绝缘油内气体的成分和含量分析
绝缘油分析
特征气体characteristic gases对判断充油电气设备内部故障有价值的气体：即氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。
3.2总烃total hydrocarbon烃类气体含量的总和，即甲烷、乙烷、乙烯和乙炔含量的总和。
3.3自由气体free gases非溶解于油中的气体（包括继电器中和设备内油面上的气体）。
4 产气原理4.1绝缘油的分解绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含有CH3、CH2和CH化学基团并由C-C键键合在一起。
由于电或热故障的结果可以使某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基如：CH3*、CH2*CH*，或C*（其中包括许多更复杂的形式）这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物（X-蜡）。
故障初期，所形成的气体溶解于油中；当故障能量较大时，也可能聚集成自由气体。
碳的固体颗粒及碳氢聚合物可沉积在设备的内部。
低能量故障，如局部放电，通过离子反应促使最弱的键C-H键（338 kJ／mol）断裂，大部分氢离子将重新化合成氢气而积累。
对C-C键的断裂需要较高的温度（较多的能量），然后迅速以C-C键（607 kJ／mol）、C＝C键（720 kJ／mol）和C C（960 kJ／mol）键的形式重新化合成烃类气体，依次需要越来越高的温度和越来越多的能量。
乙烯是在大约为500℃（高于甲烷和乙烷的生成温度）下生成的（虽然在较低的温度时也有少量生成）。
乙炔的生成一般在800℃～1200℃的温度，而且当温度降低时，反应迅速被抑制，作为重新化合的稳定产物而积累。
因此，大量乙炔是在电弧的弧道中产生的。
当然在较低的温度下（低于800℃也会有少量的乙炔生成。
绝缘油气相色谱检测标准
绝缘油气相色谱检测标准
1.范围
本标准规定了绝缘油气相色谱检测的原理、设备、样品制备、试验步骤、结果计算、精度和误差以及应用。
本标准适用于绝缘油中溶解气体的分析。
2.规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
GB/T 7376 电绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
3.术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1 绝缘油 insulating oil
用于电力、电气等设备的绝缘材料，具有良好的电绝缘性能。
3.2 色谱峰 chromatographic peak
在色谱图上，代表某种组分的色谱柱上出现的单峰。
3.3 色谱分离 chromatographic separation
利用色谱柱将混合组分分离成单个组分的过程。
3.4 灵敏度 sensitivity
衡量仪器对样品中待测组分检出的能力，通常用单位浓度的待测组分产生一个响应信号值来表示。
3.5 精度 accuracy
测量值与真实值之间的接近程度，通常用相对误差来表示。
4.原理
本标准采用气相色谱法（GB/T 7376）对绝缘油中溶解气体进行分析。
通过色谱柱将样品中的各组分分离，然后通过检测器对分离后的组分进行检测并测量其含量。
5.设备
进行绝缘油气相色谱检测所需的设备包括：气相色谱仪、色谱柱、进样器、检测器和数据处理系统等。
绝缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法
一.绝缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法1 适用范围本标准规定了用气相色谱法测定充油电气设备内绝缘油中的溶解气体组分（包括氢、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、氧及氮等）含量的方法，其浓度以μL/L 计量。
