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[摘 要]绝缘油色谱分析法能灵敏地反映充油设备主绝缘方面的潜伏性故障，这项检测技术不但不受外界电场的干扰，而且还可以定期地将运行设备内部事故消灭在萌芽状态之中。绝缘油中溶解气体的含量能防止设备损坏和由于设备损坏而导致的电网大面积停电事故发生。因此，利用绝缘油中溶解气体的色谱分析方法可以随时监视设备的运行，成功捕捉并处理330kV电抗器、330kV变压器内部过热故障和110kV电流互感器内部放电故障。本文概述了绝缘油色谱分析技术，阐述了绝缘油色谱分析在电气设备绝缘监督中的应用，对及早预测变压器等充油电气设备内部故障，防患于未然是极为重要的。
[关键词]绝缘油色谱分析法 电气设备 绝缘监督 应用
中图分类号：TM113 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0078-01
在电力企业中，直流泄漏绝缘电阻、介损测量、交流耐压和局部放电等电气特性试验作为绝缘监督的传统手段，他们的共同缺点是很难测出事故发生前的极小的内部局部故障。通常，充电电气设备内的绝缘材料会逐渐老化和分解，产生少量的气体后在潜伏性过热性放电故障时，就会产生加速度，一部分溶解于油中，一部分则析出。应用气相色谱分析仪可以判定电气设备内部存在潜伏性故障。由于大型电力变压器、电抗器等质量和运行诸多方面的原因，设备的恶性事故严重影响电网的安全稳定运行。为确保变压器、电抗器等设备乃至电网的安全运行，可以利用气相色谱法检测绝缘油中各种溶解气体的含量，以此来充油设备内部故障，已成为保证电网安全运行不可缺少的手段。色谱分析不但能在设备带电情况下进行，而且能在其他技术手段还没有发现的情况下在故障的潜伏与发展期及时发现故障。
一、绝缘油色谱分析技术
色谱分析技术始于二十世纪初，其能够监视充油电气设备的运行状况，在监测设备的故障类型和严重程度的判断上有着独特的地位与作用。其是一种在线监测技术，也是一种物理分析技术，监视充油电气设备的运行状况是与这些电气设备内部绝缘油本身的物理化学变化分不开的。设备中碳氢化合物发生变化的情况因热的程度不同而不同。主要原理是根据电或热的故障使绝缘油中不同分子量的碳氢化合物发生变化，并且这些变化和反应的结果是绝缘油分解出含量不同的C2H4，CH4，C2H6，C2H2，CO，H2，CO2等特征气体，这些气体不断地溶解在油中根据其组成和含量就能尽早随时监视故障的发展情况。
二、绝缘油色谱分析在电气设备绝缘监督中的应用
1.判断故障的类型
變压器油中溶解气体色谱分析的方法是监督与保障电力设备安全运行的的重要手段之一。根据绝缘油的气相色谱测定结果和产气的特征对变压器等设备有无故障及故障性质作出初步判断。目前根据特征气体法、三比值法等进行故障类型的判断，不但保证了产品的质量，而且也提高了企业自身的管理和制造水平也起到了积极的促进作用。而采用注意值作比较，如果设备的某项指标高于标准值的任何一项数值时，表明设备在非正常状态下运行，但这种方法不能确定故障的性质和状态。
2.根据放电能量的大小及变化来掌握故障发展速度。
2.1 产气速率判断法
不管是否有其中的一项或多项气体浓度超过注意值，都应注意气体的产气速率。如：氢的产气速率难以确定，是因为氢的溶解度受外界因素影响大，造成测试结果分散性大；乙炔的含量及注意值，正常运行的变压器油中不应产生乙炔，当发现乙炔从无到到有时就应引起重视。利用变压器油色谱在线监测系统来掌握故障发展速度。有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，很难正确判断是否存在故障以及故障的严重性。求出故障点的产气速率是准确判断故障的重要环节。对总烃含量很低的设备不宜采用此判据。
2.2 三比值法
