摘要：变压器在正常运行过程中，变压器油随着温度的变化会产生相应的化学反应。而且在变压器发生故障时，变压器油产生的化学反应更为明显，油色也会随之发生较大的变化。因此可以针对变压器油变化的情况，利用色谱分析方法来判断变压器的故障，并针对不同的油色变化来区分出变压器故障的种类，从而根据不同的故障类型采取相应的处理措施，提高变压器运行的稳定性。基于此，本文对变压器油色谱分析诊断技术进行探讨。
关键词：变压器；油色谱分析；诊断技术
变压器运行的状态是否正常，可以利用油色谱分析方法，根据油色的变化情况来进行辨识，这是当前变压器运行过程中普遍使用的一种监测方法，通过对变压器油色变化的有效监测来对变压器工作状态进行分析，及时发现变压器运行中存在的故障隐患，提高变压器运行的安全性和可靠性。
1变压器故障的原因
运行中的变压器，其故障的发生都会存在着一定的潜伏期，在这段时间内变压器在运行过程中会产生一系列的效应和信息。特别是在当前大型电力变压器的绝缘和散热都是用油来实现的，这样在运行电压下，各种电、热、氧、局部电弧等多种因素作用下变压器油和油中的固体有机绝缘材料都会发生变质和裂解，产生低分子气体，同时这些气体的产生速度由于所于变压器内部潜伏性过热及放电故障下会加快，而且这些裂解出来的气体在油中形成气泡，经过对流和扩散等不断的溶解在油中，而不同故障所产生的气体组分和含量也会有所差异，从而可以作为判断变压器故障的特征量。
2油色谱分析的原理
变压器的设计原理中，绝缘工作的设计主要是通过变压器油和绝缘材料来进行，变压器油加上特殊的绝缘材料，能够在变压器的正常工作中，有效地对电流进行绝缘，维持变压器内其他部件的正常工作。而变压器油是从石油原油中分离出来的一种油质，因此，变压器油也包含了石油的构成元素烷烃、环烃族饱和烃等化学有机物。变压器在正常的工作过程中，内部的电流转换等化学反应会对变压器油的化学性质产生一定的改变。处于运行中的变压器，在运行过程中各种因素的影响，其绝缘材料和变压器油原有的化学性质会受到不同程度的破坏，从而导致一些性质上的变化发生，特别是变压器油在变压器运行过程中其受在温度过高时发生化学变化，从而使其原有的化学构成元素出现改变，有一些气体得到分解出来。
变压器油在长时间的使用过程中，其化学性质发生改变，从而有气体产生，这些气体充分的融入到油质中，从而导致变压器油的色谱发生改变，呈现出来的颜色也会有所不同。特别是在变压器发生故障时，变压器油的颜色则会变化的更为突出。主要是由于在故障时，变压器油与绝缘材料会有化学反应发生，从而导致更多的气体产生，使变压器油的色谱变化更为明显。故障不同，变压器油质所表现出来的颜色也会存在差异。由于变压器油与故障之间的这种变化关系，所以可以利用色谱分析来对变压器故障种类进行判断，确保及时找到故障的原因并尽快解决。
3变压器油色谱分析方法
3.1变压器油采样
用上述色谱分析法对变压器内部存在的故障分析时候，必须通过采样的方式，从变压器中取出适量的油体，在这一过程中，主要采取试管或注射器对变压器油进行采样。与此同时，还需将采集样品及时盛装在容器当中以供分析使用。此外，还需确保油样储存容器具备良好的清洁性，避免杂质对油样成分造成污染，从而影响到最终的检测分析效果。
3.2鉴定器检测
在对变压器油内部所含的气体实施检测的环节中，可采取专业的气相色谱仪对经过分离采集到的气体进行检测，得出气体中的化学成分以及构成类型等具体数据。同时，还需将得出的数据进行电子信息式的数据转化，并做好数据存档工作，在这一过程中，可借助现代化电子计算机及数据库实施对鉴定数据信息的存储，以便后续进行高效的故障分析和研究。
