摘要：本文通过具体的试验数据，阐述了在判断大型电气设备内部故障时，仅依靠传统的电气设备预防性试验方法难以发现潜伏性故障，应结合气相色谱分析技术才能对电气设备内部绝缘状况进行准确的分析和判断。
关键词：电气设备；内部故障；判断；传统的预防性试验；气相色谱分析
当变压器发生出现匝间故障、绝缘击穿、相间故障等内部故障时，故障点周围绝缘物质将因受热、高压分解，由此产生氢、二氧化碳以及一氧化碳以及各种烃类气体，随着不同故障的产生机制的不同，分解产物的组成比例，组分也不尽相同。即使是故障的产生机制相同，也会由于其严重程度的不同，产生不等量、比例不尽相同的气体。总之，绝缘油在高热与电解情况下生成的各种气体，随着充油设备内部发生的故障不同，产生的气体及产气速率也不同，两者有着密切关系。在油务工作中，因为故障的发展是一个渐变的过程，因此，仅仅是通过对油中溶解的气体组分进行分析，是很难判别故障存在情况以及严重程度。为此，有必要采用气相色谱分析法对充油电气设备进行分析，实现对运行充油电气设备的技术监督，确保电网安全运行。所谓的气相色谱分析法，就是根据故障情况下产气的累计性、产气速率和产气的特性来检测与诊断变压器等充油电气设备内部的潜伏性故障。
1关于特征气体及气相色谱概况
1.1油浸变压器中特征气体扩散分析
通过对变压器油中特征气体的分析发现，在油液体中特征气体的整个扩散过程，即是在整台油浸式变压器内部油体中，由特征气体密度大的油区向密度小的油区转移的过程，扩展速度越快，则说明该组特征气体的浓度越高。从这一理论出发，很容易得出，发生故障区域中，特征气体浓度越高，其扩展的速度越高；对离故障区域的油区来说，特征气体相对的含量则较低，扩散的速度相对地也较慢。
1.2监测变压器油中溶解的气体
电力用变压器中采用的是油浸纸绝缘式。在电作用与热作用的过程中，矿物类与绝缘物会发生裂解，从而产生诸如H2、CH4、C2H6、C2H4、CO、CO2这些特征气体。对这些溶解气体进行分析，判别其成分与相互比例就可以判断潜在故障的存在并确定其故障类型。使用气相色谱仪对油进行分析的过程如下：取油样；对油样进行脱气；利用载气（惰性气体）将取得的气体推动至色谱仪，其中不同的气体由于运行速度不同而分离；测定所得气体的浓度以及成分。
1.3色谱分析诊断的基本程序
首先看特征气体的含量，计算产生气体的速率；通过分析得出的气体组分及其含量，进行三比值计算，判断故障的类别，纵向审核设备的运行历史，并且通过横向的其它试验进行综合判断。
2油色谱分析诊断实例
2.1分析及处理过程
2019年4月在对2#110kV变压器进行周期性预防试验和绝缘油气相色谱分析时，发现两种测试方法在判断内部故障方面存在偏差，即通过变压器周期预防性试验，测试数据不存在数据不合格情况。其具体数据如下：
由上述数据说明：
1、07年、08年油中气体含量符合标准规定的注意值，即总烃<150H2< 150、C2H2<5，09年油中气体含量总烃、C2H2超过注意值。
2、我们按照IEC三比值法（即下表）对09年气体含量进行分析：
依照上表计算：C2H2/C2H4=0.10、CH4/H2=1.55、C2H4/C2H6=1.27，从而得到其比值编码为：121说明故障性质为热点伴有放电。
3、对于故障点部位估计，一般可根据导电回路和磁路产气特征的某些差异来推定。如故障在导电回路时，往往有C2H2，且含量较高，C2H4/C2H6比值也较高，并且C2H4的产气速率往往高于CH4的产气速率。对于磁路故障一般无C2H2或者很少，而且C2H4/C2H6比值较小，由此我们看到，该故障热点应在导电回路上。
4、开放式变压器正常水平的CO和CO2值分别为400和4500，在运行的头两年内，CO/CO2比值一般大于0.1，约7-8年后该比值下降至0.091左右。按96%正常水平计算，CO/CO2比值为0.0265，说明热点故障未涉及固体绝缘材料。
通过以上分析，我们认为，该变压器导电回路存在过热现象，但温度不高，且过热故障未涉及固体绝缘材料。
2019年4月19日，对该变压器进行了吊芯检查，发现在10KV侧接线箱中，存在三相导电连接带固定螺栓有松动现象，连接面伴有轻微麻点，其他整体完好，经处理和测试合格后恢复送电。
经过以上分析表明，在判断大型电气设备内部故障时，仅依靠传统的电气设备预防性试验方法难以发现潜伏性故障，应结合气相色谱分析技术才能对电气设备内部绝缘状况进行准确的分析和判断。
3结语
通过对电力变压器油中所含气体进行色谱分析，可以有效地判断变压器中潜伏的局部故障的早期存在。早期故障障的诊断虽然灵敏，但由于这一方法的技术特点，在故障的诊断上也有不足之处，对部分故障类型，比如进水、受潮或是局部放电等，容易发生误判。因此，在对变压器潜伏性故障进行判别时，有必要根据故障以及缺陷的发展阶段的不同，采用不同的分析方法，同时，结合设备的实际运行状况，进一步整合电气试验、油质分析以及设备的损坏程度等做出准确的、综合的判断，在具体应用中及外部电气试验数据，应该要充分发挥油化学检测的灵敏性，正确评判设备状况，通过制定针对性的检修方法，提高变压器的运行可靠性。
参考文献
[1]张宁.油务员[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]DL/T722-2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].
论文作者:刘香梅,卫秦,周海龙,王万春,王晓峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：故障论文; 气体论文; 变压器论文; 色谱论文; 比值论文; 电气设备论文; 特征论文; 《基层建设》2019年第23期论文;