油中气体的气相色谱分析技术概述ppt课件

1、油中气体的气相色谱油中气体的气相色谱分析技术概述分析技术概述 制造：王炜制造：王炜 气相色谱分析法以发现充油设备早气相色谱分析法以发现充油设备早期埋伏性缺点为主，是一种灵敏、有效期埋伏性缺点为主，是一种灵敏、有效的方法。的方法。 电气实验以发现暴露性缺点为主，电气实验以发现暴露性缺点为主，发现时缺点已开展到一定程度或已然构发现时缺点已开展到一定程度或已然构成。成。 气相色谱技术包括检测气相色谱技术包括检测技术和分析技术。技术和分析技术。 变压器油的分解特性：变压器油的分解特性： 乙烯生成的温度高于甲烷和乙烷，约为乙烯生成的温度高于甲烷和乙烷，约为500。 乙炔约在乙炔约在8001000生成，低

2、于生成，低于800时时只需少量生成。油氧化反响只需少量生成。油氧化反响(老化反响老化反响)时，有少时，有少量量CO和和CO2生成。生成。 油碳化成颗粒的温度是油碳化成颗粒的温度是500800。 所以在特定温度下，含有一种气体产气率出所以在特定温度下，含有一种气体产气率出现最大值，随温度升高，产气率最大的气体依次现最大值，随温度升高，产气率最大的气体依次为甲烷为甲烷乙烷乙烷乙烯乙烯乙炔。乙炔。 气体的分析对象：气体的分析对象： 根据我国现行规范，主要对以下气体进展根据我国现行规范，主要对以下气体进展分析：分析：H2 氢气氢气CH4甲烷、甲烷、C2H6乙烷、乙烷、C2H4乙烯、乙烯、C2H2乙炔乙

3、炔CO一氧化碳、一氧化碳、CO2二氧化碳二氧化碳 其中其中CH4甲烷、甲烷、C2H6乙烷、乙烷、C2H4乙烯、乙烯、C2H2乙炔之和称为烃类气体总和，简称总烃。乙炔之和称为烃类气体总和，简称总烃。油中气体的来源：油中气体的来源：由缺点产生。由缺点产生。由资料老化产生。由资料老化产生。由其他非缺点引起。由其他非缺点引起。 缺点断定及分类：缺点断定及分类： 根据导那么规定的油中气体含量限值即根据导那么规定的油中气体含量限值即留意值，但留意值不是设备能否可以继续运留意值，但留意值不是设备能否可以继续运转和真正存在缺点的独一规范，当到达留意转和真正存在缺点的独一规范，当到达留意值时，应追踪分析，查明缘

4、由，加强监视。值时，应追踪分析，查明缘由，加强监视。 留意值包括两个方面，气体含量留意值留意值包括两个方面，气体含量留意值和气体增长率留意值。和气体增长率留意值。气相色谱分析技术内容：气相色谱分析技术内容： 气相色谱分析技术内容包括分析气相色谱分析技术内容包括分析油中气体产生的缘由及变化、明确判油中气体产生的缘由及变化、明确判别有无缺点和缺点性质及严重程度、别有无缺点和缺点性质及严重程度、判别缺点的开展趋势、提出相应的应判别缺点的开展趋势、提出相应的应对措施等。对措施等。 一、缺点性质分析一、缺点性质分析 判别缺点性质的方法常见的判别缺点性质的方法常见的有四种，其中最常用的是特征气有四种，其中

5、最常用的是特征气体分析法和三比值判别法。体分析法和三比值判别法。 特征气体判别法特征气体判别法 故障类型故障类型 主要气体主要气体次要气体次要气体油过热油过热CHCH4 4 C C2 2H H4 4H H2 2 C C2 2H H6 6油和纸过热油和纸过热CHCH4 4 C C2 2H H4 4 CO CO CO CO2 2H H2 2 C C2 2H H6 6油纸中局部放电油纸中局部放电H H2 2 CH CH4 4 CO COC C2 2H H2 2 C C2 2H H6 6 CO CO2 2油中火花放电油中火花放电H H2 2 C C2 2H H2 2油中电弧油中电弧H H2 2 C C

