變壓器故障產生氣體的特征當變壓器存在潛伏性故障時，必然使油和固體絕緣物高溫裂解，析出與故障形成有關的各種氣體，這些氣體（可燃的和不可燃的）伴隨著故障而產生和發展。也就是說，大部分充油電氣設備內部故障，在產生和發展過程中，總要長時間產生各種氣體物質。

    這些氣體主要是乙炔（C2H2）、氫氣（H2）、氧氣（O2）、氮氣（N2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）等。盡管變壓器的品種不同，使用的絕緣材料不一，運行時間及變壓器的構造及容量各異，但是試驗和現場實際經驗表明，產生的氣體成分與故障之間卻有著極其密切的關系，即氣體的性質、特征和它所占比例的多少，能夠反映出故障的性質及其嚴重程度。

    用油色譜在線監測系統檢測變壓器，首先應判明變壓器內部是否存在著故障，特別是處于起始階段的潛伏性故障，進而確定故障的部位。潛伏性故障的初始階段一般為低溫熱點，在一定條件下發展為高溫熱點，繼而迅速發展為放電性熱點，終造成設備損壞的嚴重后果。

    故障類型用油色譜在線監測系統檢測變壓器潛伏性故障，是快速準確的有效方法之一。由于變壓器故障的出現，必然產生相應的氣體，而各種氣體的含量多少與故障的嚴重程度有關，這也就成為根據變壓器油中溶解氣體的質（成分）和量（濃度）的變化來判斷故障的理論根據。

    依據大量的現場分析和變壓器的模擬試驗，歸納出氣體成分與故障之間的相互關系，見表1。

變壓器部分放電（局部放電）時產生大量的氫（H2）、甲烷（CH4）和乙炔（C2H2），當有擊穿時產生較多的一氧化碳（CO），當涉及紙熱變質時會產生二氧化碳（CO2）。主要故障類型表現在金屬過熱而產生放電，并且擴大到固體絕緣物，屬于接點至線圈、匝層間的故障。

    變壓器局部過熱時，會產生較多的氫（H2）、乙炔（C2H2）、二氧化碳（CO2），主要故障表現在鐵芯部分，由于穿釘絕緣過熱引起炭化，致使鐵芯多點接地，造成鐵芯故障。變壓器正常運行時不允許鐵芯接地，因為其繞組周圍存在著交變磁場，受電磁感應作用，高壓繞組與低壓繞組之間、低壓繞組與鐵芯之間、鐵心與外殼之間都存在著寄生電容。帶電繞組通過寄生電容的藕合作用，使鐵芯對地產生懸浮電位。由于鐵芯及其它金屬構件與繞組的距離不相等，使各構件之間存在著電位差。當2點之間的電位差達到能夠擊穿其絕緣層時，便產生火花放電，這種放電是斷續的，長期下去對變壓器油和固體絕緣都有不良影響。為了消除這種現象，把鐵芯與外殼可靠地連接起來，使它與外殼等電位。但當鐵芯或其它金屬構件2點或多點接地時，接地點就會形成閉合回路，造成環流，引起局部過熱，導致油分解，絕緣性能下降，嚴重時會使鐵芯硅鋼片燒壞，造成變壓器重大事故，所以變壓器鐵芯只能1點接地。

    絕緣物的熱分解產生氫（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2），由線圈局部散熱不良引起，屬于固體絕緣過熱故障。

    這些相互關系在具體運用中，還應考慮瓦斯繼電器中的氣體是否存在一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2），如果存在，表明有固體絕緣的熱分解，當放電影響到導體和紙的絕緣時，一氧化碳（CO）的含量很高；當放電發生在繞組時，屬于固體絕緣熱分解，瓦斯繼電器內氣體含有較高的一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。所以瓦斯繼電器中的氣體能幫助進一步判斷故障的性質和原因。

    加強色譜分析的監督作用多年來利用氣相色譜分析絕緣油中溶解氣體，檢測充油電氣設備內部早期故障，已成為變壓器等充油電氣設備絕緣監督的重要手段之一。利用油色譜在線監測系統分析發現許多變壓器存在潛伏性故障。經過多次跟蹤分析，故障判斷與吊芯處理結果基本相符，說明氣相色譜分析是監督變壓器運行狀態行之有效的測試方法。

    故障變壓器經吊芯處理后的結果說明，氣相色譜法在帶電情況下判斷準確性高，而且簡便迅速，現將氣體分析列于表2、表3。

    從表2中氣體變化可以看出：氫（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）總烴含量增大，且有乙炔（C2H2）生成（乙炔從無到有是個突變），各種氣體不斷增長，說明有固體絕緣物過熱，變壓器內部油和紙中形成電弧。通過吊芯檢查，故障判斷基本相符。故障原因：在電流流過的紙板和外殼間形成電弧。

    表3故障是：由于產生瓦斯，繼電器突然動作發出信號，取樣分析各種氣體都很高，根據所含氣體的成分推斷：此故障屬于電弧放電，它是突發性的，油中氣體無法預知。通過對這臺變壓器的吊芯處理，各種氣體明顯減少，乙炔消失。監督運行中也未發現任何異常現象，到目前為止運行狀態良好，說明故障判斷是準確的。

    分析油中溶解氣體的目的是為了了解設備運行狀況，了解故障原因，預測近期狀態，以便將充油電器設備的檢修方式由傳統的定期預防性檢修改為狀態檢測維修，這就是油中溶解分析的主要任務。多年來，用氣相色譜分析對運行中的變壓器進行監督，檢測出多臺變壓器內部有不同程度的潛伏性故障，經過及時對吊芯處理，消除隱患，防止了事故的發生。因此，用色譜分析方法檢測變壓器潛伏性故障是有效和可靠的。