如何解读 DGA 结果：Duval 三角形、气体比值法与特征气体法
面向电力变压器的溶解气体分析结果解读实用指南——特征气体法、IEC 60599 与 Rogers 气体比值法，以及 Duval 三角形——阐述每种方法如何将故障映射到诊断，以及人工复核工作流在其中的位置。
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溶解气体分析告诉你故障正在发展。解读则告诉你是哪一类故障，以及有多紧急。故障气体溶入变压器油中，其形态反映了产生它们的物理过程——过热连接、局部放电、电弧——数十年的工程实践已将这些形态提炼为少数几种解读方法。本指南阐释其中最重要的三种，同样重要的是，说明它们各自单独能告诉你什么、又不能告诉你什么。
在介绍各方法之前先说明一点：解读是第二个问题。第一个问题是产气究竟是否异常，这是一个趋势问题，而非单次采样的问题——参见 DGA 趋势分析。在确立这一点之后，解读才对故障进行分类。
1. 特征气体法
特征气体法最为直观：占主导的气体指向故障类型。氢气伴随甲烷提示低能量电活动；乙烯指示较高温度的热故障；乙炔是电弧和高能量放电的特征标志；一氧化碳和二氧化碳则指向纤维素（绝缘纸）的参与。IEEE C57.104 界定了这些气体如何产生并加以筛查。特征气体视角非常适合建立直觉，但它较为粗糙——真实故障往往产生混合气体，这正是比值法和三角形法发挥作用之处。
2. 气体比值法（IEC 60599 与 Rogers）
比值法比较成对的气体而非绝对量，因而对油箱中油量的多少或气体累积时间的长短更为稳健。IEC 60599 定义了基本比值——C2H2/C2H4、CH4/H2 和 C2H4/C2H6——而与之密切相关的 Rogers 比值集使用相同的气体对，将故障归入不同严重程度的热故障、局部放电、电弧等类别。比值法之所以有力，正是因为它把”多少”归一化掉，转而聚焦于”哪一类”。其局限在于某些气体组合落在已定义的范围之外，无法给出诊断——这是一个已知的空白，而图解方法对此处理得更为从容。
3. Duval 三角形
Duval 三角形是多数工程师最常求助的方法，因为它总能给出一个故障区。Duval 三角形 1 将三种气体——甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）和乙炔（C2H2）——的相对百分比绘制为三元图中的一个点，该点的位置将故障归入七个区之一：局部放电（PD）；温度逐级升高的热故障（T1、T2、T3）；低能量与高能量放电（D1、D2）；以及热与电混合区（DT）。由于每个点都会落在某处，三角形法避免了比值法”无结果”的空白。Duval 三角形法与比值法一样，都以相同的 IEC 60599 故障物理为基础。
有一条实事求是的检验适用于全部三种方法，值得直言：Duval 三角形是对故障进行分类，而非检测出故障。 你要先判定产气异常——上升的趋势、升高的产生率——之后故障区才会告诉你哪种故障类型与该气体组合最为吻合。
用你自己的数据试一试
GridAPM 的交互式 DGA 分析器一次性运行全部三种方法——Duval 三角形 1 分类、基本的 IEC 60599 气体比值以及 IEEE C57.104-2019 筛查——完全在客户端进行，因此你的气体数值绝不会离开浏览器。它是面向工程师的参考辅助工具，而非诊断结论：它展示某个样本所处的位置以及标准方法的判读，并把判断权留给它应属之处。
为何没有任何单一方法就是答案
包括 CIGRE TB 771 在内的现代解读指南将这些方法视为互补的，让它们相互交叉验证，而非孤立地信赖其中任何一种。而且，即便得到一个有把握的故障区，也还不是一个决策。采取的措施取决于：
- 趋势速率与产生率——故障是活跃且在加速，还是一个稳定的历史遗留现象？
- 测量质量——实验室分析与在线监测装置之别、标定，以及采样的完整性。
- 运行背景——近期的负荷、冷却、油处理或维护，这些都可能解释气体的来源。
- 后果——资产的重要性、备件可用性以及停电约束。
这正是为何解读要置于更广泛的状态评估实践（CIGRE TB 761）之中，并与变压器为何失效以及能够捕捉失效的诊断手段这一全景相连。在资产值得投入之处，持续在线 DGA 监测可缩短从气体变化到经复核决策之间的时间。
GridAPM 如何运用解读
GridAPM 并不取代这些解读方法，也不取代运用它们的工程师。它汇集 DGA 历史、计算标准分类、标示趋势与故障区在何处一致或不一致、揭示缺失的背景信息与测量质量方面的注意事项，并起草一份带有溯源链接的案例——从而让合格的复核人员能够决定是继续监测、复测、检查、安排停电还是采取干预，且每一条结论都可追溯到其背后的气体数据。
解读把气体转化为一个假设。趋势、背景信息与复核则把假设转化为一个站得住脚的决策。试用 DGA 分析器，在一个样本上查看这三种方法，或申请 GridAPM 试点，让解读在你自己机群的人工复核工作流中发挥作用。
参考文献
- IEEE C57.104 IEEE C57.104: Interpretation of Gases Generated in Mineral Oil-Immersed Transformers
- IEC 60599 IEC 60599: Interpretation of dissolved and free gases analysis
- CIGRE TB 771 CIGRE TB 771: Advances in DGA Interpretation
- CIGRE TB 761 CIGRE TB 761: Condition Assessment of Power Transformers
- The Duval Triangle explained (Reinhausen)
工程师常问的问题
解读 DGA 结果的主要方法有哪些？
常用的有三种互补方法：特征气体法（出现哪些气体指向占主导的故障类型）、气体比值法（IEC 60599 及相关的 Rogers 比值利用成对气体的比值对故障进行分类），以及 Duval 三角形（一种将 CH4、C2H4 和 C2H2 的相对百分比映射到故障区的图解方法）。在先从趋势确认产气确属异常之后，将它们结合使用效果最佳。
Duval 三角形的各故障区代表什么？
Duval 三角形 1 将故障划分为局部放电（PD）、温度逐级升高的热故障（T1、T2、T3）、低能量与高能量放电（D1、D2），以及热与电混合区（DT）。所绘制点在甲烷、乙烯和乙炔相对百分比中的位置指示故障类型——但它是对故障进行分类，本身并不能确立故障确实存在。
能否仅凭单次 DGA 采样诊断一台变压器？
很少能有把握地做到。解读方法对故障类型进行分类，但决策取决于趋势速率、气体产生率、测量质量和运行背景。单个快照可能有参考价值；而在缺乏背景信息的情况下仅凭一个数值做出的决策是脆弱的。将解读转化为行动的，是趋势分析与人工复核。
有免费的 DGA 解读工具吗？
GridAPM 提供一款交互式 DGA 分析器，可完全在您的浏览器中运行 Duval 三角形 1 分类、基本的 IEC 60599 气体比值以及 IEEE C57.104-2019 筛查——没有数据离开您的设备。它是面向工程师的参考辅助工具，而非合格解读与复核的替代品。
