明了如何 对测试数据进 行综合分析判断 的一般方法 。 关键 词 ： 色谱分析 ； 烃类 ； 乙炔
随着当前社 会的发展 ，经济的快速增长 ，人们对 电能的
我们 是通过 变压器 油 中析 出的气体 来分析 变压器 内部
依赖性 越来越 强。一 次不必要 的停 电就有 可能给某 些厂矿 、 故 障性质 和严 重程度 的 ，也 就是说 我们 要 了解 组分 气体与
靠 性 的 要 求 越 来 越 高 ，于 是 产 生 了安 全 可 靠 的运 营供 电 与 必 引 起 水 与 铁 的 化 学 反 应 时 ， 主 要 重 新 生 成 氢 气 ， 而 甲 烷 、 要 的检 修 试 验 这 个 矛 盾 ，亟 待 人 们 去 解 决 。 乙烯 、 乙烷 、 乙炔 等 气 体 产 生 也 分 别 需 要 各 自的 温 度 和 能
变压器 的安 全运行 是 电网安 全 的保 证 。 目前 ，在变压 量 。一般 说来 ，乙烯 是在高于 甲烷和 乙烷的温度下生 成的 ， 器 的故 障诊 断 中 ，只凭 电气试 验 的方法 往往很 难 发现某 些 而 Ｚ 炔 是在 更 高 的温 度 下生成 的 ，一般 是 在 电弧 作用 下、 ００ 。 局 部故 障与发 热缺 陷，特别是 变压 器 内部的过 热性 和放 电 １０ Ｃ 以上 的温度下 产生 的。所 以当组分 中出现 乙炔时 ， 性 缺陷。但 通过变 压器 中气体 的油 中色 谱分析 这种 方法 可 应 当引起 我们 的高度 重视 ， 因为极 有 可能变压 器 内部 出现 以有效地 发现这 些潜伏性故 障及其发展程度 。 了高 温过 热或 放 电故 障 。如 ： 邑供 电公司 出现 的一起变 平 ０８ ５ Ｖ变 电站 １＃主 变瓦 斯动 对于 油浸 式 电力变 压器 ，绝缘 油 中溶解气 体 的色谱 分 压器 故 障 ，２ ０ 年 ３月 温水 ３ ｋ 析 就是发 现这 种潜伏性 故 障的有 效方法 。油 色谱分 析 的原 作 ， 瓦 斯 内 有 气 体 出 现 。 我 们 随 即 对 变 压 器 进 行 了 常 规 的 理 是任何 一种烃 类气 体的 产生速 率 随温度变 化 而变 化 ，它 电气试 验 ，其 接触 电阻 正常 ， 电气试 验直 流 电阻、变 比、 是 对运行 中的变压 器 油样进 行油 中溶解 气体成 分及 含量 的 绝缘 电阻、介质 损等 试验项 目数值 正 常且与 前次试 验值近 分 析 ，根据 不 同的成分 及含量 可判 断变 压器存 在 的潜伏 性 似 ，电气试 验没 有发 现异 常 ，色 谱实验 分析 有 乙烷、 乙烯 故 障及性 质。 因为油浸 式 电力变压 器 的内部故 障大 体上 有 出现骤增 并超 过规 定注意值 ，并且有 乙炔 出现 。进 一步分 局 部过 热和局 部放 电两种 类型 ，这 两种 故 障都 会 引起故 障 析认 为需 吊芯 检查 。经过 吊芯 ，检查 发现 ，有 一处 绝缘木 引起铁芯两点接地 ， 除故障恢复运行 ， 排 点 周 围 的 绝 缘 油 和 固 体 绝 缘 材 料 发 生 分 解 而 产 生 的 气 体 ， 老化进 而造成 击穿 ，
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器作为电力系统中重要的设备，在运行过程中需要使用绝缘油来保证其正常运行，同时也需要通过对变压器油进行色谱分析来判断设备是否存在故障。
本文将从变压器油色谱分析的基本原理、常见的色谱分析技术以及通过色谱分析判断变压器故障等方面进行分析介绍。
一、变压器油色谱分析的基本原理变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的各种化学成分，以及这些成分的含量和分布情况，来判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
变压器油中的化学成分主要包括烃类、脂肪醇、芳烃、芳香烃、有机酸和其它杂质等。
通过对这些成分的检测和分析，可以获得变压器油的化学组成和其运行状态的信息。
二、常见的色谱分析技术对变压器油进行色谱分析常见的技术主要包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、红外光谱（IR）、质谱（MS）等。
这些技术都有各自的特点和适用范围。
1. 气相色谱（GC）气相色谱是一种对气体和液体中的化合物进行分离和分析的技术，它主要用于对变压器油中的有机成分进行分析。
通过气相色谱可以获得变压器油中各种有机成分的含量和分布情况，如烃类、脂肪醇、芳烃等。
三、通过色谱分析判断变压器故障通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，这些信息可以帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
1. 温度异常变压器在运行过程中，如果发生内部局部放电、过载、短路等故障，会导致变压器油中的有机成分的含量和分布发生变化，通过对变压器油进行色谱分析可以获得这些化学成分的含量和分布情况，从而判断变压器是否存在故障。
四、结语变压器油色谱分析是一种重要的变压器监测技术，通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，从而帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
在变压器运行过程中，我们应当充分利用色谱分析技术，对变压器油进行定期的检测和分析，及时发现并排除变压器的故障，确保电力系统的安全稳定运行。