充油电气设备中的自由气体（气体继电器中气体、设备中油面气体等）也可参照本方法进行组分分析，其浓度以μL/L计量。
2 试验性质预试、交接、大修3 试验方法3.1 方法概要首先按要求采集充油电气设备中的油样，其次脱出油样中的溶解气体，然后用气相色谱仪分离、检测各气体组分，浓度用色谱数据处理装置或记录仪进行结果计算。
3.2 样品采集按GB7597—1987全密封式取样的有关规定进行。
在运输、保管过程中要注意样品的防尘、防震、避光和干燥等。
3.3 仪器设备和材料3.3.1 从油中脱出溶解气体的仪器，可选用下列仪器中的一种。
3.3.1 恒温定时振荡器往复振荡频率275次/min±5次/min，振幅35mm±3mm，控温精确度±0.3℃，定时精确度±2min。
3.3.2气相色谱仪专用或改装的气相色谱仪。
应具备热导鉴定器（TCD）（测定氢气、氧气、氮气）、氢焰离子化鉴定器（FID）（测定烃类、一氧化碳和二氧化碳气体）、镍触媒转化器（将一氧化碳和二氧化碳鉴定器转化为甲烷）。
检测灵敏度应能满足油中溶解气体最小检测浓度的要求。
3.3.2.1 仪器气路流程。
3.3.2.2色谱柱：对所检测组分的分离度应满足定量分析要求。
常见的气路流程见表1。
表1 色谱流程3.3.3记录装置色谱数据处理机，色谱工作站或具有满量程1mV的记录仪。
3.3.4 玻璃注射器100mL、5mL、1mL医用或专用玻璃注射器。
气密性良好，芯塞灵活无卡涩，刻度经重量法校正。
（机械震荡法用100mL 注射器，应校正40.0mL的刻度）气密性检查可用玻璃注射器取可检出氢气含量的油样，存储至少两周，在存储开始和结束时，分析样品中的氢气含量，以检测注射器的气密性。
绝缘油中含气量的气相色谱测定法+绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
目次前言1 范围2 引用标准3 方法概要4 仪器设备、材料5 准备6 试验步骤7 精密度8 准确度绝缘油中含气量的气相色谱测定法1 范围本标准规定了绝缘油中含气量的气相色谱测定法。
本标准适用于330kV及以上充油电气设备中的绝缘油(其它电压等级的绝缘油中含气量测定可参考)。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T 7597—87 电力用油(变压器油、汽轮机油)取样法GB／T 17623—1998 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法DL／T 423—91 绝缘油中含气量的测定(真空压差法)3 方法概要本方法首先按GB／T 7597—87的规定采集被测油样，然后脱出油样中的气体，用气相色谱仪分离、检测各气体组分，通过记录仪或色谱数据处理机进行结果计算，结果以体积分数(%)表示。
4 仪器设备、材料4.1 脱气装置恒温定时振荡器(或其它脱气装置)：往复振荡频率270次／min～280次／min，振幅35mm，控温精度0.3℃，定时精度±2min。
4.2 气相色谱仪该仪器应具备热导检测器、氢火焰离子化检测器和镍触媒转化器。
4.2.1 检测灵敏度对油中气体的最小检测浓度应满足：氧、氮 不大于50L ／L ； 氢 不大于5L ／L ；一氧化碳、二氧化碳 不大于25L ／L ； 烃类 不大于1L ／L 。
4.2.2 仪器气路流程。
常用仪器气路流程见表1。
4.2.3 色谱柱色谱柱所检测组分的分离度应满足分析要求。
适用于测量H 2、O 2、N 2组分的固定相、柱长见表2，其它组分的测定可参照GB ／T 17623—1998中5.2的方法，选择合适的固定相和柱长。
4.3 记录装置采用记录仪或数据处理机。
4.4 玻璃注射器100mL 、10mL 、5mL 、1mL 医用或专用玻璃注射器，气密性好。
气相色谱法测定绝缘油中溶解气体组分含量的测量不确定度
Ｖ１一、１ １ ． ０ ×（ Ｏ ） ／［ ＋Ｏ ０ ０８ ５ 一￡］ ｒ－
℃ 、 试验 压力 下平 衡气 体体 积 ， ｍＬ； 、 —— 室温 ｔ试验 压 力下平 衡 气体 体积 ， ／ ｒ 、 ｍＬ；
、。 ／ —— ５ ｒ Ｏ℃油样 体积 ， ｍＬ；
２ ２ 测 量 不 确 定 度 各 分 量 的 评 定 ． ２ ２ １ 大 气 压 力 引入 的 相 对 标 准 不 确 定 度 ． ． （ Ｐ）