6、2 2H H2 2CHCH4 4 C C2 2H H4 4 C C2 2H H6 6油、纸中电弧油、纸中电弧H H2 2 C C2 2H H2 2 CO CO CO CO2 2 CHCH4 4 C C2 2H H4 4 C C2 2H H6 6固体绝缘受热分解固体绝缘受热分解CO COCO CO2 2三比值法三比值法 三比值是指三比值是指C2H2C2H2C2H4C2H4、CH4CH4H2H2、C2H4C2H4C2H6C2H6三项比值，三项比值， 从这三项比值的从这三项比值的大小和规律来判别充油设备内部存在的大小和规律来判别充油设备内部存在的缺点，这种方法称为三比值判别法。缺点，这种方法称为三比

7、值判别法。 三比值法中，对应于一定的比值范三比值法中，对应于一定的比值范围，以不同的编码表示出来，利用编码围，以不同的编码表示出来，利用编码规那么判别缺点性质和严重程度。规那么判别缺点性质和严重程度。 气体比值范围气体比值范围比值范围的编码比值范围的编码C C2 22 2/C/C2 2H H4 4CHCH4 4/H/H2 2C C2 2H H4 4/C/C2 2H H6 60.10.10 01 10 00.10.11 11 10 00 0113 31 12 21 1332 22 22 2编码组合编码组合故障类型判断故障类型判断故障实例故障实例( (参考参考) )C C2 2H H2 2/C/C

8、2 2H H4 4CHCH4 4/H/H2 2C C2 2H H4 4/C/C2 2H H6 60 0（过热性）（过热性）0 01 1低温过热低温过热( (低于低于150)150)绝缘导线过热，注意绝缘导线过热，注意COCO和和COCO2 2的含量，以的含量，以及及COCO2 2/CO/CO值值2 20 0低温过热低温过热(150(150300)300)分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焯接不良，涡流引起铜过热，铁或接头焯接不良，涡流引起铜过热，铁心漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁心漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁心多点接地等心多点接地等2 21 1中温

9、过热中温过热(300(300700)700)0 0，1 1，2 22 2高温过热高温过热( (高于高于700)700)1 10 0局部放电局部放电高温度、高含气量引起油中低能量密度高温度、高含气量引起油中低能量密度的局部放电的局部放电1 1（放电性）（放电性）0 0，1 10 0，1 1，2 2低能放电低能放电引线对电位未固定的部件之间连续火花引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同放电，分接抽头引线和油隙闪络，不同电位之间的油中火花放电或悬浮电位之电位之间的油中火花放电或悬浮电位之间的火花放电间的火花放电2 20 0，1 1，2 2低能放电兼过热低能放电兼过热2

10、2（严重放电（严重放电性）性）0 0，1 10 0，1 1，2 2电弧放电电弧放电线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引线对箱壳放电、头引线间油隙闪络、引线对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流线圈熔断、分接开关飞弧、因环路电流引起电弧、引线对其他接地体放电等引起电弧、引线对其他接地体放电等2 20 0，1 1，2 2电弧放电兼过热电弧放电兼过热三比值法的运用原那么：三比值法的运用原那么： 1 1只需根据气体各组分含量的留意值或气体增只需根据气体各组分含量的留意值或气体增长率的留意值有理由判别设备能够存在缺点时，气体长率的留意值有理由判

11、别设备能够存在缺点时，气体比值才是有效的，并应予计算。比值才是有效的，并应予计算。 2 2假设气体的比值与以前的不同，能够有新的假设气体的比值与以前的不同，能够有新的缺点重叠在老缺点或正常老化上。为了得到仅仅相应缺点重叠在老缺点或正常老化上。为了得到仅仅相应于新缺点的气体比值，要从最后一次的分析结果中减于新缺点的气体比值，要从最后一次的分析结果中减去上一次的分析数据，并重新计算比值去上一次的分析数据，并重新计算比值( (尤其是在尤其是在COCO和和CO2CO2含量较大的情况下含量较大的情况下) )。在进展比较时，要留意在。在进展比较时，要留意在一样的负荷和温度等情况下和在一样的位置取样。一样的

