變壓器早期故障的特征氣體是油中的一氧化碳和氫氣，它們主要是變壓器內(nèi)的有機絕緣材料和絕緣油，伴隨著變壓器運行時間的增加，并在熱和電的長期作用下老化、分解產(chǎn)生的，與它們一起產(chǎn)生的氣體還有二氧化碳和烴類氣體，這些氣體大多數(shù)都是溶解在變壓器油中。

變壓器在線監(jiān)測裝置的工作原理是變壓器油中的特征氣體通過與變壓器本體直接相連的傳感器內(nèi)部的滲透膜選擇性地進入到氣體檢測器中，并通過與傳感器內(nèi)部燃料電池和空氣中氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生一個與反應(yīng)速率成比例的輸出電信號，再經(jīng)過整流放大輸出電信號和溫度補償電信號后，在裝置顯示屏上以體積分?jǐn)?shù)值μL/L形式向技術(shù)人員顯示。

其中傳感器是無源元件，無轉(zhuǎn)動部分，也不需任何試劑或其它材料，其所需要的燃料是特征氣體。變壓器局部放電在線監(jiān)測的靈敏度一般為1000 pC以上，高于離線下的變壓器出廠試驗規(guī)定值。所以，現(xiàn)有系統(tǒng)主要依據(jù)PD的長期發(fā)展趨勢對變壓器絕緣狀況進行分析，而不完全根據(jù)某次的單一測量值。此外還可利用局部放電橢圓圖、二維譜圖、三維譜圖等對局部放電的類型進行分析。

還可以通過對變壓器鐵芯接地電流進行在線監(jiān)測，以此判斷變壓器鐵芯是否出現(xiàn)多點接地故障。在線監(jiān)測變壓器有載調(diào)壓開關(guān)的狀況及測量套管的介質(zhì)損耗等，但無法實現(xiàn)對變壓器油中微水、繞組溫度分布(決定繞組熱點溫度)及其紙絕緣的老化參量(如糠醛)等的在線監(jiān)測。