变压器故障产生气体的特征当变压器存在潜伏性故障时，必然使油和固体绝缘物高温裂解，析出与故障形成有关的各种气体，这些气体（可燃的和不可燃的）伴随着故障而产生和发展。也就是说，大部分充油电气设备内部故障，在产生和发展过程中，总要长时间产生各种气体物质。

    这些气体主要是乙炔（C2H2）、氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）等。尽管变压器的品种不同，使用的绝缘材料不一，运行时间及变压器的构造及容量各异，但是试验和现场实际经验表明，产生的气体成分与故障之间却有着极其密切的关系，即气体的性质、特征和它所占比例的多少，能够反映出故障的性质及其严重程度。

    用油色谱在线监测系统检测变压器，首先应判明变压器内部是否存在着故障，特别是处于起始阶段的潜伏性故障，进而确定故障的部位。潜伏性故障的初始阶段一般为低温热点，在一定条件下发展为高温热点，继而迅速发展为放电性热点，终造成设备损坏的严重后果。

    故障类型用油色谱在线监测系统检测变压器潜伏性故障，是快速准确的有效方法之一。由于变压器故障的出现，必然产生相应的气体，而各种气体的含量多少与故障的严重程度有关，这也就成为根据变压器油中溶解气体的质（成分）和量（浓度）的变化来判断故障的理论根据。

    依据大量的现场分析和变压器的模拟试验，归纳出气体成分与故障之间的相互关系，见表1。

变压器部分放电（局部放电）时产生大量的氢（H2）、甲烷（CH4）和乙炔（C2H2），当有击穿时产生较多的一氧化碳（CO），当涉及纸热变质时会产生二氧化碳（CO2）。主要故障类型表现在金属过热而产生放电，并且扩大到固体绝缘物，属于接点至线圈、匝层间的故障。

    变压器局部过热时，会产生较多的氢（H2）、乙炔（C2H2）、二氧化碳（CO2），主要故障表现在铁芯部分，由于穿钉绝缘过热引起炭化，致使铁芯多点接地，造成铁芯故障。变压器正常运行时不允许铁芯接地，因为其绕组周围存在着交变磁场，受电磁感应作用，高压绕组与低压绕组之间、低压绕组与铁芯之间、铁心与外壳之间都存在着寄生电容。带电绕组通过寄生电容的藕合作用，使铁芯对地产生悬浮电位。由于铁芯及其它金属构件与绕组的距离不相等，使各构件之间存在着电位差。当2点之间的电位差达到能够击穿其绝缘层时，便产生火花放电，这种放电是断续的，长期下去对变压器油和固体绝缘都有不良影响。为了消除这种现象，把铁芯与外壳可靠地连接起来，使它与外壳等电位。但当铁芯或其它金属构件2点或多点接地时，接地点就会形成闭合回路，造成环流，引起局部过热，导致油分解，绝缘性能下降，严重时会使铁芯硅钢片烧坏，造成变压器重大事故，所以变压器铁芯只能1点接地。

    绝缘物的热分解产生氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2），由线圈局部散热不良引起，属于固体绝缘过热故障。

    这些相互关系在具体运用中，还应考虑瓦斯继电器中的气体是否存在一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2），如果存在，表明有固体绝缘的热分解，当放电影响到导体和纸的绝缘时，一氧化碳（CO）的含量很高；当放电发生在绕组时，属于固体绝缘热分解，瓦斯继电器内气体含有较高的一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。所以瓦斯继电器中的气体能帮助进一步判断故障的性质和原因。

    加强色谱分析的监督作用多年来利用气相色谱分析绝缘油中溶解气体，检测充油电气设备内部早期故障，已成为变压器等充油电气设备绝缘监督的重要手段之一。利用油色谱在线监测系统分析发现许多变压器存在潜伏性故障。经过多次跟踪分析，故障判断与吊芯处理结果基本相符，说明气相色谱分析是监督变压器运行状态行之有效的测试方法。

    故障变压器经吊芯处理后的结果说明，气相色谱法在带电情况下判断准确性高，而且简便迅速，现将气体分析列于表2、表3。

    从表2中气体变化可以看出：氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）总烃含量增大，且有乙炔（C2H2）生成（乙炔从无到有是个突变），各种气体不断增长，说明有固体绝缘物过热，变压器内部油和纸中形成电弧。通过吊芯检查，故障判断基本相符。故障原因：在电流流过的纸板和外壳间形成电弧。

    表3故障是：由于产生瓦斯，继电器突然动作发出信号，取样分析各种气体都很高，根据所含气体的成分推断：此故障属于电弧放电，它是突发性的，油中气体无法预知。通过对这台变压器的吊芯处理，各种气体明显减少，乙炔消失。监督运行中也未发现任何异常现象，到目前为止运行状态良好，说明故障判断是准确的。

    分析油中溶解气体的目的是为了了解设备运行状况，了解故障原因，预测近期状态，以便将充油电器设备的检修方式由传统的定期预防性检修改为状态检测维修，这就是油中溶解分析的主要任务。多年来，用气相色谱分析对运行中的变压器进行监督，检测出多台变压器内部有不同程度的潜伏性故障，经过及时对吊芯处理，消除隐患，防止了事故的发生。因此，用色谱分析方法检测变压器潜伏性故障是有效和可靠的。