在油浸式变压器邮箱内部发生故障（包括轻微的闸间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路）时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生大量的气体，因气体比较轻，它们将从油箱向油枕的上部，当严重故障时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部放障的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护。
气体继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油枕之间的连接管道上，主要油箱的气体必须通过气体继电器才能流向油枕，为了不妨碍气体的流通，变压器安装时反应使顶盖沿气体继电器的水平面有1%-1.5%的升高坡度，通过继电器的具有2%-4%的升高坡度。
瓦斯保护的原理接线，上面触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯保护”，动作后启动变压器保护的总出口，使断路器跳闸。当油箱内部发生严重故障时，由于油流的不稳定可能造成干簧触点的抖动，此时为使断路器能可靠跳闸，应选用具有电流自保持线圈的出口中间继电器KOM，动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自保持。此外，为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作跳闸，可利用切换片XS将跳闸回路切换到信号回路。
瓦斯保护动作后，应从瓦斯继电器上部排气口收集气体，进行分析。根据气体的数量、颜色、化学成分，可燃性等，判断保护动作的原因和故障的性质。
瓦斯保护能反应油箱内部故障，且动作迅速，灵敏性高、接线简单，但不能反应油箱外的引出线和套管上的故障。故不能单独作为变压器的主保护，须与差动保护或电流速断配合共同作为变压器的主保护。
轻瓦斯保护的动作值采用气体容积表示，一般气体容积的整定范围为250-300cm3,。对于容量在10MVA以上的变压器多采用250cm3.气体容积在调整可以通过改变重锤位置来实现。重瓦斯保护的动作值采用油管流速度表示。一般整定范围在06-1.5m/s