變壓器油作為電力變壓器的絕緣與冷卻介質，其運行狀態直接關聯設備安全穩定。在變壓器內部發生過熱、放電等故障時，絕緣材料會分解產生特征性氣體，這些氣體溶解于變壓器油中，且氣體種類、含量與故障類型、嚴重程度呈對應關系。變壓器油色譜檢測通過分離、分析油中溶解氣體組分及含量，可實現故障的早期預警、類型定位與程度評估，是電力行業變壓器狀態檢修的核心技術手段。本文結合行業標準與實操經驗，系統闡述油色譜檢測原理、故障特征對應關系及判斷流程，為設備運維提供技術支撐。
一、變壓器油色譜檢測核心原理與技術要點
變壓器油與絕緣紙、紙板等材料在正常運行溫度下化學性質穩定，僅產生微量氣體；當內部出現故障時，局部溫度升高或產生電暈、電弧，會促使絕緣材料發生熱分解、電分解反應，生成氫氣（H?）、甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）、乙烯（C?H?）、乙炔（C?H?）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO?）等氣體。不同故障類型引發的反應強度、溫度區間不同，生成的氣體組分及比例存在顯著差異，這是油色譜檢測判斷故障的核心依據。
當前主流檢測采用氣相色譜法，核心流程包括油樣采集、脫氣處理、色譜分離與組分定量。油樣采集需遵循GB/T 7597-2007標準，使用專用密封采樣瓶，避免空氣混入、水分侵入，采樣后及時送檢，存放時間不超過48小時。脫氣處理常用頂空法或真空脫氣法，確保油中溶解氣體充分分離，脫氣效率直接影響檢測精度。色譜分離通過色譜柱實現不同氣體組分的分離，再經檢測器（熱導檢測器、氫火焰離子化檢測器）轉化為電信號，結合標準氣體校準，完成各組分含量定量分析，最終輸出油中溶解氣體色譜報告。
二、油中特征氣體與變壓器故障類型的對應關系
不同故障類型生成的特征氣體具有特異性，結合氣體組分含量、產氣速率及組分比值，可精準定位故障原因，常見故障類型及氣體特征如下：
過熱故障是見的故障類型，按溫度分為低溫過熱（低于300℃）、中溫過熱（300-700℃）與高溫過熱（高于700℃）。低溫過熱多由鐵芯局部短路、接觸不良導致，特征氣體以CH?、CO為主，CH?含量顯著高于其他烴類氣體，CO/CO?比值通常小于0.3；中溫過熱常見于繞組接頭松動、引線接觸不良，特征氣體為CH?、C?H?，伴隨少量C?H?，產氣速率緩慢增長；高溫過熱多由繞組短路、鐵芯燒損引發，特征氣體以C?H?為主，伴隨CH?、C?H?，若溫度超過1000℃，會生成微量C?H?，產氣速率急劇上升，油樣可能出現碳化跡象。
放電故障分為局部放電、火花放電與電弧放電。局部放電多由絕緣破損、油中雜質導致，特征氣體以H?、CH?為主，H?含量占比超90%，產氣速率低，僅在故障初期檢測到微量氣體；火花放電常見于繞組匝間、層間短路，放電能量中等，特征氣體為H?、C?H?，兩者含量均較高，C?H?/H?比值約為0.1-0.5，伴隨少量C?H?；電弧放電屬于嚴重放電故障，多由引線斷裂、繞組對地短路引發，放電能量大，特征氣體以H?、C?H?為主，C?H?含量，占烴類氣體總量的50%以上，H?含量同步激增，產氣速率極快，短時間內氣體含量突破預警值，可能伴隨變壓器油閃點下降、介損增大。
絕緣受潮與老化故障也可通過油色譜檢測判斷。絕緣受潮時，油中水分促使絕緣材料水解，生成大量H?，同時伴隨微量CH?，H?含量顯著升高且產氣穩定，無其他特征烴類氣體；絕緣紙老化分為熱老化與電老化，熱老化生成CO、CO?，CO?/CO比值大于7，烴類氣體含量極低；電老化伴隨局部放電，除CO、CO?外，還會生成少量H?、CH?，可結合CO、CO?含量及產氣速率評估絕緣老化程度。
三、變壓器故障判斷流程與實操注意事項
基于油色譜檢測結果判斷故障，需遵循“定量分析—比值判斷—結合工況驗證"的流程，確保判斷準確性。首先對比檢測數據與GB/T 7252-2021標準限值，若單一組分含量或總烴含量超過預警值，需進一步計算特征比值（如C?H?/C?H?、CH?/H?、C?H?/C?H?），結合比值法判斷故障類型；同時分析產氣速率，若氣體含量在短期內快速增長，說明故障處于發展階段，需緊急處理；最后結合變壓器運行負荷、油溫、聲音及電氣試驗數據（直流電阻、介損測試），綜合驗證故障判斷結果，避免誤判。
實操過程中需注意三大要點：一是油樣采集與處理需規范，避免采樣污染、脫氣不充分導致數據偏差，檢測前需對儀器進行校準，確保檢測精度；二是避免單一依賴色譜數據，部分復雜故障可能存在氣體特征疊加，需結合電氣試驗、紅外測溫等手段交叉驗證；三是建立歷史數據檔案，對比不同時期的油色譜數據，分析產氣趨勢，實現故障早期預警，避免故障擴大化。
此外，針對檢測發現的故障，需及時采取對應處理措施：過熱故障需排查接觸點、鐵芯及繞組，緊固松動部件，修復短路部位；放電故障需檢修絕緣系統，清除油中雜質，更換破損絕緣件；絕緣受潮需進行真空濾油處理，降低油中水分含量；絕緣老化嚴重時，需更換絕緣紙、變壓器油，必要時對變壓器進行大修。
綜上，變壓器油色譜檢測憑借精準、高效、非破壞性的優勢，成為變壓器故障診斷的核心手段。運維人員需熟練掌握特征氣體與故障的對應關系，嚴格遵循檢測與判斷流程，結合多維度數據綜合分析，才能及時發現潛在故障、精準定位原因，為變壓器安全穩定運行提供保障。
