变压器油的气相色谱分析浅析
浅谈变压器油色谱分析及故障诊断
浅谈变压器油色谱分析及故障诊断变压器是电力系统中重要的电力设备之一，其工作状态的可靠性直接影响着电力系统的稳定运行。
变压器油色谱分析是一种常用的变压器故障诊断方法，可以通过检测变压器油中的化学成分及其含量变化来判断变压器的工作状态，并及时发现潜在的故障。
变压器油色谱分析主要通过测定变压器油中有机化合物的类型和含量来识别和定量分析变压器内部的异常情况。
由于变压器在长期工作中，油中会存在一些异常物质的产生，如氧化产物、析出物、污染物等，这些物质的存在对变压器的正常工作状态会产生一定的影响。
通过对变压器油中异常物质的检测和分析，可以及时发现变压器内部的故障情况，为变压器的维护和保养提供有力的依据。
变压器油色谱分析的基本原理是将变压器油中的有机物质通过色谱柱进行分离，再通过检测器进行检测。
常用的色谱方法有气相色谱和液相色谱两种。
气相色谱主要适用于测定油中的短链烷烃、烯烃、含氧化合物等低沸点物质，液相色谱适用于测定油中的多环芳烃等高沸点物质。
色谱柱中的各种物质在分离时会出现不同的的峰，通过测定峰的高度和面积可以确定有机物质的类别和含量。
变压器油色谱分析可以根据油中异常物质的种类和含量变化来判断变压器的工作状态和故障情况。
常见的故障模式包括油中氧化产物、水分过高、污染物过多等。
油中氧化产物的增加会导致油的酸度增加，从而加速变压器绝缘材料的老化和降解；水分过高会导致油的介电强度降低，从而影响变压器的绝缘性能；污染物过多会导致油中悬浮颗粒增多，从而影响油的流动性和冷却效果。
通过对变压器油中这些异常物质的检测和分析，可以判断变压器的工作状态是否正常，及时发现并解决问题。
在变压器油色谱分析过程中，需要注意的是样品的取样和准备。
样品的取样要遵循一定的规范和要求，尽量减少外界的污染。
样品的准备要保证样品的纯度和浓度，避免干扰因素的存在。
在色谱分析仪器的选择和使用上也要仔细，确保测试的准确性和可靠性。
变压器油色谱分析是一种重要的变压器故障诊断方法，通过对变压器油中异常物质的检测和分析，可以判断变压器的工作状态和故障情况，及时发现并解决问题，保证变压器的可靠运行。
变压器油中气体分析
变压器油中气体分析通过培训掌握绝缘油中气体含量分析，气相色谱技术是近年来兴起的一项新技术，能够对运行中的变压器进行实时监测，通过采集变压器箱体内的少量油样，分析油中气体的组分及其含量，就可以判断变压器是否存在故障、故障的性质以及故障的大致部位。
油浸式变压器一旦出现故障，将造成影响现场生产，甚至造成机组停机，损失巨大。
及时了解油浸变压器内部运行情况并发现故障苗头，对保证变压器安全、可靠、优质运行有十分重要的意义。
一、气相色谱法的原理和意义色谱法它是一种物理分离技术。
它的分离原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，叫做固定相，另一相则是推动混合物流过此固定相的流体，叫做流动相。
当流动相中所含的混合物经过固定相时，就会与固定相发生相互作用。
由于各组分在性质与结构上的不同，相互作用的大小强弱也有差异。
因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后秩序从固定相中流出，这种借在两相分配原理而使混合物中各组分获得分离的技术，称为色谱法。
当用液体作为流动相时，称为液相色谱，当用气体作为流动相时，称为气相色谱。
气相色谱法的一般流程主要包括三部分：载气系统、色谱柱和检测器。
当载气携带着不同物质的混合样品通过色谱柱时，气相中的物质一部分就要溶解或吸附到固定相内，随着固定相中物质分子的增加，从固定相挥发到气相中的试样物质分子也逐渐增加，也就是说，试样中各物质分子在两相中进行分配，最后达到平衡。
这种物质在两相之间发生的溶解和挥发的过程，称分配过程。
分配达到平衡时，物质在两相中的浓度比称分配系数，也叫平衡常数，以Ｋ表示，Ｋ＝物质在固定相中的浓度／物质在流动相中的浓度，在恒定的温度下，分配系数Ｋ是个常数。
由此可见，气相色谱的分离原理是利用不同物质在两相间具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，试样的各组分就在两相中经反复多次地分配，使得原来分配系数只有微小差别的各组分产生很大的分离效果，从而将各组分分离开来。
浅谈变压器油的气相色谱分析
浅谈变压器油的气相色谱分析一、色谱分析在绝缘监督中的作用在电气试验中，通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体，能尽早的发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是绝缘监督的一种重要手段。
这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行，而且不受外界因素的影响，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测，确保设备安全可靠运行。
变压器大多采用油纸复合绝缘，当内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。
含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，绝缘油随着故障点的温度升高依次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃。
在正常情况下，充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在过热或电的作用下会逐渐老化和分解，产生少量的低分子烃类气体和一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解于油中。
当充油电器内部存在潜伏性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的发展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，不断溶解在油中。
