变压器油中溶解气体分析
前言
分析变压器油中溶解气体的组分和含量是监视充油电气设备安全运行的最有效的措施之一。利用气相色谱法分析油中溶解气体监视充油电气设备的安全运行在中国已有30多年的使用经验。国外色谱公司 公司早在八十年代就已在气相色谱上开发了双填充柱变压器油分析系统，有双阀(两个六通阀)和单阀(一个十能阀)两种配置。随着电力生产的发展，对分析方法也提出更高的要求，现行的国家标准2001年版GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》对色谱仪最小检知浓度比1987年版有了更高的要求，要求最小检知浓度乙炔≤0.1μL/L，氢气≤2μL/L。为满足新的要求，又提出双毛细柱系统。以下介绍利用该方法检测变压器油中溶解气体
1． 变压器油溶解气体色谱分析双毛细柱系统
1.1系统配置及阀图
系统配置：填充柱进样口，六通柱隔离阀、镍催化炉、TCD、FID
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气相色谱柱机主机
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Description
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Option( or Part No)
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填充柱进样口
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102
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FID
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210
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TCD
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220
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镍转化炉
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307
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六通柱隔离阀
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702
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单阀阀箱
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751
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阀与毛细柱接口
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872 (3个)
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柱1: CarbonPLT 30m×530μm×3μm
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115-3133
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柱2: HP-MOLSIV PLOT 15m×530μm×50μm
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19095P-MS9
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气密进样注射器
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5182-9710
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气密进样注射器针头(5/包)
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5183-4606
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1/4”—1/8” 变径接头
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5180-4131
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1.2 色谱条件
色谱分析条件
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载气流量（N2）
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12 mL/min
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阀箱温度
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70 ºC
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镍催化炉温度
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375 ºC
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柱温
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50℃
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TCD
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温度
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250ºC
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参考气流量
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24mL/min
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辅助气
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4 mL/min
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FID
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温度
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300ºC
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辅助气
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20 mL/min
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氢气流量
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50 mL/min
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空气流量
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400 mL/min
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进样量
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1 mL
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切阀时间
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时间A，1.64 分钟“开”，
时间B， 4.8分钟“关”
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1.3方法简述
开始阀在“OFF”位置，两根柱是串联的，样品先进入CarbonPLT 柱上进行分离， CarbonPLT 柱上共流出的组分H2、O2、N2、CO和CH4进入PLOT5A分子筛柱后，而C02等组分尚未进入时，切换阀到“ON”位置，使H2、O2、N2、CO和CH4隔离在分子筛柱上，同时CO2,C2H2,C2H4,C2H6 在CarbonPLT 柱上分离，经过旁路由FID检测，其中CO2是通过镍催化炉转化成CH4后被FID检测。等C2H6出峰后，再次切换阀到“OFF”位置，使H2、O2、N2、CO和CH4 在分子筛柱上分离，其中H2、O2、N2由TCD检测，CH4和CO（CO经过镍催化炉转化成CH4）由FID检测。
切阀时间由实验确定，图2是柱1旁路即阀“开”时，标样在CarbonPLT出峰情况，根据谱图能定义时间A和时间B。
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1.4结果讨论
分析结果
从图3A可以看出，浓度为0.039μL/L的乙炔峰的信噪比为4.5，可以准确定量，完全满足国标的要求(乙炔最小检知浓度≤0.1μL/L)。
用N2作载气，在TCD通道没有N2峰，如图3B所示。如要求分析N2，则需Ar作载气，这时也有利于改善O2的峰形，如图3C所示。浓度为4.7μL/L的 H2峰信噪比为24，按照信噪比为3(S/N=3)，在本应用的条件下，H2的检测限为0.58μL/L，也能满足国标的要求。
最小检测浓度
信噪比为3，在本应用选定的条件下，测得各组分的最小检测浓度如表2所示，完全满足国标要求。
为保证检测限达到满意的结果，载气、氢气的纯度是关键，气体纯度要求99.999%，且需要加净化管，如果使用氢气发生器，强烈推荐使用分子筛净化管以过滤氢气中微量C02。
表4 各组分最小检测浓度
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组分名
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测定值
最小检测浓度(μL/L)
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国标要求
最小检知浓度(μL/L)
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CH4
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0.03
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无
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C2H2
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0.02
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≤0.1
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C2H6
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0.02
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无
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C2H8
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0.03
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无
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CO
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0.04
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≤25
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CO2
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0.04
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≤25
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H2
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0.58
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≤2
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