在油浸式變壓器郵箱內部發生故障（包括輕微的閘間短路和絕緣破壞引起的經電弧電阻的接地短路）時，由于故障點電流和電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產生大量的氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱向油枕的上部，當嚴重故障時，油會迅速膨脹并產生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內部放障的上述特點，可以構成反應于上述氣體而動作的保護裝置，稱為瓦斯保護。
氣體繼電器是構成瓦斯保護的主要元件，它安裝在油枕之間的連接管道上，主要油箱的氣體必須通過氣體繼電器才能流向油枕，為了不妨礙氣體的流通，變壓器安裝時反應使頂蓋沿氣體繼電器的水平面有1%-1.5%的升高坡度，通過繼電器的具有2%-4%的升高坡度。
瓦斯保護的原理接線，上面觸點表示“輕瓦斯保護”，動作后經延時發出報警信號。下面的觸點表示“重瓦斯保護”，動作后啟動變壓器保護的總出口，使斷路器跳閘。當油箱內部發生嚴重故障時，由于油流的不穩定可能造成干簧觸點的抖動，此時為使斷路器能可靠跳閘，應選用具有電流自保持線圈的出口中間繼電器KOM，動作后由斷路器的輔助觸點來解除出口回路的自保持。此外，為防止變壓器換油或進行試驗時引起重瓦斯保護誤動作跳閘，可利用切換片XS將跳閘回路切換到信號回路。
瓦斯保護動作后，應從瓦斯繼電器上部排氣口收集氣體，進行分析。根據氣體的數量、顏色、化學成分，可燃性等，判斷保護動作的原因和故障的性質。
瓦斯保護能反應油箱內部故障，且動作迅速，靈敏性高、接線簡單，但不能反應油箱外的引出線和套管上的故障。故不能單獨作為變壓器的主保護，須與差動保護或電流速斷配合共同作為變壓器的主保護。
輕瓦斯保護的動作值采用氣體容積表示，一般氣體容積的整定范圍為250-300cm3,。對于容量在10MVA以上的變壓器多采用250cm3.氣體容積在調整可以通過改變重錘位置來實現。重瓦斯保護的動作值采用油管流速度表示。一般整定范圍在06-1.5m/s
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