（ ）测量 读 数 的标 准 不确定 度 ｕ Ｖ 。按 方法 要 ２ （ ） 求， 对于使 用 ５ｍＬ玻 璃 注射 器 ， 出 气体 体 积 应读 准 脱
（） ４
（ ）为 了便 于对 测量 不确 定 度分 量 采用 相 对标 准 ３
不 确定 度进 行评 定 ， 将式 （ ） 化 为式 （ ） 可 １转 ４：
ｘ ０ ９ ９Ｘ 一 ． ２ ． ｃ
， ，
脱 出气体 体积 测 量 引入 的标 准不 确定 度 ｕ Ｖ ） （ 由
两部 分组 成 。 （ ）５ｍＬ玻 璃 注 射 器 的标 准 不 确 定 度 （ ） １ 。 按方 法要 求 ， 平衡 气应 采 用 ５ｍＬ玻 璃 注 射器 ， 定 取 检 证 书给 出 ５ｍＬ注射 器 的允许误 差 为 ２ ， 视为 正态 分
１ ２ 数 学 模 型 ．
、。 ／—— 室 温 ｔ ｒ 时所 取油 样体 积 ， ｍＬ；
￡ —— 试 验时 的室 温 ， ； ℃
（ ）油 中溶解 气体 各组 分浓 度计 算公式 为 ： １
收 稿 日期 ： ２ ０ —０ —１ ０６ ３ ０
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ｌ
由此 得 到 ｕ Ｖ ） ： （ 为
ｕＶ ） ／ Ｖ １＋ （ ｇ （ ｇ一￣ （ ｇ Ｖ２ ） ）
5.5 绝缘油中溶解气体的色谱分析
变压器绝缘材料主要是绝缘油和绝缘 纸，变压器在故障下产生的气体主要 是来源于油和纸的热裂分解，气相色 谱分析就是根据故障时产生的气体在 绝缘油中含量的多少，判断其故障类 型。
2013-3-15
第五章 电气设备绝缘试验（一）
1 过热性故障
1.1 裸金属过热 如果设备内的热量只引起绝缘油的分解时，一 般称为裸金属过热。它包括分接开关接触不良、 引线和分接开关的连接处焊接不牢，铁心多点接 地或局部短路等。油中气体的特征是，烃类相应 增多，其中甲烷和乙烯是特征气体，二者之和一 般为总烃的80%以上，当故障点的温度较低时， 甲烷所占比例大；随着温度升高，乙烯比例有所 增加。此外，氢气也急剧增高，但没有烃类气体 增长速度快。当严重过热时也会产生少量乙炔气 体，但不超过总烃的 6%。
色谱分析仪
2013-3-15
第五章 电气设备绝缘试验（一）
第五章 电气设备绝缘试验（一）
2.3 局部放电故障
常发生在油浸纸绝缘中的气体空穴内 或悬浮带电体的空间内，该类放电产 生的特征气体是氢气，其次是甲烷， 当放电能量密度高时，也会产生少量 的乙炔气体)一般不超过 2%。 无论是哪一种放电，只要有固体绝 缘介入时，都会产生一氧化碳和二氧 化碳气体
2013-3-15 第五章 电气设备绝缘试验（一）
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第五章 电气设备绝缘试验（一）
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放电性故障
2.1 高能量放电(电弧放电) 是指线圈匝间、层间绝缘击穿，过电压 引起内部闪络，引线断裂引起的闪络，分 接开关飞弧和电容屏击穿等引起电弧放电 故障。这类故障产气急剧，产气量大。其 故障特征气体主要是乙炔(占总烃20%-70%) 和氢气，其次是乙烯和甲烷。由于故障能 量较大，所以总烃很高。如果涉及固体绝 缘一氧化碳也相对较高。
绝缘油中溶解气体组分含量的
绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法Determination of componental contents of gases dissolvedin insulating oil by gas chromatography methodGB／T 17623—1998neq IEC 567:1992前言绝缘油中溶解气体组分含量的测定，对充油电气设备制造、运行部门是十分重要的检测项目之一，是充油电气设备出厂检验和运行监督过程中判断设备潜伏性故障的有效手段。
随着在各行业应用的不断扩大和大容量、高电压充油设备的增多，为了保证测定结果准确可靠，亟需建立统一的绝缘油中溶解气体组分含量测定方法。