12、负荷和温度等情况下和在一样的位置取样。 3由于溶解气体分析本身存在的实验误差，导致气体比值也存在某些不确定性，因此在运用比值法判别设备缺点性质时，应留意各种能够降低准确度的要素主要是检测要素，尤其是对正常值普遍较低的电压互感器、电流互感器和套管，更要留意这种情况。 其他分析方法其他分析方法气体含量变化分析法气体含量变化分析法 氢气氢气H2H2变化变化 任何热和电方面的缺点都会生成任何热和电方面的缺点都会生成H2H2，温，温度越高，度越高，H2H2与总烃的比例越低，但绝对值越高。与总烃的比例越低，但绝对值越高。高、中温缺点高、中温缺点H2H2与总烃比例普通在与总烃比例普通在2727左右。左右。

13、乙炔乙炔C2H2C2H2变化变化 当有电弧放电时，乙炔普通占总烃的当有电弧放电时，乙炔普通占总烃的20207070。乙炔超标且增长速率较快，能够有高。乙炔超标且增长速率较快，能够有高能量放电。能量放电。 甲烷甲烷CH4CH4、乙烯、乙烯C2H4C2H4变化变化 热性缺点时两者之和普通可占总烃的热性缺点时两者之和普通可占总烃的8080以上，温度越高，以上，温度越高，C22H4C22H4的比例也添加。的比例也添加。 一氧化碳一氧化碳COCO、二氧化碳、二氧化碳CO2CO2变化变化 变压器中变压器中COCO的正常值约为的正常值约为800L800LL L。COCO和和CO2CO2气体含量的变化反映了设

14、备内部绝气体含量的变化反映了设备内部绝缘资料老化或缺点，因此要注重缘资料老化或缺点，因此要注重COCO和和CO2CO2的的变化。变化。气体含量比值分析法：当总烃超越留意值时气体含量比值分析法：当总烃超越留意值时 C2H2C2H2C2H4C2H4，小于，小于0.10.1时为过热缺点，大于时为过热缺点，大于0.10.1时为放电缺点。时为放电缺点。 C2H4C2H4C2H6C2H6，小于，小于1.01.0时为低温过热缺点，时为低温过热缺点，大于大于1.01.0小于小于3.03.0时为中温过热缺点，时为中温过热缺点， 大于大于3.03.0时为时为高温过热缺点。高温过热缺点。假设是导电回路的缺点，能够同

15、时存在乙炔，并且假设是导电回路的缺点，能够同时存在乙炔，并且C2H4C2H4C2H6C2H6比值较高。比值较高。 假设是磁路缺点，普通无乙炔存在，同时假设是磁路缺点，普通无乙炔存在，同时C2H4C2H4C2H6C2H6比值也较低。比值也较低。 CH4CH4H2H2，小于，小于1.01.0时为放电缺点，大于时为放电缺点，大于1.01.0时时为放电兼过热缺点。为放电兼过热缺点。 COCOCO2CO2，大于，大于0.330.33或小于或小于0.090.09时阐明有纤维时阐明有纤维资料分解。这项比值也可用资料分解。这项比值也可用CO2CO2COCO判别，大于判别，大于7.07.0时阐明有纤维资料老化分

16、解，小于时阐明有纤维资料老化分解，小于3.03.0时阐明缺点时阐明缺点时有固体绝缘资料参与，缺点温度高于时有固体绝缘资料参与，缺点温度高于200200。 C2H2C2H2H2H2，用于判别变压器有载开关能否存，用于判别变压器有载开关能否存在内部渗漏，当比值大于在内部渗漏，当比值大于2.02.0时，时， 普通以为有载开普通以为有载开关能够存在内部渗漏。关能够存在内部渗漏。二、缺点严重程度判别二、缺点严重程度判别 过热缺点可分为低温、中温、高温过热，过热缺点可分为低温、中温、高温过热，放电缺点可分为电晕、火花、电弧放电，当放电缺点可分为电晕、火花、电弧放电，当运用运用 “ “缺点性质分析中引见的方