故障气体的组成及含量与故障类型和故障严重程度关系密切。
因此，在变压器运行过程中，定期做油的色谱分析，能尽早发现设备内部的潜伏性故障，以避免设备发生故障或事故损失。
二、实例变压器内部放电性故障产生的特征气体主要是乙炔。
正常的变压器油中不含这种气体，如果变压器油中这种气体增长很快，说明该变压器存在严重的放电性故障。
某公司送来两台运行中变压器的油样，经色谱分析，其中一台有C2H2气体(4.9PPm)，5天后他们再次送来该台变压器油样检测，乙炔含量猛增到12.8PPm，见表1。
表1从上表可以看出，总的烃类气体不高，惟有乙炔气体超过注意值。
氢气含量也比较高。
我们分析该变压器内可能存在放电性故障，要他们回去检查，果然发现是分接开关拨叉电位悬浮引起放电，经过处理，避免了事故的发生。
还有一次，某电站送来升压变压器油样，经色谱分析烃类气体含量均在注意值范围内，惟有氢气含量高达345ppm，见表2。
我们分析该变压器可能有进水现象。
经检查，果然发现该变压器进水受潮，经处理，避免了绝缘击穿事故的发生。
变压器油气相色谱分析
变压器油气相色谱分析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。
这些气体大部分溶解在油中。
当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。
随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。
例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。
故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。
因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。
当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。
二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。
三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。
设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。
2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。
其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。
在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。
在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。
在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。
随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。
在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。
如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。
有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。
变压器油分析测试一气相色谱法
变压器油分析气相色谱法1.1变压器油分析意义气相色谱法在电力系统的应用意义在于：电力系统主要是采用气相色谱法检测充油电气设备油中溶解气体；正常情况下充电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳和一氧化碳等。
这些气体大部分溶于油中，当设备存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。
随着故障发展，分解出的气体形成气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。
采用气相色谱法在设备运行过程中定期分析溶于油中的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况和采取必要的措施。
1.2电力绝缘油特点绝缘油放在变压器里又叫变压器油，他的作用是在把变压器的热量传给散热片，起到传导热量、散热的作用。
如果变压器油漏电了，不好直接拆开变压器去测，而是取变压器油来检测，如果漏电，油遇电会电解，产生气体，就是我们要检测的气体，如果气体含量超标，肯定变压器油就是漏电的了。
新的变压器油里面是纯的油，不含气体的。
绝缘油具有以下五个特性1.高介电强度。
．2.较低的粘度。
3.较高的闪点温度。
4.足够的低温特性。
5.良好的抗氧化性能。
变压器油分析气相色谱法简介（湖南创特科技分析仪器）1.3国家标准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。
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.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计使用下列标准最新版全的可能性.变压器油分析气相色谱法简介（湖南创特科技分析仪器）GB/T6683-1997石油产品试验方法精密度数据确定法GB/T7252-1987变压器油中溶解气体分析与判断导则GB/T7597-1987电力用油(变压器油,汽轮机油)取样方法采用气相色谱方法分析绝缘油内气体的成分和含量,可以不停电就能发现设备内部是否存在潜伏性故障,特别对发现局部过热和局部放电比较灵敏,它已经成为充油电力设备预防性试验重要的一项。
变压器油气相色谱分析