本标准参照了国际电工委员会IEC 567：1992《充油电气设备油、气取样与溶解气体、游离气体的分析导则》和GB／T 7252—1987《变压器油中溶解气体分析与判断导则》，在原能源部颁发的SD 304—1989《绝缘油中溶解气体组分含量测定法》基础上，广泛征集意见，参照国际标准的原理，结合国情，作为国家标准制定的。
本标准在编写上主要依据SD 304—1989《绝缘油中溶解气体组分含量测定法》，对从绝缘油中脱出气体的方法作了增补和删减。
主要制定内容有：1. 规定了样品的采集按GB 7597—1987《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法》执行。
2.引用了SD 304—1989中的机械振荡脱气法。
3.制定了仿IEC567：1992水银真空脱气法原理，免除水银的真空——变径活塞泵全脱气法。
4.本标准采用了IEC 567：1992中关于最小检测浓度的要求。
5.本标准按GB／T 6683—1986《石油产品试验方法精密度的确定和应用》的要求，参照IEC 567：1992和GB 7252—1987中的精密度，结合协同试验结果，将标准中两个脱气方法统一地给出了精密度，并按不同浓度范围，分别明确了重复性γ和再现性R的要求。
绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法是在一定温度和压力下，将绝缘油中溶解气体抽取到气相中，通过气相色谱仪进行分析和测定。
具体的操作步骤如下：
1.准备样品：先将绝缘油样品放入容器中，保证样品在室温下稳定。
2.抽取气体：打开样品容器，用一根长管子插入到容器底部，并通过抽气泵抽取气体，此时须注意气体的抽取速度不能过快，以免将液体抽入气相中。
3.气相色谱测定：将抽取到的气体通过气相色谱仪进行分析，气相色谱仪的检测条件应根据不同气体组分进行调整。
同时，还需保证气相色谱仪的检测精度和灵敏度，避免误差发生。
4.计算结果：根据气相色谱仪的分析结果和标准卡曼常数，可以计算出绝缘油中不同气体组分的含量。
绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法具有操作简便、灵敏度高、分析效果好等优点，被广泛应用于绝缘油分析领域。
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绝缘油内气体的成分和含量分析（气相色谱方法）用气相色谱法分析变压器油中溶解气体的组分和含量,以判断变压器潜伏性故障,这是近年来国内外发展起来的一种新技术。
当变压器存在局部过热、放电等潜伏性故障时,故障区及附近的绝缘材料热分解而产生气体,并不断溶于变压器油中。
故障不同,产生的气体亦不同。
通过分析油中溶解气体的组分及含量,就能判断变压器是否存有潜伏性故障并进而鉴别故障种类。
3.1方法概要
本方法首先按要求采集充油电气设备中的绝缘油样品,其次脱出油样中所溶解的气体,然后用气相色谱仪GC5890A分离,检测各气体组分,浓度用色谱数据工作站N2000进行结果计算与分析.
3.2样品采集
本方法所用油样的采集,按GB7597-1987的全密封方式取样的有关规定进行.在运输,保管过程中要注意样品的防尘,防震,避光和干燥等.（湖南创特科技）气相色谱方法分析绝缘油内气体的成分和含量
3.3分析仪器的选择
专用或改装的气相色谱仪.应具备热导鉴定器(TCD)(测定氢气,氧气,氮气),氢焰离子化鉴定器(FID)(测定烃类,一氧化碳和二氧化碳气体),镍触媒转化器(将一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷).检测灵敏度应能满足油中溶解气体最小检测浓度的要求。
南京科捷所生产的专业气相色谱仪GC5890A就能完全满足要求。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
产品名称
型号规格及说明数量
气相色谱仪GC5890A FID 毛细管进样系统填充柱进样系统三阶程序升温后开门1台自动顶空进样器
含钳子、顶空瓶1台色谱工作站N2000
1台专用色谱柱
2根。