17、法进展缺点性质分析中引见的方法进展缺点性质分析时，可同时判别缺点的严重程缺点性质分析时，可同时判别缺点的严重程度。普通地说，当出现高温过热和火花、电度。普通地说，当出现高温过热和火花、电弧放电缺点，中温过热涉及到纸绝缘时，都弧放电缺点，中温过热涉及到纸绝缘时，都需立刻安排停电检修，消除缺点。需立刻安排停电检修，消除缺点。缺点开展趋势判别缺点开展趋势判别 采用定期延续采样检测监控的方法。采用定期延续采样检测监控的方法。 1. 1. 根据产气速率及总烃含量判别法根据产气速率及总烃含量判别法 缺点开展趋势通常是经过产气速率判别的，同时缺点开展趋势通常是经过产气速率判别的，同时产气率还代表着缺点的严重

18、程度。产气速率有两个规产气率还代表着缺点的严重程度。产气速率有两个规范，绝对产气速率和相对产气速率，由于绝对产气速范，绝对产气速率和相对产气速率，由于绝对产气速率能较好地反映出缺点开展程度和性质，不论纵向率能较好地反映出缺点开展程度和性质，不论纵向( (历史数据历史数据) )、横向、横向( (同类产品同类产品) )都有较好的可比性，普都有较好的可比性，普通采用绝对产气速率来判别比较准确。通采用绝对产气速率来判别比较准确。 绝对产气速率：Ci,2第二次取样 LLCi,1第一次取样 LLt取样间隔时间 实践运转d(天)m总油量油密度 tm3 ，普通取0.85总烃产气速率与缺点性质关系总烃产气速率与

19、缺点性质关系绝对产气速率绝对产气速率故障性质故障性质1010带有烧伤痕迹带有烧伤痕迹5 5严重过热严重过热, , 但未损坏绝缘但未损坏绝缘1 1过热过热相对产气速率：相对产气速率： 运用绝对产气速率要求的元素和条件较多，运用绝对产气速率要求的元素和条件较多，采用相对产气速率会更方便。采用相对产气速率会更方便。 大于大于10月时应引起留意。月时应引起留意。总烃含量判别法总烃含量判别法 1 1总烃绝对值小于留意值，总烃产气速率小总烃绝对值小于留意值，总烃产气速率小于留意值，变压器正常。于留意值，变压器正常。 2 2总烃绝对值大于留意值，不超越总烃绝对值大于留意值，不超越3 3倍，产气倍，产气速率小

20、于留意值，变压器有缺点，速率小于留意值，变压器有缺点， 但开展缓慢，可但开展缓慢，可继续坚持运转。继续坚持运转。 3 3总烃绝对值大于留意值，不超越总烃绝对值大于留意值，不超越3 3倍，总烃倍，总烃产气速率为留意值的产气速率为留意值的1 12 2倍，倍， 那么变压器有缺点，那么变压器有缺点，应缩短测试周期，可继续监视运转，亲密留意开展。应缩短测试周期，可继续监视运转，亲密留意开展。 4 4总烃绝对值大于留意值总烃绝对值大于留意值3 3倍，产气速率大于倍，产气速率大于留意值留意值3 3倍，变压器有严重缺点，开展迅速，应采取倍，变压器有严重缺点，开展迅速，应采取措施或安排检修。措施或安排检修。2.

21、 2. 根据总烃变化趋势根据总烃变化趋势 充油设备内部存在缺点，总烃含量的充油设备内部存在缺点，总烃含量的变化有两类，一是与时间大致成正比增长关变化有两类，一是与时间大致成正比增长关系，阐明缺点已然构成并长期存在，应视为系，阐明缺点已然构成并长期存在，应视为较严重的缺点。较严重的缺点。 一种总烃值不随时间变化，出现时增一种总烃值不随时间变化，出现时增时减的景象，阐明内部能够存在延续性缺点，时减的景象，阐明内部能够存在延续性缺点，如铁心延续性多点接地等，出现这种情况普如铁心延续性多点接地等，出现这种情况普通可继续监视运转。通可继续监视运转。3. 运用运用TD 图法判别缺点开展趋势图法判别缺点开展