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3.3判断故障类型
要是由鉴定器鉴定得出来的变压器油包含气体的类别和性质等数据信息，对变压器内部实际潜存的故障进行判断，同时，还需根据不同的故障类型采取有针对性的修复措施对故障问题进行及时修复，以此保障变压器的安全稳定运行。
4变压器油的故障判断
4.1过热性故障
当绝缘油过热时，产生的特征气体主要是甲烷，次要气体是乙烯；绝缘油和绝缘纸严重过热时，产生的特征气体主要有甲烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳，还有氢气和乙烷这两种次要气体。
4.2放电性故障
当变压器油中出现火花放电故障时，产生的气体主要有氢气、甲烷和乙炔气体；当绝缘油中电弧放电时，产生的气体主要是氢气、乙炔和甲烷，次要气体组分为乙烯和乙烷；当绝缘油和绝缘纸中都电弧放电时，产生的特征气体主要是氢气、乙炔、一氧化碳和二氧化碳，除此之外，还有少量的甲烷、乙烷和乙烯等次要气体产生；当油纸绝缘局部放电时，会放电分解出大量的氢气和甲烷气体，还有少量的乙炔、一氧化碳和乙烯气体。另外，无论是哪一种放电性故障只要有固体绝缘加入时，都会有一氧化碳和二氧化碳气体产生。
4.3受潮故障
当变压器设备进水受潮或者油里有气泡时，这两种情况下都会产生大量的氢气。设备内部进水受潮时，除了油中的水分和固体绝缘中存在的气隙而发生局部放电，从而产生氢气外，水分子也会在电场作用下发生电解反应生成氢气，还有水分与铁发生的化学反应，也会产生大量的氢气。因此，变压器内部进水受潮时，氢气的含量会比较高。
5发展应用展望
5.1变压器油色谱在线分析检测装置
实现油色谱现在分析设备故障对于判断变压器风险和缺陷是非常有帮助的，油色谱在线分析装置的运行可以实现不间断的连续检测设备的状态，这种方式尤其是在检测设备缺陷变化发展的程度有很大帮助，让工作人员可以及时的掌握设备的缺陷和存在的安全风险，使得油色谱由周期性的分析变成了随时的状态分析的区别，这将是变压器检修中最显著重要的一个标志，很大程度上提高了工作效率和分析判断故障的准确性。在设备出现故障的时候，以目前的技术上水平，因为还有很多限制，我们还是需要在故障发生的时候尽快取出油样本拿到实验室进行复查，因为还是很难在故障发生前做出准确的早期报警。
5.2便携式油色谱分析装置
简单便携的油色谱分析方法相对于实验室的油色谱分析方法不会有太多技术上的区别，唯一的好处就是将实验室的分析方法搬到了现场进行判断分析，这种方式可以使得工作人员在故障发生的第一时间就能够对故障的类型和性质作出判断，这也大大提高了工作效率，目前会随着状态检修设备的开展会不断地提升此技术，使得这项技术在分析故障的准确度上面更加接近实验室分析的标准和水平。
结束语：
综上所述，采用色谱分析方法，能够有效的诊断出变压器中存在的缺陷以及潜在的故障，对变压器故障检修具有很重要的作用。在变压器故障检测中，对色谱分析法的应用，还需要根据变压器缺陷程度，选择合理的分析方法，并根据设备历史运行数据等，对设备故障实施准确而有效的判断，从而提出行之有效的解决策略，保证变压器运行的安全与稳定。
参考文献：
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[4]变压器油色谱分析及故障判断[J].牟雪梅，马静洁.科技创新与应用.2016（31）
论文作者:李焕友
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：变压器论文; 故障论文; 色谱论文; 气体论文; 氢气论文; 发生论文; 甲烷论文; 《电力设备》2018年第34期论文;