油色谱分析在充油设备故障诊断中的应用

田婧

摘要：在对设备内部的隐藏性故障进行判断的一种有效的试验手段便是通过气相色谱仪来分析充油电气设备内油中溶解气体含量，本文对油色谱分析的原理进行阐述，将一台“油-油”电缆出线变压器进行介绍，分析中压侧油箱油色谱数据中乙炔含量超标情况，开仓检查变压器中压侧油箱，结果显示与法兰的末屏相连接的引出线出现了松动的情况，结果导致出现放电，相一致于油色谱数据分析结论。但是对其进行常规的电气试验检测，发现结果为合格，结果表明对于发现充油电气设备内部的隐藏性故障采取传统的试验方法具有较低的灵敏度，因此，采取油色譜分析可以及时发现充油型电气设备内部隐藏性故障，以此来确保可以安全稳定地运行电力设备。

关键词：油色谱分析;充油设备;故障诊断

在电力行业中，绝缘油中溶解气体分析是较为重要的试验方法，采用这种方法可以有效地分析油中溶解的气体的组分以及含量，可以对变压器和其他充油电气设备内部可能存在的隐藏故障类型加以判断，其具有很多优点，例如可以及时发现充油电气设备中一些局部性缺陷。因此采用正确的色谱数据分析方法，再与预防性试验等手段相配合，从而可以综合性分析与研究，可以有效地帮助以及诊断查找充油型电气设备故障类型，同时分析油色谱进而可以做好故障预防工作，定期检查油中气体含量以及成分等情况，可以将充油电气设备的隐藏性故障及时排除，提高设备运行可靠性 [1]。本文对油色谱分析在充油设备故障诊断中的应用情况进行研究与分析，现报道如下。

一、在故障诊断中油色谱分析的应用

本文选取的例子为天津某220kV变电站2号变压器，其具有180000kVA的变压器容量以及SSZ-180000/220的型号，正式投入运行的时间为2016年。此变压器的电缆出线形式为高中压侧，其中高、中压侧的电缆油箱均为独立油枕，见图1。该电缆油箱三相结构一致，其中有一段铜绞线存在内部中，两端分别连接油-油套管以及电缆终端。而且具有简单的连接结构，有三个连接点，即油-油套管与铜绞线、油-油套管与末屏以及电缆终端以及铜绞线。

在2017年12月26日专项检测该变压器电缆油箱绝缘油时，发现高压220kV侧数据，检测结果为合格，而中压110kV侧出现乙炔，后加强跟踪110kV侧电缆油箱，将试验周期缩短，发现乙炔出现了缓慢增长的趋势。其间，8-18%为主变负荷稳定区间，14%为平均负荷，未明显负荷波动。110kV侧电缆油箱绝缘油简化、电气试验合格见表1。

二、不同试验情况对比分析

（一）油色谱情况分析

对2号变压器中压侧三相电缆油箱出线装置现场抽取油样，随后整理了数据。从数据结果来看，A、B以及C仓中的总烃含量与电力规程标准相符合，但是在A仓中乙炔含量最高，其中含量为6.55L/L，已经超过了运行中变压器中溶解气体含量的注意值，而且具有较快的增长速度，但是B仓以及C仓均在正常的范围内，这样便说明了A仓具有较大概率出现故障。经过数据分析，结果显示，样本中具有十分稳定的二氧化碳气体，究其原因，主要是因为空气混入了取油样的过程，通过分析上述数据可知，2号变压器压侧电缆油箱内会并不会出现固体老化或者绝缘等情况。

（二）带电检测试验情况

在2018年1月9月对2号变压器进行了特高频带电检测，发现本体未出现局部放电信号。随后局部放电检测110kV侧电缆终端，见图2。检测结果显示主变110kV侧电缆终端信号具有较小的幅度，且未表现出典型的放电特征。对上述带电检测情况加以综合分析，发现2号变压器的本体以及其110kV侧电缆油箱内并没有出现异常放电现象。

（三）电气试验情况

在取油样前后，常规电气试验检测2号主变110kV侧三相套管，结果见表2。从表中数据结果可知，2号主变110kV侧三相套管绝缘电阻、介质损耗角以及电容量与电力规程试验标准相符合。

三、故障分析与处理

经过上述检查加以确定，油中乙炔含量超标的主要原因是中压侧A相出线装置内部油-油套管的末屏引出线处螺母松动造成接地不良[2]。为了使主绝缘电容芯子的轴向和径向场强均匀，所以需要应用110kV及以上电压等级的套管，一般采用电容型的绝缘结构，根据场强分布特点在电容芯子上包上很多铝箔放在绝缘层，以此来对同心圆柱形串联电容器加以组成。通过小套管引出最外层铝箔，供测量套管的介损和电容量，并且在运行中末屏必须可靠接地。

四、结语

本文对油色谱分析在充油设备故障诊断中的应用情况进行研究与分析，从在故障诊断中油色谱分析的应用、不同试验情况对比分析以及故障分析与处理等方面进行叙述，但是本人能力有限，看待问题具有局限性，还望相关学者批评。

参考文献：

[1] 皮骏， 马圣， 贺嘉诚，等. 遗传算法优化的SVM在航空发动机磨损故障诊断中的应用[J]. 润滑与密封， 2018， 43（10）：95-103.

[2] 王孝， 李长波， 赵纪豪，等. 混凝-气浮法在采油废水处理中的应用研究[J]. 应用化工， 2018， 047（002）：234-237.