絕緣油中溶解氣體分析（DGA）原理及檢測方法

來源：北京康高特儀器設備有限公司發布時間：2026-05-12 18:28:36 作者：瀏覽次數：3277次分類：技術文章

變電站運維中如何提前預判變壓器潛伏性絕緣故障？絕緣油中溶解氣體分析（DGA）技術是當前電力行業認可度較高的非破壞性檢測手段，可在設備帶電運行狀態下精準識別內部絕緣缺陷，避免突發停電事故。

一、應用場景導入

絕緣油溶解氣體分析適用于各類充油電力設備的絕緣狀態診斷，根據2025年中國電力科學研究院發布的《全國電力變壓器絕緣狀態檢測白皮書》數據，62%的變壓器潛伏性故障可通過該技術提前6個月以上發現預警信號【4】。其核心應用場景包括：110kV及以上等級主變壓器的年度預防性試驗，新投運充油設備注油后的密封性與絕緣性能核驗，光伏、風電升壓站箱式變壓器的季度帶電巡檢，軌道交通牽引變電站主變的故障排查，石化、冶金等高供電可靠性要求企業的充油設備日常運維。從DGA原理來看，設備內部不同故障類型會對應不同的特征氣體組分，因此該技術也可用于故障類型的精準區分，為后續檢修方案制定提供數據支撐。

二、設備準備與檢查

開展油中溶解氣體檢測前，需完成設備與物料的核驗工作，所有環節需符合DL/T 722-2025標準要求【1】。首先確認檢測設備的校準狀態，無論是實驗室氣相色譜儀還是便攜式DGA檢測儀，均需在6個月校準有效期內，設備檢出限需滿足氫氣不低于0.1μL/L、乙炔不低于0.01μL/L的要求。其次檢查配套物料：載氣（氮氣、氫氣、空氣）純度需達到99.999%以上，壓力符合設備運行要求；標準氣樣包含所有待檢測的7種特征氣體組分，濃度偏差不超過±5%且在有效期內；絕緣油采樣器為全密封玻璃或不銹鋼材質，經干燥處理無殘留油污與雜質。*后確認現場作業的安全防護用具齊全，包含絕緣手套、防靜電工作服、防爆采樣工具等。

三、標準操作流程

變壓器油中氣體分析的操作流程需嚴格遵循IEC 60567標準要求，主要分為四個核心步驟【2】。

第一步為絕緣油樣品采集：按照DL/T 423標準要求，從充油設備下部的專用取樣閥采樣，采樣前先排放100mL左右的存油沖洗閥口與管路，采樣過程中控制油樣流速，避免產生氣泡，采樣量不少于500mL，采樣后立即密封并倒置檢查，確認無氣泡殘留后標注設備編號、采樣位置、采樣時間等信息，實驗室檢測的樣品需在2小時內送檢，現場檢測的樣品需在15分鐘內完成預處理。

第二步為樣品脫氣處理：當前主流脫氣方式為頂空法與真空脫氣法，脫氣過程中控制溫度穩定在50℃±1℃，脫氣率需達到95%以上，避免輕烴類組分揮發導致檢測結果偏低。

第三步為色譜檢測分析：將脫氣后的氣體樣品注入檢測設備，設定合適的柱溫、檢測器溫度與載氣流速，依次分離氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳7種特征組分，通過對比標準氣樣的保留時間完成定性，通過峰面積對比完成定量，*終得到各組分的濃度值。

第四步為結果研判：結合DL/T 722導則中的三比值法、大衛三角形法等判斷邏輯，對照特征氣體閾值完成故障診斷，例如總烴含量超過150μL/L、乙炔含量超過5μL/L時，需縮短檢測周期跟蹤產氣速率，判斷是否存在過熱或放電類缺陷。

