溶解氣體分析（DGA）是評(píng)估變壓器內(nèi)部故障的關(guān)鍵手段，通過分析變壓器油中溶解的氣體成分和濃度，能夠有效診斷變壓器內(nèi)部的潛伏性故障。盡管DGA技術(shù)已發(fā)展數(shù)十年，其分析結(jié)果仍存在顯著的不確定性，這些不確定性來源于測量設(shè)備、油樣采集、氣體提取方法、分配系數(shù)差異以及人為操作等多個(gè)環(huán)節(jié)。深入理解這些不確定性來源，對(duì)于正確解讀DGA數(shù)據(jù)、制定科學(xué)的變壓器維護(hù)策略至關(guān)重要。

　　一、DGA測量的準(zhǔn)確度與不確定性

　　測量準(zhǔn)確度是評(píng)估DGA設(shè)備性能的關(guān)鍵特性，卻因受多種因素影響而難以精準(zhǔn)定義和指定。測量性能由測量范圍、響應(yīng)時(shí)間、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性等動(dòng)態(tài)特性構(gòu)成，其中準(zhǔn)確度反映測量值與真值的一致性，但DGA中兩者均存在不確定性，且被測參數(shù)實(shí)際值常通過實(shí)驗(yàn)室DGA確定，其不確定性卻鮮少被報(bào)告。

　　此外，準(zhǔn)確度規(guī)格可能未涵蓋可重復(fù)性、遲滯、溫度依賴性等關(guān)鍵因素，且僅適用于特定測量條件（如校準(zhǔn)點(diǎn)、氣體濃度、油類型等），實(shí)際應(yīng)用中（如長期使用、特殊油況）的性能缺乏明確參考，監(jiān)測系統(tǒng)的性能往往會(huì)偏離理想狀態(tài)。

　　與測量性能相關(guān)的另一重要參數(shù)是檢測下限（LDL），指設(shè)備能可靠辨別的最低氣體濃度（通常需結(jié)合置信度定義）。LDL與可重復(fù)性存在關(guān)聯(lián)，通過數(shù)據(jù)求平均值可減小測量隨機(jī)變化，進(jìn)而提升可重復(fù)性、降低LDL。但由于極低濃度參考樣本的制備難度極大，實(shí)際中幾乎無法直接測量LDL，多需基于可重復(fù)性進(jìn)行理論定義。

　　二、實(shí)驗(yàn)室DGA的不確定性

　　實(shí)驗(yàn)室DGA的分析結(jié)果存在多種不確定性來源，核心包括油采樣質(zhì)量（如采樣、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中油與空氣接觸導(dǎo)致氣體逸出或污染）、樣本制備、校準(zhǔn)、分配系數(shù)、設(shè)備參數(shù)等，人為操作差異也會(huì)影響結(jié)果再現(xiàn)性。

　　IEC 60567建議實(shí)驗(yàn)室明確自身不確定性數(shù)據(jù)，認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室需提供該信息，缺乏時(shí)可通過國際實(shí)驗(yàn)室間比較測試評(píng)估，且不同氣體提取方法準(zhǔn)確度差異明顯，例如，頂空（HS）方法不確定性更高，且氣體濃度水平也會(huì)影響分析準(zhǔn)確度。

　　實(shí)驗(yàn)室DGA的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，氣體提取效率與方法密切相關(guān)，托普勒真空抽取方法提取近乎100%，而HS方法效率較低且結(jié)果依賴分配系數(shù)（K），該系數(shù)受氣體、油類、溫度等因素影響，易成為誤差來源。氣相色譜（GC）分析需設(shè)備專屬校準(zhǔn)，校準(zhǔn)參考存在代表性疑問，且設(shè)備的色譜柱污染、檢測器漂移會(huì)影響性能，需專業(yè)操作和定期監(jiān)測。此外，ASTM與IEC標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算氣體體積的溫度不同，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)8%差異，比較數(shù)據(jù)時(shí)需先統(tǒng)一條件。

　　三、在線DGA監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

　　在線DGA監(jiān)測系統(tǒng)具備顯著優(yōu)勢，能在早期識(shí)別各類變壓器內(nèi)部故障，相比常規(guī)油采樣間隔的實(shí)驗(yàn)室分析，其不僅靈活性更高，可通過數(shù)據(jù)處理保障診斷可靠性，還能快速響應(yīng)快速發(fā)展的故障，跟蹤氣體變化率也更可靠。該系統(tǒng)的校準(zhǔn)需依據(jù)可追溯參考?xì)怏w或油中氣體標(biāo)準(zhǔn)樣本，且需附帶明確校準(zhǔn)信息的證書，但因?qū)嶋H變壓器油與校準(zhǔn)用油的分配系數(shù)可能存在差異，校準(zhǔn)準(zhǔn)確度規(guī)格難以完全適配實(shí)際運(yùn)行場景，采購時(shí)需結(jié)合設(shè)施實(shí)際需求，必要時(shí)在真實(shí)帶電條件下對(duì)設(shè)備進(jìn)行長期監(jiān)督測試。

　　商用在線DGA監(jiān)測系統(tǒng)的測量范圍規(guī)格各異，需結(jié)合氣體濃度、可燃?xì)怏w爆炸極限及測試安全性綜合評(píng)估，高濃度爆炸性氣體測試需配備ATEX防爆認(rèn)證等額外安全措施；雖多數(shù)情況下氣體濃度值較低，但小容量變壓器發(fā)生T3故障時(shí)，可能出現(xiàn)甲烷、乙烷、乙烯等氣體濃度極高的情況，需予以考量。

　　四、比較在線監(jiān)測系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室DGA

　　在評(píng)估在線監(jiān)測系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室DGA結(jié)果時(shí)，必須考慮樣本質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)室流程及分析方法本身的不確定性。任何比較都應(yīng)認(rèn)識(shí)到，即使樣本和采樣方法理想，結(jié)果仍可能存在差異，尤其在遵循不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。影響因素包括校準(zhǔn)方法、氣體提取、油樣質(zhì)量、人為因素等。

　　目前雖無現(xiàn)場測試在線系統(tǒng)的通用標(biāo)準(zhǔn)，但CIGRE工作組發(fā)布的指南（技術(shù)手冊(cè)783附錄F）提供了詳細(xì)的現(xiàn)場評(píng)估程序。

　　評(píng)估在線監(jiān)測系統(tǒng)可通過長期數(shù)據(jù)趨勢分析實(shí)現(xiàn)。以甲烷監(jiān)測為例，維薩拉OPT100 DGA監(jiān)測系統(tǒng)2.5年以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示其準(zhǔn)確度為±10%，因?qū)嶒?yàn)室不確定性未知，參考IEC 60567取±15%作為實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確度參考。在此類評(píng)估中，長期趨勢對(duì)比遠(yuǎn)比單點(diǎn)讀數(shù)更具參考價(jià)值，若在線監(jiān)測與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)趨勢相似且不確定性區(qū)域重疊，即可推斷兩種方法具有較高一致性。

　　通過系統(tǒng)性地理解和控制DGA分析中的不確定性，電力企業(yè)能夠更加有效地利用這一技術(shù)，提升變壓器的狀態(tài)評(píng)估水平，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。作為測量技術(shù)專業(yè)廠商，維薩拉憑借其數(shù)十年的專業(yè)技術(shù)積累，為電力行業(yè)提供了可靠的DGA在線監(jiān)測解決方案。