变压器油作为电力变压器的绝缘与冷却介质，其运行状态直接关联设备安全稳定。在变压器内部发生过热、放电等故障时，绝缘材料会分解产生特征性气体，这些气体溶解于变压器油中，且气体种类、含量与故障类型、严重程度呈对应关系。变压器油色谱检测通过分离、分析油中溶解气体组分及含量，可实现故障的早期预警、类型定位与程度评估，是电力行业变压器状态检修的核心技术手段。本文结合行业标准与实操经验，系统阐述油色谱检测原理、故障特征对应关系及判断流程，为设备运维提供技术支撑。
一、变压器油色谱检测核心原理与技术要点
变压器油与绝缘纸、纸板等材料在正常运行温度下化学性质稳定，仅产生微量气体；当内部出现故障时，局部温度升高或产生电晕、电弧，会促使绝缘材料发生热分解、电分解反应，生成氢气（H₂）、甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）、乙烯（C₂H₄）、乙炔（C₂H₂）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）等气体。不同故障类型引发的反应强度、温度区间不同，生成的气体组分及比例存在显著差异，这是油色谱检测判断故障的核心依据。
当前主流检测采用气相色谱法，核心流程包括油样采集、脱气处理、色谱分离与组分定量。油样采集需遵循GB/T 7597-2007标准，使用专用密封采样瓶，避免空气混入、水分侵入，采样后及时送检，存放时间不超过48小时。脱气处理常用顶空法或真空脱气法，确保油中溶解气体充分分离，脱气效率直接影响检测精度。色谱分离通过色谱柱实现不同气体组分的分离，再经检测器（热导检测器、氢火焰离子化检测器）转化为电信号，结合标准气体校准，完成各组分含量定量分析，最终输出油中溶解气体色谱报告。
二、油中特征气体与变压器故障类型的对应关系
不同故障类型生成的特征气体具有特异性，结合气体组分含量、产气速率及组分比值，可精准定位故障原因，常见故障类型及气体特征如下：
过热故障是见的故障类型，按温度分为低温过热（低于300℃）、中温过热（300-700℃）与高温过热（高于700℃）。低温过热多由铁芯局部短路、接触不良导致，特征气体以CH₄、CO为主，CH₄含量显著高于其他烃类气体，CO/CO₂比值通常小于0.3；中温过热常见于绕组接头松动、引线接触不良，特征气体为CH₄、C₂H₆，伴随少量C₂H₄，产气速率缓慢增长；高温过热多由绕组短路、铁芯烧损引发，特征气体以C₂H₄为主，伴随CH₄、C₂H₆，若温度超过1000℃，会生成微量C₂H₂，产气速率急剧上升，油样可能出现碳化迹象。
放电故障分为局部放电、火花放电与电弧放电。局部放电多由绝缘破损、油中杂质导致，特征气体以H₂、CH₄为主，H₂含量占比超90%，产气速率低，仅在故障初期检测到微量气体；火花放电常见于绕组匝间、层间短路，放电能量中等，特征气体为H₂、C₂H₂，两者含量均较高，C₂H₂/H₂比值约为0.1-0.5，伴随少量C₂H₄；电弧放电属于严重放电故障，多由引线断裂、绕组对地短路引发，放电能量大，特征气体以H₂、C₂H₂为主，C₂H₂含量，占烃类气体总量的50%以上，H₂含量同步激增，产气速率极快，短时间内气体含量突破预警值，可能伴随变压器油闪点下降、介损增大。
绝缘受潮与老化故障也可通过油色谱检测判断。绝缘受潮时，油中水分促使绝缘材料水解，生成大量H₂，同时伴随微量CH₄，H₂含量显著升高且产气稳定，无其他特征烃类气体；绝缘纸老化分为热老化与电老化，热老化生成CO、CO₂，CO₂/CO比值大于7，烃类气体含量极低；电老化伴随局部放电，除CO、CO₂外，还会生成少量H₂、CH₄，可结合CO、CO₂含量及产气速率评估绝缘老化程度。
三、变压器故障判断流程与实操注意事项
基于油色谱检测结果判断故障，需遵循“定量分析—比值判断—结合工况验证"的流程，确保判断准确性。首先对比检测数据与GB/T 7252-2021标准限值，若单一组分含量或总烃含量超过预警值，需进一步计算特征比值（如C₂H₂/C₂H₄、CH₄/H₂、C₂H₆/C₂H₄），结合比值法判断故障类型；同时分析产气速率，若气体含量在短期内快速增长，说明故障处于发展阶段，需紧急处理；最后结合变压器运行负荷、油温、声音及电气试验数据（直流电阻、介损测试），综合验证故障判断结果，避免误判。
实操过程中需注意三大要点：一是油样采集与处理需规范，避免采样污染、脱气不充分导致数据偏差，检测前需对仪器进行校准，确保检测精度；二是避免单一依赖色谱数据，部分复杂故障可能存在气体特征叠加，需结合电气试验、红外测温等手段交叉验证；三是建立历史数据档案，对比不同时期的油色谱数据，分析产气趋势，实现故障早期预警，避免故障扩大化。
此外，针对检测发现的故障，需及时采取对应处理措施：过热故障需排查接触点、铁芯及绕组，紧固松动部件，修复短路部位；放电故障需检修绝缘系统，清除油中杂质，更换破损绝缘件；绝缘受潮需进行真空滤油处理，降低油中水分含量；绝缘老化严重时，需更换绝缘纸、变压器油，必要时对变压器进行大修。
综上，变压器油色谱检测凭借精准、高效、非破坏性的优势，成为变压器故障诊断的核心手段。运维人员需熟练掌握特征气体与故障的对应关系，严格遵循检测与判断流程，结合多维度数据综合分析，才能及时发现潜在故障、精准定位原因，为变压器安全稳定运行提供保障。