根据气相色谱分析数据，用三比值法判断低温过热现象，且主要依据气体增长率的注意值来判断设备可能存在故障时气体比值才是有效的。《变压器油中溶解气体分析和判断导则》规定，在油的色谱分析中，各组分气体的含量有增加趋势或超过注意值，根据三比值或其他经验，就可以初步判断存在过热性故障或放电性故障。但是对气体含量正常且无增长趋势的设备比值没有意义。三比值法能较准确的判断出潜伏性故障的性质，同时对并发性的故障也可显示。色谱分析法对充油设备内部早期故障的诊断虽然灵敏，但涉及具有同一气体特征的不同故障类型的故障易于误判。因此在生产实际判断故障时，要对故障部位、原因绝缘或部件的损坏程度等作出准确的判断，而采取出适当的处理措施才能让色谱分析在电力安全生产中的技术监督作用。
2.3 其他应用色谱分析
在线监测在充油设备故障诊断中也获得了广泛的应用。在线监测是设备状况进行连续或定时的监测，色谱分析是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一。實践说明色谱分析在发现充油电气设备内部潜伏性的过热和电故障方面起着重要的作用。
3 检验油色谱数据异常
一是对内部故障的排斥性试验，如有载调压开关的渗漏油、油泵电机的检查试验；二是确定故障部位，空载（轻负载）或短路时观察气体的变化、用测油中糠醛量来判断故障是否涉及固体绝缘.同时用超声定位、测油箱表面和接头的温度分布了解油的分解是否与此有关。这些检查性试验是根据追踪分析的需要排除某种故障的可能性，目前“比值法”还未能包括或反映变压器内部故障的所有形态，有时对放电性故障与过热性故障的表征无法明确区分。
总之，在运用气相色谱连续检测充油电气设备内部故障的过程中，如果发现油中各种气体含量达到范围值，应开始引起注意，并联合其它试验进行进一步找出故障点，从而更好地保证电力系统的安全运行。
参考文献
[1] dl/t596—1996，电力设备预防性试验规程[s].北京：中国电力出版社，2010.，11（12）：45--46.
[2] sdl87—1986，变压器油中溶解气体分析和判断导则[s].北京：水利电力出版社，2001，19（9）：145-146.
[3] 郝有明，温念珠，范玉华，等.电力用油（气）实用技术问答[m].北京：中国水利水电出版社，2011，23（3）：89--90.
[4] 胡文平，尹项根，张哲，等.变压器故障诊断与多传感器信息融合[J].高电压技术，2011，28（2）：32-33.
[关键词]绝缘油色谱分析法 电气设备 绝缘监督 应用
中图分类号：TM113 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0078-01
在电力企业中，直流泄漏绝缘电阻、介损测量、交流耐压和局部放电等电气特性试验作为绝缘监督的传统手段，他们的共同缺点是很难测出事故发生前的极小的内部局部故障。通常，充电电气设备内的绝缘材料会逐渐老化和分解，产生少量的气体后在潜伏性过热性放电故障时，就会产生加速度，一部分溶解于油中，一部分则析出。应用气相色谱分析仪可以判定电气设备内部存在潜伏性故障。由于大型电力变压器、电抗器等质量和运行诸多方面的原因，设备的恶性事故严重影响电网的安全稳定运行。为确保变压器、电抗器等设备乃至电网的安全运行，可以利用气相色谱法检测绝缘油中各种溶解气体的含量，以此来充油设备内部故障，已成为保证电网安全运行不可缺少的手段。色谱分析不但能在设备带电情况下进行，而且能在其他技术手段还没有发现的情况下在故障的潜伏与发展期及时发现故障。
一、绝缘油色谱分析技术
色谱分析技术始于二十世纪初，其能够监视充油电气设备的运行状况，在监测设备的故障类型和严重程度的判断上有着独特的地位与作用。其是一种在线监测技术，也是一种物理分析技术，监视充油电气设备的运行状况是与这些电气设备内部绝缘油本身的物理化学变化分不开的。设备中碳氢化合物发生变化的情况因热的程度不同而不同。主要原理是根据电或热的故障使绝缘油中不同分子量的碳氢化合物发生变化，并且这些变化和反应的结果是绝缘油分解出含量不同的C2H4，CH4，C2H6，C2H2，CO，H2，CO2等特征气体，这些气体不断地溶解在油中根据其组成和含量就能尽早随时监视故障的发展情况。