四、常見問題與解決方法

絕緣油溶解氣體分析實操過程中，常遇到三類影響檢測結果準確性的問題。

第一類為油樣污染問題：采樣過程中混入空氣或殘留的舊油，導致氧氣、氮氣濃度偏高，或特征氣體濃度與實際情況偏差較大。解決方法為每次采樣前充分沖洗取樣閥，采樣時保證油樣緩慢充滿采樣瓶且無頂部空間，采樣器每次使用后用石油醚清洗并干燥存放，避免交叉污染。

第二類為檢測結果重復性差：同一樣品多次檢測的相對偏差超過10%。解決方法為首先檢查載氣純度是否符合要求，若載氣雜質含量過高需及時更換；其次檢查進樣口密封墊是否老化，每使用100次需更換一次密封墊；*后控制進樣量的一致性，每次檢測重復進樣2次取平均值，降低操作誤差。

第三類為低濃度組分無法檢出：部分早期缺陷對應的特征氣體濃度極低，超出設備檢出限無法定量。解決方法為采用大體積進樣方式提升檢測靈敏度，或更換具備更高檢測精度的便攜式油中溶解氣體檢測設備，必要時采用氣體富集法處理樣品，提升低濃度組分的檢出能力。

五、安全注意事項

開展油中溶解氣體檢測需嚴格遵循電力作業安全規范，重點關注三類安全風險。首先是現場采樣安全：在運行設備上采樣時，需確認取樣閥無滲漏，作業人員與帶電部位保持足夠的安全距離，高空采樣時需系好安全帶，嚴禁在雷雨、大風等惡劣天氣下開展戶外采樣作業。其次是實驗室檢測安全：氣相色譜儀的氫氣氣源需安裝泄漏報警裝置，實驗室配備防爆通風設備，避免氫氣聚集引發爆炸風險，實驗結束后及時關閉氣源與設備電源。第三是廢棄物處理安全：檢測后的廢棄油樣屬于危險廢棄物，需按照危廢管理規范存放并交由有資質的機構處理，嚴禁隨意傾倒造成環境污染。

六、維護保養建議

做好設備維護保養可有效提升檢測結果準確性，延長設備使用壽命。首先是采樣裝置的保養：每次使用后用石油醚反復清洗3次以上，放入干燥箱中烘干后密封存放，避免殘留油樣污染后續樣品，橡膠密封件每12個月更換一次，避免老化導致密封失效。其次是檢測設備的保養：每使用100小時檢查一次進樣口密封墊、色譜柱填料的狀態，每3個月對檢測器進行一次清潔，去除積碳與殘留雜質，每6個月聯系第三方機構完成一次設備校準，保證檢測精度符合標準要求。第三是配套物料的存放：標準氣樣與載氣需存放在通風、干燥的環境中，環境溫度控制在0~40℃，避免陽光直射，載氣壓力低于0.5MPa時及時更換，過期的標準氣樣嚴禁使用。

七、實戰案例分享

2025年南方電網某220kV變電站開展年度預防性試驗，采用絕緣油溶解氣體分析檢測主變油樣，發現乙炔含量達到8.2μL/L，總烴含量121μL/L，結合三比值法判斷為低能放電缺陷，運維單位及時安排停電檢修，發現分接開關接觸不良存在輕微打火現象，處理后設備恢復正常運行，避免了主變燒毀事故，直接減少經濟損失超2000萬元。

2026年西北某風電基地開展35kV箱變集中巡檢，采用便攜式DGA檢測儀開展變壓器油中氣體分析，共檢測42臺箱變，發現2臺箱變的一氧化碳、二氧化碳濃度遠超導則閾值，判斷為固體絕緣老化缺陷，運維單位在小風期安排設備輪換，避免了主設備故障導致的風電停機事故，預計全年可提升場站發電量約1.2%。

2025年某城市地鐵1號線牽引變電站主變出現溫度異常升高現象，運維人員采用油中溶解氣體檢測技術開展故障排查，發現乙烯、乙烷濃度異常，結合產氣速率判斷為中等溫度過熱故障，停電檢修發現冷卻系統管路堵塞導致散熱不良，清理后設備溫度恢復正常，保障了軌道交通的正常運營。