當在電力變壓器油箱內部發生故障（包括輕微的匝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（通常為25#絕緣油）及其它絕緣材料因局部受熱而分解產生氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱流向油枕的上部。當故障嚴重時，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，使繼電器的接點動作，接通指定的控制回路，并及時發出信號或自動切除變壓器，構成反應于上述氣體而動作的保護裝置稱為瓦斯保護。
瓦斯繼電器是構成瓦斯保護的主要元件，例如FJ3——80型、QJ系列，它安裝在油箱本體與油枕之間的連接管道上，為了增加瓦斯保護的靈敏系數與可靠性，必須使變壓器內故障所產生的氣體全部順利地通過瓦斯繼電器，因此在安裝變壓器時應使油箱體向油枕方向傾斜1~1.5%，油管應向油枕方向傾斜2~4%。
舊式瓦斯繼電器（浮筒式水銀接點繼電器）運行尚不夠穩定，抗振能力差，容易因振動而使水銀流動造成誤動作。而開口杯擋板式瓦斯繼電器具有較高的耐振能力，動作可靠。因此，目前在我國電力系統中推廣應用的是開口杯擋板式瓦斯繼電器。
繼電器在正常運行時，其內部充滿變壓器油，當變壓器內部輕微故障時，變壓器由于分解產生的少量氣體上升并聚集在瓦斯繼電器上部的氣室內，迫使油面亦隨之轉動下降，致使上磁鋼接近于一對干簧接點，動作后發出輕瓦斯故障信號。如果是嚴重故障，產生大量氣體，同時油溫升高，熱油膨脹，箱體內壓力劇增，形成油氣流迅速沖動繼電器下部擋板，致使下磁鋼接近于另一對干簧接點，作用于跳閘。
（2） 瓦斯繼電器的整定
瓦斯繼電器的整定，可通過壓差式流速試驗或者油泵式油速試驗設備進行，起動值按油流速度整定，一般對重瓦斯采用0.5~1.5m/s，當變壓器有強迫油循環裝置時用1~1.5m/s范圍，無強迫循油循環裝置時用0.6~1m/s范圍；對輕瓦斯采取氣體在繼電器內占有空間的體積來整定，范圍為250~300cm3時發出信號。