产气速率和相对产气速率。绝对产气速率是每运行日产生某种气体的平均值，即
Va?Cli?Ceim? （3.1） ?tp式中，Va是绝对产气速率，单位为mL/d；Cli是第二次取样测得油中某种气体浓度，单位为μL/L；Cei是第一次取样测得油中某种气体浓度，单位为μL/L；?t是取样间隔中实际的运行时间，单位为d；m是变压器总油重，单位为t；p是油的密度，单位
为tm3。变压器的绝对产气速率的注意值如表3.4所示。
表3.4 绝对产气速率注意值(mL/d)
开放式 6 0.1 5 50 100 隔膜式 12 0.2 10 100 200 气体组分 总烃 乙炔 氢气 一氧化碳 二氧化碳 相对产气速率是折算到月的某种气体浓度增加量占原有值百分数的平均值，按下式计算。
Cli?Ceim? （3.2） Vr??tCei式中，Vr是相对产气速率，单位为%/m；Cli是第二次取样测得油中某气体浓度，单位为μL/L；Cei是第一次取样测得油中某气体浓度，单位为μL/L；?t是取样间隔中实际的运行时间，单位为m。当总烃的相对产气速率大于10%时就应该引起注意，对总烃起始值很低的变压器不宜采用此判据。产气速率在很大程度上依赖于设备的类型、负荷情况、故障类型和所用绝缘材料的体积及其老化程度，应结合这些情况进行综合分析。判断设备状况时，还应该考虑到呼吸系统对气体的逸散作用。
3.2.2 判断变压器故障性质和类型的方法
在判断变压器是故障后，就可以利用判断变压器故障类型的方法判断变压器所属的故障类型了。判断变压器故障类型的方法主要有特征气体法和比值法，比值法又包括有编码的比值法和无编码的比值法，有编码的比值法包括IEC三比值法、得能堡四比值法、劳杰士四比值法等。
（1） IEC三比值法
IEC三比值法最早是由国际电工委员会(IEC)在热力动力学原理和实践的基础上推荐的。我国现行的DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的就是改良的三比值法。其原理是根据充油内油、纸绝缘在故障下裂解产生气体组分含量
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的相对浓度与温度的相互依赖关系，从5种气体中选择两种溶解度和扩散系数相近的气体组分组成三对比值，以不同的码表示，根据比值的编码判断变压器所属的故障类型。表3.5和表3.6是我国DL/T722-2000推荐的改良三比值法的编码规则和故障类型判断方法。
三比值法原理简单、计算简便且有较高的准确率，在现场有着广泛的应用。三比值法各种气体针对的是变压器本体内的油样，对气体继电器中的油样无效，只有根据气体各组分含量的注意值或气体增长率的注意值有理由判断变压器存在故障时，气体比值才是有效的，对于正常的变压器比值没有意义。同时三比值法还存在一些不足，比如实际情况中可能出现没有对应比值编码的情况、对多故障并发的情况判断能力有限、不能给出多种故障的隶属度、对故障状态反映不全面[1]。
表3.5 三比值法的编码规则
气体比值范围 比值范围编码 C2H2C2H4 <0.1 >=0.1~<1 >=1～<3 >=3 故障类型判断 0 1 1 2 CH4H2 1 0 2 2 C2H4C2H6 0 0 1 2 表3.6 故障类型判断方法 编码组合 C2H2C2H4低温过热(低于150℃) 低温过热(150度～300℃) 中温过热(300度～700℃) 高温过热(高于700℃) 轻度局部放电 严重局部放电 低能放电 低能放电兼过热 电弧放电 电弧放电兼过热 0 0 0 0 0 1 2 2 1 1 CH4H2 0 2 2 0，1，2 1 1 0，1 2 0，1， 2 C2H4C2H6 1 0 1 2 0 0 0，1，2 0，1，2 0，1，2 0，1，2 (2) 特征气体法 变压器油中溶解的特征气体随着故障类型及严重程度的变化而变化，特征气体法就是根据油中各种特征气体浓度来判断变压器故障类型的一种方法。在过热性故障中，当只有热源处绝缘油分解时，特征气体CH4和C2H4两者之和一般占总烃的 80%以
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上，且随着故障点温度的提高，C2H4所占比例也增加。一般来说 ,高中温过热时，H2占氢烃总量的27%以下，且随温度升高，H2的绝对含量有所增长，但其所占比例却相对下降。量C2H2 ,但不会超过总烃的6%。当过热涉及固体绝缘时，除了产生上述气体之外，还会产生大量的CO和CO2。当电气设备内部存在接触不良时，如分接开关接触不良，连接部分松动，绝缘不良，特征气体会明显增加。当超过正常值时，其一般也占总烃量的80%以上 ,且随着运行时间的增加，C2H4所占比例也增加。严重过热时也会产生少特征气体法对故障性质有较强的针对性，比较直观、方便，缺点是没有量化。表3.7描述了特征气体与变压器内部故障的关系。