二、绝缘油色谱分析在电气设备绝缘监督中的应用
1.判断故障的类型
變压器油中溶解气体色谱分析的方法是监督与保障电力设备安全运行的的重要手段之一。根据绝缘油的气相色谱测定结果和产气的特征对变压器等设备有无故障及故障性质作出初步判断。目前根据特征气体法、三比值法等进行故障类型的判断，不但保证了产品的质量，而且也提高了企业自身的管理和制造水平也起到了积极的促进作用。而采用注意值作比较，如果设备的某项指标高于标准值的任何一项数值时，表明设备在非正常状态下运行，但这种方法不能确定故障的性质和状态。
2.根据放电能量的大小及变化来掌握故障发展速度。
2.1 产气速率判断法
不管是否有其中的一项或多项气体浓度超过注意值，都应注意气体的产气速率。如：氢的产气速率难以确定，是因为氢的溶解度受外界因素影响大，造成测试结果分散性大；乙炔的含量及注意值，正常运行的变压器油中不应产生乙炔，当发现乙炔从无到到有时就应引起重视。利用变压器油色谱在线监测系统来掌握故障发展速度。有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，很难正确判断是否存在故障以及故障的严重性。求出故障点的产气速率是准确判断故障的重要环节。对总烃含量很低的设备不宜采用此判据。
2.2 三比值法
根据气相色谱分析数据，用三比值法判断低温过热现象，且主要依据气体增长率的注意值来判断设备可能存在故障时气体比值才是有效的。《变压器油中溶解气体分析和判断导则》规定，在油的色谱分析中，各组分气体的含量有增加趋势或超过注意值，根据三比值或其他经验，就可以初步判断存在过热性故障或放电性故障。但是对气体含量正常且无增长趋势的设备比值没有意义。三比值法能较准确的判断出潜伏性故障的性质，同时对并发性的故障也可显示。色谱分析法对充油设备内部早期故障的诊断虽然灵敏，但涉及具有同一气体特征的不同故障类型的故障易于误判。因此在生产实际判断故障时，要对故障部位、原因绝缘或部件的损坏程度等作出准确的判断，而采取出适当的处理措施才能让色谱分析在电力安全生产中的技术监督作用。
2.3 其他应用色谱分析
在线监测在充油设备故障诊断中也获得了广泛的应用。在线监测是设备状况进行连续或定时的监测，色谱分析是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一。實践说明色谱分析在发现充油电气设备内部潜伏性的过热和电故障方面起着重要的作用。
3 检验油色谱数据异常
一是对内部故障的排斥性试验，如有载调压开关的渗漏油、油泵电机的检查试验；二是确定故障部位，空载（轻负载）或短路时观察气体的变化、用测油中糠醛量来判断故障是否涉及固体绝缘.同时用超声定位、测油箱表面和接头的温度分布了解油的分解是否与此有关。这些检查性试验是根据追踪分析的需要排除某种故障的可能性，目前“比值法”还未能包括或反映变压器内部故障的所有形态，有时对放电性故障与过热性故障的表征无法明确区分。
总之，在运用气相色谱连续检测充油电气设备内部故障的过程中，如果发现油中各种气体含量达到范围值，应开始引起注意，并联合其它试验进行进一步找出故障点，从而更好地保证电力系统的安全运行。
参考文献
[1] dl/t596—1996，电力设备预防性试验规程[s].北京：中国电力出版社，2010.，11（12）：45--46.
[2] sdl87—1986，变压器油中溶解气体分析和判断导则[s].北京：水利电力出版社，2001，19（9）：145-146.
[3] 郝有明，温念珠，范玉华，等.电力用油（气）实用技术问答[m].北京：中国水利水电出版社，2011，23（3）：89--90.
[4] 胡文平，尹项根，张哲，等.变压器故障诊断与多传感器信息融合[J].高电压技术，2011，28（2）：32-33.