如何通过油色谱测试结果判断变压器故障

一、概述

　　电力变压器的故障可能是由于运行中油或轻气保护动作色谱分析异常，也可能是预防性试验结果超标。变压器最容易出现的故障（缺陷）有：冷却器等附件漏电或损坏、变压器本体受潮、过热及放电故障等。

　　二、冷却器漏电及损坏

　　(1)水冷却器漏水，水渗入油系统，对变压器危害极大。空冷器是油泵进口侧的负压区，容易吸入空气。虽然不存在漏水的严重危害，但对超高压（220kV及以上）变压器仍有较大的破坏作用。空气冷却和吸入空气会导致轻气体保护不断发送信号。油的色谱分析虽然没有明显的症状，但煤气中的氢含量明显增加，说明空气在变压器的高电场区已经分解。在每几十分钟到几小时一次的轻气保护连续动作的情况下，

　　(2)强制油循环、风冷或水冷的油泵也会因连续运转而失效。例如油泵轴承磨损、电机烧毁等，都会干扰变压器油的色谱分析，应仔细区分。

　　三、变压器本体受潮

　　变压器本体可能因水冷却器漏水、油枕结露或防爆筒的呼吸、套管帽漏水等原因而受潮。如果在检查引擎盖时怀疑受潮，可以对可疑部位的引线进行局部 tgδ 测量。特别是在难以确定套管电缆引线根部受潮情况时，可将被测引线覆盖10cm宽的铝箔，在铝箔上施加2~3kV的电压，引线可以连接到QS1。电桥的 Cx 由 tgδ 测量。正常tgδ应为1%～2%，绝缘受潮时可达10%以上。

　　四、过热故障（缺陷）

　　目前，用油的色谱分析方法来判断过热故障是比较成熟的。变压器过热故障可能发生在以下三个地方。

　　1、导电线路过热

　　分接开关动、静触头接触不良，静触头与引线熔接；大电流端头焊接或接触不良；多股引线与铜（铝）板焊接不良，少量散股焊接。这些故障也可以通过测量绕组的直流电阻来发现。直流电阻不太大的突变（例如，小于 1%）会导致油中的色谱分析异常和可见痕量。

　　2、铁芯多点接地

　　变压器铁芯在运行过程中，硅钢片之间的电压就是主磁通引起的感应电势。铁芯两侧（高压侧和低压侧）有几十到几百伏的电压。通常铁芯在低压侧接地。如果有金属异物（如铜铁丝、焊渣和铁锈等），则在铁芯高压侧形成接地，即多点接地。硅钢片之间的感应电位通过“多点接地"，产生大电流，容易烧坏铁芯硅钢片，使油层析出现过热故障现象. 有时，铁芯通过螺丝绝缘不良，或者接地钢座套过长，碰到硅钢片，也会造成“多点接地"故障。在铁芯外的接地线上串联一个电阻，使接地电流控制在0.1A以下，可以大大降低对铁芯的烧毁作用，有时会使不稳定的接地消失。

　　3、局部过热

　　大变压器负载电流的漏磁通可能导致油箱或其他内部铁部件局部过热。一些变压器使用铝板来形成罐壁的磁屏蔽。铝板与油箱壁接触不良，多次出现局部过热缺陷。如果变压器油色谱分析显示有过热缺陷，且绕组直流电阻与铁芯绝缘良好，则应考虑存在这种局部过热缺陷，油排入油箱时常可发现痕迹并检查。

　　五、放电故障（缺陷）

　　1、绝缘损坏放电

　　这种放电严重破坏了变压器的固体绝缘（纸），对变压器的安全运行影响很大。油色谱分析显示有一定量的乙炔（几到几十ppm），总烃含量、氢气和一氧化碳气体略有增加。通过局部放电测试可以发现有较大的放电（1000pc以上）。

　　围屏树枝状放电是目前220kV三相变压器常见的绝缘损坏故障。相间外壳中部和220kV线路末端有树枝状放电痕迹。支架周围的长焊盘上有烧伤痕迹，外壳纸板表面或夹层有树枝状放电痕迹。这种放电的外因是水分或进入气泡，内因是相距太小，在高场强下有长焊盘接触外壳（油隙短路）等。制造商已采取相应的改进措施。对于已经投入运行的变压器，应更换具有有效放电痕迹的外壳和焊盘，相同的长焊盘（绕组中间）应剪短，并采取防止进气和防潮的措施。.

　　目前，500kV变压器事故均与油流带电有关。冷却油泵使变压器油流过快，会在纸绝缘上形成负电荷，再加上交流电场的作用，很容易产生油放电，在绝缘纸上会出现树枝状放电痕迹。纸板，属于装备制造的问题。运营部门不应盲目增加投入运行的冷却器数量，以防止油流量过高，造成排油问题。此外，高压引线绝缘根部受力折断，电缆引线在进入套管均压球处扭结或折断，

　　变压器内的金属异物（如铜铁屑、铁锈、焊渣等）残留在绕组和绝缘层上，会造成铁芯对地绝缘不良，造成树枝状放电和绝缘击穿，这是必须注意的。

　　2、暂停排放

　　变压器中的所有金属部件必须接地，否则会发生潜在的浮动放电。悬浮放电一般不涉及油介质，所以油色谱分析中的CO气体不会明显增加，主要是在几ppm到几十ppm之间的乙炔气，有时会引起轻气信号。常见的悬浮放电部件有：套管均压球（松动）、有载分接开关拉出件、油箱壁硅钢片磁屏蔽，以及其他不接地的金属部件（如支撑有载分接的不接地螺栓） -转换器和电气屏蔽等）；

　　3、其他放电

　　充油管不排气，使套管导杆和瓷套内壁无油排出。有的变压器绕组绝缘强度低，在外部过电压（包括中性点放电间隙动作时的过电压）作用下，匝间存在击穿放电。这些击穿放电过压跳闸很快，故障点不易发现。. 如果继电保护跳闸，油层色谱分析异常，应坚持检查故障点，发现缺陷。单个变压器内部的裸引线与接地部分的距离太小，在外部过电压作用下会发生电弧放电。