表3.7 特征气体浓度与变压器内部故障的关系
故障性质 一般过热性故障 严重过热性故障 特征气体的特点 总烃较高，C2H2<5μL/L 总烃高，C2H2>5μL/L，但C2H2未构成总烃的主要成份，H2含量较高 局部放电 火花放电 电弧放电 总烃不高，H2>100μL/L，CH4占总烃的主要成份 总烃不高，C2H2>10μL/L，H2较高 总烃高，C2H2高并构成总烃中的主要成份，H2含量高 (3) 无编码的比值法[12] 三比值方法存在着找不到对应故障类型的情况，而且判断方法相对复杂。这种方法的原理是:油和固体绝缘材料在不同的温度、不同的放电形式下产生的气体也不同。当总烃含量超过正常值时，先计算出乙炔和乙烯的比值 ,当其值小于0.1时为过热性故障。计算乙烯与乙烷的比值，确定其过热温度，当其值大于0.1时为放电性故障。计算甲烷与氢气的比值，确定是纯放学电还是放电兼过热故障。该方法在一定程度上解决了三比值法故障编码缺少，有的故障用三比值法无法诊断的问题。无编码比值法故障诊断方法如表3.8所示。
表3.8 无编码比值故障诊断方法
故障性质 低温过热<300℃ 中温过热300℃～700℃ 高温过热>700℃ 高能放电 高能放电兼过热 低能放电 低能放电兼过热 C2H2C2H4 <0.1 <0.1 <0.1 0.1<比值<3 0.1<比值<3 >3 >3 C2H4C2H6 <1 1<比值<3 >3 无关 无关 无关 无关 CH4H2 无关 无关 无关 <1 >1 <1 >1 3.2.3 其它的各种辅助判断方法 10
上述方法仅考虑到发生的故障是由变压器内部缺陷产生的，没有考虑到变压器进水、进气等其它因素，没有给出变压器故障是否涉及到固体绝缘，且不能给出变压器故障严重程度的信息，所以在实际情况中还应该考虑到以下一些辅助因素。
(1) 比值CO2CO
当变压器涉及到固体绝缘时会引起CO和CO2的明显增长，但是固体绝缘的老化与故障情况下的分解产气并没有明显的界限，其主要原因是从空气中吸收的CO2及固体绝缘和油长期老化形成的CO和CO2过高导致的。但是老化产生的CO2与CO的比值与故障涉及固体绝缘时CO2与CO的比值是不同的，根据它们的比值可以判断变压器是否涉及固体绝缘。经验证明，当怀疑变压器固体绝缘老化时，一般CO2CO>7，当怀疑故障涉及固体绝缘材料时(高于200℃)，可能CO2CO<3，必要时应从最后一次的测试结果减去上一次的测试数据，重新计算比值，以确定故障是否涉及固体绝缘。
(2) 油中微水测试
变压器进水时，溶解在油中的水受到铁、氧等作用会分解出氢气，此时油中的气体产物与变压器发生局部放电时的产物是很接近的，同时溶解于油中的水可能会产生局部放电，所以变压器进水与发生局部放电很难区分。可以通过油中微水测试来判别，当使用特征气体法或比值法判断变压器属于局部放电，且变压器油中微水含量很高，就有理由怀疑油中特征气体异常是由于变压器进水受潮造成的。
(3) 比值C2H2H2
在充油电力变压器中，有载调压操作产生的气体与低能放电的情况相似，当有载调压油箱中的油渗漏到主油箱时可能会导致误判。当主油箱中C2H2H2>2时认为是有载调压污染的迹象，此时可以通过比较主油箱和储油罐的油中溶解气体浓度确定主油箱中溶解气体异常的真正原因。
(4) 比值O2N2
由于变压器油中O2和N2相对溶解度的不同，一般O2N2接近于0.5。当变压器发生故障时氧气含量就会下降，当O2N2<0.3时一般认为是出现了氧被极度消耗的迹象。
(5) 故障源温度的估计
故障源温度与故障产生的能量相关，而能量又与分解产物有关，所以故障源温度与分解产物有关，根据分解产物可以估计故障源温度。日本学者月冈淑郎提出了一个根据气体比值估计故障源温度的经验公式，针对变压器油过热，当热点温度高于400℃时有以下经验公式：
CHT?322lg24?525 （3.3）
C2H6国际电工委员会IEC标准指出 ,若CO2CO的比低于3或高于11,则认为可能存
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在纤维分解故 ,即固体绝缘的劣化。当涉及到固体绝缘裂解时缘低热点的温度经验公式为：
300 ℃以下时
T??241lg300 ℃以上时
CO2?373 （3.4） COT??1196lgCO2?660 （3.5） CO 12