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一、色譜分析在絕緣監(jiān)督中的作用在電氣試驗中，通過氣相色譜分析絕緣油中溶解氣體，能盡早的發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，是絕緣監(jiān)督的一種重要手段。這一檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電的情況下進行，而且不受外界因素的影響，可定期對運行設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況進行監(jiān)測，確保設(shè)備安全可靠運行。變壓器大多采用油紙復(fù)合絕緣，當(dāng)內(nèi)部發(fā)生潛伏性故障時，油紙會因受熱分解產(chǎn)生烴類氣體。含有不同化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)的碳氫化合物有著不同的熱穩(wěn)定性，絕緣油隨著故障點的溫度升高依次裂解產(chǎn)生烷烴、烯烴和炔烴。在正常情況下，充油電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油及有機絕緣材料，在過熱或電的作用下會逐漸老化和分解，產(chǎn)生少量的低分子烴類氣體和一氧化碳及二氧化碳氣體，這些氣體大部分溶解于油中。當(dāng)充油電器內(nèi)部存在潛伏性過熱和放電性故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)生速度，隨著故障的發(fā)展，分解出的氣體形成氣泡在油中對流、擴散，不斷溶解在油中。故障氣體的組成及含量與故障類型和故障嚴(yán)重程度關(guān)系密切。因此，在變壓器運行過程中，定期做油的色譜分析，能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障，以避免設(shè)備發(fā)生故障或事故損失。

二、實例變壓器內(nèi)部放電性故障產(chǎn)生的特征氣體主要是乙炔。正常的變壓器油中不含這種氣體，如果變壓器油中這種氣體增長很快，說明該變壓器存在嚴(yán)重的放電性故障。某公司送來兩臺運行中變壓器的油樣，經(jīng)色譜分析，其中一臺有C₂H₂氣體(4.9PPm)，5天后他們再次送來該臺變壓器油樣檢測，乙炔含量猛增到12.8PPm，見表1。

表1

從上表可以看出，總的烴類氣體不高，惟有乙炔氣體超過注意值。氫氣含量也比較高。我們分析該變壓器內(nèi)可能存在放電性故障，要他們回去檢查，果然發(fā)現(xiàn)是分接開關(guān)撥叉電位懸浮引起放電，經(jīng)過處理，避免了事故的發(fā)生。還有一次，某電站送來升壓變壓器油樣，經(jīng)色譜分析烴類氣體含量均在注意值范圍內(nèi)，惟有氫氣含量高達345ppm，見表2。我們分析該變壓器可能有進水現(xiàn)象。經(jīng)檢查，果然發(fā)現(xiàn)該變壓器進水受潮，經(jīng)處理，避免了絕緣擊穿事故的發(fā)生。

表2

變壓器油的氣相色譜分析在絕緣監(jiān)督中具有很重要的作用：第一，可檢測設(shè)備內(nèi)部故障，預(yù)報故障的發(fā)展趨勢，使實際存在的故障得到有計劃且經(jīng)濟的檢修，避免設(shè)備損壞和無計劃的停電；第二，當(dāng)確診設(shè)備內(nèi)部存在故障時，要根據(jù)故障的危害性、設(shè)備的重要性、負荷要求和安全及經(jīng)濟來制定合理的故障處理措施，確保設(shè)備不發(fā)生損壞；第三，對于已發(fā)生事故的設(shè)備，有助于了解設(shè)備事故的性質(zhì)和損壞程度，以指導(dǎo)檢修。

三、氣相色譜分析過程氣相色譜分析是一種物理分離分析技術(shù)，分析程序是先將取樣變壓器油經(jīng)真空泵脫氣裝置將溶解在油中的氣體分離出來，用注射器定量注入色譜分析儀，在載氣的推動下流過色譜柱，混合氣體經(jīng)色譜柱分離后，通過鑒定器來檢測。被分離的各氣體組分依一定次序逐一流過鑒定器將氣體濃度變?yōu)殡娦盘�，再由記錄儀記錄下來，并依各組分的先后次序排列成一個個脈沖尖峰，形成了色譜圖，一個脈沖峰表示一種氣體組分，峰的高度或面積則反應(yīng)該氣體的濃度。色譜圖對被分析的氣體既定性又定量分析，再經(jīng)過峰高計算出各氣體組分的濃度。

