当变压器油箱内部发生故障时，短路电流产生的电弧使变压器油和其它绝缘材料分解，从而产生大量的可燃性气体，人们将这种可燃性气体统称为瓦斯气体。故障程度越严重，产生的瓦斯气体越多，流速越快，气流中还夹杂着细小的、灼热的变压器油。瓦斯保护是利用变压器油受热分解所产生的热气流和热油流来动作的保护。它利用反应变压器内部气体状态的瓦斯继电器来保护变压器。继电器安装在油箱与油枕之间的联接管中，油箱内的气体可通过瓦斯继电器流向油枕

「 瓦斯继电器安装位置示意图 」

目前，国内外采用的瓦斯继电器有三种形式:浮筒式、挡板式和开口杯式。国外的瓦斯继电器多为浮筒式结构 ，采用双浮子结构；国内采用的多为上开口杯下挡板结构（挡板和浮筒工作原理相同）。

「 开口杯式瓦斯继电器结构图 」

正常运行时，继电器内充满了油，上、下开口杯都浸在油内。由于开口杯及附件在油内的重力所产生的力矩比平衡锤产生的力矩小，因此，开口杯处于上升位置，磁力接点断开。

当变压器内部发生轻微故障时，产生较少的气体 （称轻瓦斯），此气体上升到油面并聚集在继电器上方，使油面下降，上开口杯露出油面。上开口杯及附件在空气中的重力加上杯内油的重量，所产生的力矩大于平衡锤所产生的力矩，因此，开口杯顺时针方向转动，带动磁铁，使上方的磁力接点接通，发出延时轻瓦斯信号。

变压器内部发生严重故障时，产生大量的气体 （称重瓦斯），由于这些气体的膨胀使油面上升，因油箱与油枕的联接管道较油箱细得多，故其中油的流速将很大，形成强烈的油流，冲击挡板带动下开口杯转动，使下磁力接点接通，发出跳闸脉冲，重瓦斯保护动作跳闸。

当变压器严重漏油而使油面极低时，造成瓦斯继电器储油器内的油面不断下降，先形成上开口杯转动，发生轻瓦斯信号，随后，油面继续下降，下开口杯转动，发生断路器跳闸脉冲，重瓦斯保护动作跳闸。

挡板式结构的瓦斯继电器在国内采用较多，但相对于其它结构的继电器，它有个明显的短板~且看下文分解

「 挡板式瓦斯继电器结构图 」

「 挡板式瓦斯实物图 」

干簧管是挡板式及浮筒式瓦斯继电器的重要组成部件，其将两片端点处重叠的可磁化的簧片、密封于一玻璃管中，两簧片分隔的距离仅约几个微米，玻璃管中装填有高纯度的惰性气体，在尚未操作时，两片簧片并未接触、外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性， 结果两片不同极性的簧片将互相吸引并闭合，接通跳闸或信号回路。

a 油箱内部轻微故障时

因起上部结构也采用的开口杯，所以动作原理与开口杯式相似：分解出的瓦斯气体沿连接弯管运动至气体继电器处，聚集在顶盖处形成一定的压力，将变压器油面高度压低，开口杯所受浮力减小，随油面的降低开始转动，使磁铁4与干簧触点15接触，从而吸引干簧触点接通，发出轻瓦斯信号。

b 油箱内部发生短路故障时

故障点高温电弧将使变压器油迅速分解出大量瓦斯气体，有一定压力的气体在向油枕处运动时，由于油的粘滞性，形成油流，冲击挡板。挡板翻转带动磁铁11与干簧管13靠近，吸引干簧触点接通，跳开变压器各侧开关并发出重瓦斯动作信号。

「 双浮筒式瓦斯继电器实物图 」

「 发生轻微故障或轻微漏油时」

当变压器内部发生轻微故障时，产生较少的气体 （称轻瓦斯），此气体上升到油面并聚集在继电器上方，使油面下降。随着液面的下降，上浮子也一同下降。通过浮子的运动，使上磁铁与上干簧管接触，从而吸引干簧触点接通，发出轻瓦斯信号。

「发生相间短路等严重故障时」

变压器内部发生严重故障时，产生大量的气体 （称重瓦斯），由于这些气体的膨胀使油面上升，因油箱与油枕的联接管道较油箱细得多，故其中油的流速将很大，形成强烈的油流，冲击挡板带动下浮子转动，使下磁铁与下干簧管接触，从而吸引干簧触点接通，发出跳闸脉冲，重瓦斯保护动作跳闸。

「 变压器严重漏油时」

由于渗漏等原因造成变压器油流失时，随着液体水平面的下降，上浮子也同时下沉，此时发出轻瓦斯报警信号。当液体继续流失，储液罐、管道和瓦斯继电器被排空。随着液体水平面的下降，下浮子下沉，带动下磁铁与下干簧管接触，从而吸引干簧触点接通，发出跳闸脉冲，重瓦斯保护动作跳闸。

通过上述分析可知，挡板式的挡板结构不随油面下降而动作，而是在油的流速达到定值时才动作，所以挡板式瓦斯继电器遇到油面下降或严重缺油时，不会造成重瓦斯跳闸；而开口杯和浮子的工作原理相似，都能反映油位降低异常现象。