22、趋势 设备内部存在高温缺点和放电性缺点时，设备内部存在高温缺点和放电性缺点时，绝大多数情况下绝大多数情况下 C2H4C2H63，编码为，编码为2，这时可以这时可以CH4H2为纵轴，为纵轴，C2H2C2H4为为横轴，即构成了横轴，即构成了T热热D放电图。放电图。 运用运用TD图能迅速判别缺点性质，也能非图能迅速判别缺点性质，也能非常直观地反映出缺点的开展趋势和严重程度。常直观地反映出缺点的开展趋势和严重程度。 缺点部位的判别缺点部位的判别 缺点开展趋势判别方法能知道变压器缺缺点开展趋势判别方法能知道变压器缺点程度或发热点温度范围，但却不知道缺点点程度或发热点温度范围，但却不知道缺点的部位，即缺点

23、发生的部位是磁回路还是导的部位，即缺点发生的部位是磁回路还是导电回路。电回路。 利用总烃含量与电压或电流成正比利用总烃含量与电压或电流成正比的关系，能较准确地判别过热回路的缺点部的关系，能较准确地判别过热回路的缺点部位，称为总烃伏安法。位，称为总烃伏安法。 曲线比较法：曲线比较法： 按运转日志提供的电压、负荷电流数据，按运转日志提供的电压、负荷电流数据，计算出每日或一定时间间隔的变压器电源电压计算出每日或一定时间间隔的变压器电源电压和电流平均值，以时间为横轴，做出电压、电和电流平均值，以时间为横轴，做出电压、电流曲线，再将延续监测的总烃曲县绘于图中，流曲线，再将延续监测的总烃曲县绘于图中，对三

24、条曲线进展比较。对三条曲线进展比较。 总烃随电压升高，为磁回路缺点。总烃随电压升高，为磁回路缺点。 总烃随电流升高，为导电回路缺点。总烃随电流升高，为导电回路缺点。COCO和和CO2CO2的分析的分析 绝缘纸开场热解时产生的主要是绝缘纸开场热解时产生的主要是CO2CO2，随着，随着温度的升高，温度的升高，COCO开场出现并随之增高，使开场出现并随之增高，使COCOCO2CO2的比值上升，当升至的比值上升，当升至800800左右时，左右时，COCOCO2CO2的比值可到达的比值可到达2.52.5。 绝缘油产生的绝缘油产生的COCO和和CO2CO2的含量很低，在的含量很低，在23023060060

25、0范围内，范围内，CO2CO2很低，很低，COCO检测不到，在部分、检测不到，在部分、火花放电同时存在时，火花放电同时存在时，COCO也不明显，也不明显，CO2CO2仅占气仅占气体含量总量的体含量总量的5 5。运用气相色谱分析运用气相色谱分析应留意的事项应留意的事项 1 1、运用三比值法应留意的事项、运用三比值法应留意的事项 气体含量正常的，比值无意义。气体含量正常的，比值无意义。 只需气体含量足够高通常超越留意只需气体含量足够高通常超越留意值，且综合分析确有缺点时才干运用。值，且综合分析确有缺点时才干运用。 由于一种缺点对应于一组比值，当有由于一种缺点对应于一组比值，当有多种缺点时，能够找不

26、到对应的比值组合，多种缺点时，能够找不到对应的比值组合，需根据详细情况做出判别。需根据详细情况做出判别。 当采用IEC三比值法时，能够出现没有列入的三比值组合，采用改良法这种情况可不再出现，但需进展分析才干做出判别。 三比值法不适于由气体继电器气体分析。 如气体比值与前一次不同，能够有新的缺点重叠在老缺点或正常老化上，为得到新缺点比值，要减去上一次的分析数据，并重新计算比值。2 2、数据分析时的本卷须知、数据分析时的本卷须知 110kV110kV及以下的油浸变压器为自然循及以下的油浸变压器为自然循环冷却，当出现缺点，尤其是冬季或负荷较环冷却，当出现缺点，尤其是冬季或负荷较小时，能够出现总烃顶峰值与负荷顶