四、氣相色譜判斷故障的常用方法1．按油中溶解特征氣體含量與注意值比較進行初步判斷。特征氣體主要包括總烴(C₁+C₂)、H₂等。由于變壓器油在不同故障下產(chǎn)生的氣體有不同的特征，因此，可以根據(jù)氣相色譜檢測結(jié)果和特征氣體的注意值等對變壓器故障性質(zhì)做出初步判斷。變壓器內(nèi)部裸金屬過熱引起油裂解的特性氣體主要是甲烷、乙烯，其次是乙炔。正常的變壓器油中很少或沒有這種低烴類氣體，如果油中這類氣體含量大增，可能是屬于裸金屬過熱，如分接開關(guān)接觸不良，引線焊接不良等。變壓器內(nèi)部放電性故障的特征氣體是乙炔，正常的變壓器油中不含這種氣體，若在分析中發(fā)現(xiàn)這種氣體，應(yīng)密切監(jiān)視發(fā)展情況，若增長很快，說明變壓器內(nèi)存在放電性故障。若變壓器內(nèi)氫氣和甲烷含量高，總的烴類氣體不高，甲烷是總烴中的主要成分，有可能存在局部放電性故障。若氣體組分中乙炔和氫氣的含量較高，總的烴類氣體不高，則該變壓器內(nèi)可能存在火花放電性故障。若變壓器內(nèi)總的烴類氣體很高，氫氣含量也高，乙炔是總烴的主要成分，則有可能有電弧放電性故障。2．根據(jù)故障點的產(chǎn)氣速率判斷。有的設(shè)備因某些原因使氣體含量超過注意值，不能斷定有無故障；而有的設(shè)備雖低于注意值，如含量增長迅速，也應(yīng)引起注意。產(chǎn)氣速率對反應(yīng)故障的存在、嚴(yán)重程度及其發(fā)展趨勢更加直接和明顯，可以進一步確定故障的有無和性質(zhì)。產(chǎn)氣速率包括絕對產(chǎn)氣速率和相對產(chǎn)氣速率。變壓器內(nèi)的固體絕緣材料在故障引起的高溫下裂解，要產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳氣體。變壓器在長期的正常運行中，由于固體絕緣材料的老化，也會產(chǎn)生同樣氣體，屬正常老化現(xiàn)象，并不是故障。是否為故障，要根據(jù)氣體的增長速率來判定。有時還應(yīng)結(jié)合電氣性能試驗、化學(xué)試驗和運行檢修情況進行綜合分析來判斷故障類型。3．用三比值法進行判斷。當(dāng)根據(jù)各組分含量的注意值或產(chǎn)氣速率判斷可能存在故障時，可用三比值法來判斷故障類型，即CH₄/H₂、C₂H₄/C₂H₆、C₂H₂/C₂H₄。例如，三比值編碼為102時，故障性質(zhì)可能是高能量放電；三比值編碼是020時，可能存在低溫范圍的過熱性故障。

五、油色譜分析的誤差分析用氣相色譜法對變壓器油中溶解氣體進行分析，從取樣到取得分析結(jié)果過程的操作較多，因此誤差也比較大，為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在實際工作中應(yīng)特別注意以下幾個環(huán)節(jié)：1．為了避免取樣方法的誤差，采用玻璃注射器取樣時，不應(yīng)拉脫注射器芯子，以免吸人空氣；油樣在運輸過程中要避免振蕩，容器的密封要嚴(yán)。2．為了避免脫氣過程中產(chǎn)生誤差，取氣時所用注射器要密封良好。3．進樣注射量的大小可能對定性定量結(jié)果產(chǎn)生誤差。4．通過人工測量記錄儀記錄的峰高或半峰寬，再用峰高法計算實際含量，不可避免的帶來測量及計算誤差。實際工作中，只要認(rèn)真仔細的對待每一個環(huán)節(jié)，可以減少誤差，做到分析結(jié)果基本正確。