不少電網(wǎng)運(yùn)維、工業(yè)企業(yè)電力管理人員在變壓器日常運(yùn)維中總會(huì)遇到兩個(gè)高頻疑問(wèn)：怎么通過(guò)非拆解檢測(cè)完成油質(zhì)評(píng)估，判斷變壓器運(yùn)行狀態(tài)是否合規(guī)？怎么通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展故障診斷，提前規(guī)避突發(fā)停電風(fēng)險(xiǎn)？這兩個(gè)問(wèn)題的核心解決路徑，*是開(kāi)展規(guī)范的變壓器絕緣油色譜分析。

一、色譜分析原理與絕緣油溶解氣體分析的關(guān)聯(lián)

作為變壓器絕緣油色譜分析的核心基礎(chǔ)，色譜分析原理的核心是利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)差異，實(shí)現(xiàn)混合組分的高效分離，再通過(guò)檢測(cè)器完成各組分的定性、定量檢測(cè)【1】。而絕緣油溶解氣體分析*是該原理在電力運(yùn)維領(lǐng)域的典型應(yīng)用：運(yùn)行中的變壓器絕緣油會(huì)受到熱應(yīng)力、電應(yīng)力的持續(xù)作用，油紙絕緣材料會(huì)逐步分解出氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等多種氣態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)以分子形態(tài)溶解在絕緣油中，不同故障類(lèi)型、故障嚴(yán)重程度對(duì)應(yīng)的氣體組分、濃度存在明顯差異。

常規(guī)的絕緣油溶解氣體分析流程包含取樣、脫氣、色譜檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理四個(gè)環(huán)節(jié)，其中脫氣環(huán)節(jié)通常采用真空法或者頂空法，確保溶解在油中的氣體全部析出，后續(xù)的色譜檢測(cè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵循色譜分析原理，通過(guò)色譜柱將混合氣體逐一分離，再通過(guò)氫火焰離子化檢測(cè)器、熱導(dǎo)檢測(cè)器分別對(duì)烴類(lèi)氣體、氫氣和一氧化碳、二氧化碳進(jìn)行定量檢測(cè)，*終輸出各氣體組分的濃度數(shù)據(jù)，為后續(xù)的油質(zhì)評(píng)估和故障診斷提供基礎(chǔ)依據(jù)。

二、基于變壓器絕緣油色譜分析的油質(zhì)評(píng)估方法

油質(zhì)評(píng)估是變壓器絕緣油色譜分析的核心應(yīng)用場(chǎng)景之一，主要用于判斷絕緣油的老化程度、是否受到污染，以及變壓器整體運(yùn)行狀態(tài)是否符合規(guī)范要求。目前通用的油質(zhì)評(píng)估主要從三個(gè)維度開(kāi)展：

第一是特征氣體*判斷，依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)行中變壓器油的乙炔含量注意值為1μL/L，總烴含量注意值為150μL/L，氫氣含量注意值為150μL/L【2】，當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)注意值時(shí)，需要排查是否存在異常工況或者潛在故障；第二是特征氣體增長(zhǎng)率判斷，即便單次檢測(cè)數(shù)據(jù)未超過(guò)注意值，若總烴的月相對(duì)增長(zhǎng)率超過(guò)10%，也需要提高檢測(cè)頻次，持續(xù)跟蹤數(shù)據(jù)變化；第三是工況匹配判斷，需要結(jié)合變壓器的運(yùn)行年限、負(fù)載率、運(yùn)行環(huán)境等參數(shù)綜合判斷，比如長(zhǎng)期重載的變壓器，總烴含量通常會(huì)比輕載變壓器偏高，而運(yùn)行在高濕度沿海區(qū)域的變壓器，氫氣含量偏高可能與絕緣受潮有關(guān)，不一定是內(nèi)部故障導(dǎo)致。

針對(duì)不同主體的需求，油質(zhì)評(píng)估的落地要求也存在差異：B端企業(yè)用戶可根據(jù)設(shè)備重要性制定評(píng)估頻次，比如供給一級(jí)負(fù)荷的主變壓器每半年開(kāi)展一次變壓器絕緣油色譜分析，一般負(fù)載的變壓器每年開(kāi)展一次，沒(méi)有條件自建實(shí)驗(yàn)室的企業(yè)，可選擇有CMA資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，也可配置相關(guān)檢測(cè)設(shè)備自行開(kāi)展快檢，比如搭配代理品牌絕緣油檢測(cè)設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)室高精度檢測(cè)，或者用康高特太乙絕緣油介損測(cè)試儀完成現(xiàn)場(chǎng)油質(zhì)的快速初篩，降低檢測(cè)成本；G端監(jiān)管類(lèi)用戶則需要明確油質(zhì)評(píng)估的合規(guī)要求，將檢測(cè)數(shù)據(jù)納入安全生產(chǎn)檢查臺(tái)賬，要求相關(guān)單位的檢測(cè)記錄留存不少于3年，確保運(yùn)維流程可追溯。

