变压器油中溶解气体检测

1.油中溶解气体检测的意义

电力变压器是电网的核心设备，其运行可靠性影响着电网的安全稳定。大多数变压器故障都是由内部局部微小缺陷逐步演变形成的。变压器构造为结构复杂的全密封箱体，其内部缺陷难以通过外部测量手段监测，但其导致的放电或过热现象，不同程度上均会导致变压器绝缘油及绝缘纸等固体绝缘材料发生一系列化学反应，生成不同类型的故障特征气体，并溶解于变压器油中。如同诊断人体疾病最常用的“验血”手段，通过对油中溶解特征气体浓度及比例的检测或监测，可及时发现变压器大部分内部隐患和缺陷。

常用的变压器油中溶解故障特征气体主要为氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）七种，变压器在不同故障类型下产生的气体如表1所示。

2.油中溶解气体检测方法

常用的多组分气体检测方法主要包括气相色谱法、光声光谱法、电化学传感器法、半导体传感器法等，其检测原理图如图1所示。

图1常用的多组分气体检测方法

气相色谱法通过气相色谱检测器测量油中溶解气体的浓度，其具有技术成熟度高、测量灵敏的优势，但存在需要更换载气、色谱柱的问题；

光声光谱法属于一种光学气体检测方法，其具有测量周期短、无需载气、维护量少的优势，但存在国产化程度低的问题，且部分气体（如乙炔）检测灵敏度仍有待提升。

电化学传感器法与半导体传感器法检测原理类似，均是通过待测气体改变传感器/半导体本身的特性后产生的电流信号来测量气体浓度，均具有灵敏度高、成本低的优点，但都同样存在气体间交叉干扰的影响，且长期可靠性较差。

目前常用于在线监测的油中溶解气体检测装置主要采用了气相色谱与光声光谱技术。气相色谱技术成熟度高，主要零部件实现了全国产化，具有价格优势；光声光谱技术具有检测周期短、维护量少的优势，入网率逐年上升，但由于其主要核心部件（光源、麦克风）仍依赖进口，导致其成本较高，价格较贵。

2021年1月和3月，国网湖北电科院在开展变压器油中溶解气体在线监测装置专项技术监督时发现，计划在220千伏省内某变电站安装的由某公司生产的绝缘油色谱在线监测装置在到货验收检测时，经两次检测均不符合Q/GDW 10536-2017《变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范》标准要求。首次检测测量误差试验、测量重复性试验和交叉敏感性试验不符合要求，设备换货后再次检测测量误差试验和交叉敏感性试验仍不符合要求。针对此状况，省电科院发布了针对该公司产品的技术监督告警通知单，并给出了以下处理意见：

1）地市公司敦促供货单位及时提供新的符合标准要求的油色谱在线监测装置，并重新委托开展到货验收检测。如再次检测仍不满足标准要求的，应纳入供应商不良行为进行处理。

2）对2021年1月1日以前，已中标、未投运的该公司生产的同型号变压器油中溶解气体在线监测装置，其到货验收性能检测要求由抽检变为全检。

通过该典型案例，充分体现了针对油中溶解气体在线监测装置开展入网检测的必要性及有效性。