三、依托檢測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展故障診斷的實(shí)操路徑

故障診斷是變壓器絕緣油色譜分析的另一核心價(jià)值，能夠在變壓器沒(méi)有明顯外部異常的情況下，提前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的隱性故障，大幅降低突發(fā)停電帶來(lái)的損失。開(kāi)展故障診斷需要遵循規(guī)范的流程，避免誤判：

首先要排除外部干擾因素，確認(rèn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，比如取樣過(guò)程是否存在污染、近期是否對(duì)變壓器進(jìn)行過(guò)帶油焊接、是否補(bǔ)加過(guò)新的絕緣油，這些外部操作都可能導(dǎo)致絕緣油溶解氣體分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，不能直接判定為內(nèi)部故障；其次要采用規(guī)范的判斷方法識(shí)別故障類(lèi)型，目前行業(yè)內(nèi)通用的改良三比值法，通過(guò)對(duì)比乙炔/乙烯、甲烷/氫氣、乙烯/乙烷三組比值的范圍，可判斷故障屬于放電類(lèi)、過(guò)熱類(lèi)還是受潮類(lèi)【1】，比如乙炔含量占比明顯偏高通常對(duì)應(yīng)電弧放電故障，乙烯、甲烷含量占比偏高通常對(duì)應(yīng)過(guò)熱故障，氫氣含量占比偏高且其他烴類(lèi)氣體含量較低，通常對(duì)應(yīng)局部放電或者絕緣受潮；*后要結(jié)合其他檢測(cè)數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證，比如搭配直流電阻檢測(cè)、介損檢測(cè)、局部放電檢測(cè)的結(jié)果，進(jìn)一步縮小故障范圍，提高診斷準(zhǔn)確率。

2023年某沿海風(fēng)電升壓站的35kV主變壓器，定期開(kāi)展變壓器絕緣油色譜分析時(shí)發(fā)現(xiàn)乙炔含量達(dá)到2.3μL/L，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)注意值，總烴月增長(zhǎng)率達(dá)到18%，技術(shù)人員結(jié)合色譜分析原理推導(dǎo)故障類(lèi)型，判斷屬于低能量放電伴隨低溫過(guò)熱故障，后續(xù)通過(guò)直流電阻檢測(cè)確認(rèn)分接開(kāi)關(guān)接觸電阻超標(biāo)，趁小風(fēng)期停電檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)分接開(kāi)關(guān)觸頭存在氧化燒蝕痕跡，打磨更換觸頭后重新投運(yùn)，后續(xù)跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，避免了后續(xù)設(shè)備燒毀的事故，減少直接和間接損失超過(guò)200萬(wàn)元。

四、檢測(cè)落地的相關(guān)注意事項(xiàng)

對(duì)于B端用戶而言，開(kāi)展變壓器絕緣油色譜分析需要重點(diǎn)關(guān)注成本與效率的平衡，對(duì)于擁有多臺(tái)變壓器的工業(yè)園區(qū)、新能源電站，可配置基礎(chǔ)檢測(cè)設(shè)備自行開(kāi)展日常檢測(cè)，僅在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)送第三方機(jī)構(gòu)復(fù)測(cè)，既能保障檢測(cè)頻次，也能降低長(zhǎng)期運(yùn)維成本；對(duì)于僅有少量變壓器的中小企業(yè)，選擇第三方機(jī)構(gòu)定期檢測(cè)的性?xún)r(jià)比更高，不需要額外承擔(dān)設(shè)備采購(gòu)和人員培訓(xùn)成本。

對(duì)于G端用戶而言，需要重點(diǎn)關(guān)注檢測(cè)的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的真實(shí)性，一方面要明確要求相關(guān)單位嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程開(kāi)展絕緣油溶解氣體分析，取樣、檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都要有記錄可追溯；另一方面要對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的資質(zhì)進(jìn)行審核，只有具備相應(yīng)計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)的機(jī)構(gòu)出具的檢測(cè)報(bào)告，才能作為合規(guī)檢查的有效依據(jù)【3】。

變壓器絕緣油色譜分析作為目前認(rèn)可度較高的變壓器非拆解檢測(cè)技術(shù)，掌握色譜分析原理，規(guī)范開(kāi)展油質(zhì)評(píng)估和故障診斷，能夠有效降低電力設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少突發(fā)停電帶來(lái)的生產(chǎn)損失和安全隱患，對(duì)于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

五、參考文獻(xiàn)

【1】GB/T 7252-2023 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則

【2】DL/T 596-2021 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程

【3】GB/T 14542-2017 運(yùn)行變壓器油維護(hù)管理導(dǎo)則