变压器油气相色谱分析一、基本原理正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。
这些气体大部分溶解在油中。
当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。
随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。
例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。
故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。
因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。
当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。
二、用气相色谱仪进行气体分析的对象氢（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2）九种气体作为分析对象。
三、试验结果的判断1、变压器等充油电气中绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸。
设备在故障下产生的气体主要也是来源于油和纸的热裂解。
2、变压器内产生的气体：变压器内的油纸绝缘材料会在电和热的作用下分解，产生各种气体。
其中对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氢、一氧化碳、二氧化碳。
在正常运行温度下油和固体绝缘正常老化过程中，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。
在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。
在故障温度高于正常运行温度不多时，油裂解的产物主要是甲烷。
随着故障温度的升高，乙烯和乙烷的产生逐渐成为主要特征。
在温度高于1000℃时，例如在电弧弧道温度（3000℃）的作用下，油分解产物中含有较多的乙炔。
如果故障涉及到固体绝缘材料时，会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。
有时变压器内并不存在故障，而由于其它原因，在油中也会出现上述气体，要注意这些可能引起误判断的气体来源。
浅谈变压器油色谱分析
浅谈变压器油色谱分析随着地方经济迅速发展，及电气设备的不断更新换代的需要，给供电部门不论是从设备上还是技术上提出了更高的要求。
变压器类设备是变电站最关键的设备，它不仅是因为价值昂贵，最重要的是它发生事故后，影响面广，给生产造成巨大的损失。
目前对此类设备的安全运行给予高度的重视，而对变压器等用油的电气设备类最好的监测手段之一，就是对设备内的油进行气相色谱分析，以分析溶解于变压器油中气体来诊断设备内部存在的故障。
所以油气相色谱分析在检验充油设备试验中占有十分重要的地位。
1 变压器油中溶解气的来源变压器油溶解气来自两个方面：化学过程和物理过程。
化学过程为（1）绝缘油的分解；（2）固体绝缘材料的分解；（3）绝缘材料的裂解——CO的增加。
物理过程为（1）气泡的运动；（2）气体分子的扩散，溶解与交换；（3）气体从油中析出与向外逸散。
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的CH化学基并由C-C键链合在一起。
变压器在正常的热负荷下，一般油的最高温度不超过100℃，油不会产生烃类气体。
油温在150℃下，油面可能会有油蒸气产生，但冷却后仍然为液体的油组分，油本身是很稳定的。
油中存在电或热故障后，可以使某些C-H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，迅速重新化合，形成烃类气体，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。
所形成的气体溶解于油中，当故障能量较大时，聚集成游离气体。
碳的固体颗粒及碳氢聚合物沉淀在设备内部或固体绝缘表面。
纸、层压板或木块等纤维绝缘材料分子中的C-O键、无水右旋糖环及葡萄糖键，热稳定性比油中的C-H键要弱，即使没有达到故障温度，键也会被打开。
部分氢气与油中氧化合成水，导致进一步水解。
高于300℃，还会生产大量的CO、CO2。
此外，油可与氧起氧化反应，形成少量CO和CO2；绝缘材料的正常老化分解，CO和CO2长期在油中积累后，成为油中除氮、氧外，含量显著的气体组分，因此无法以此比例确定故障。
变压器油的气相色谱分析
青海水力发电2/202043绝缘油是天然石油经过蒸馏、提炼、调和得到的一种矿物油，是各种不同分子的碳氢化合物所组成的混合物，其中碳、氢两元素占其全部质量的95%～99%，碳氢化合物主要有烷烃、环烷烃、芳香烃等，其他为氮、氧、硫及极少量的金属元素等。
绝缘油放在变压器里又叫变压器油，主要用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备，起绝缘、冷却和灭弧的作用。
1 气相色谱分析过程及特征气体气相色谱分析是一种物理分离技术，分析程序是先将取样变压器油经真空泵脱气装置，将溶解在油中的气体分离出来，用注射器定量注入色谱分析仪，在载气的推动下流过色谱柱，混合气体经色谱柱分离后，通过鉴定器来检测。
被分离的各气体组分依一定次序逐一流过鉴定器将气体浓度变为电信号，再由记录仪记录下来，并依各组分的先后次序排列成一个个脉冲尖峰，形成了色谱图。
一个脉冲峰表示一种气体组分，峰的高度或面积则反应该气体的浓度。
色谱图对被分析的气体既定性又定量分析，再经过峰高换算出各气体的浓度。
体征气体：气相色谱分析的特征气体主要有氢气（H 2）、甲烷（CH 4）、乙烷（C 2H 6）、乙烯（C 2H 4）、乙炔（C 2H 2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2）。
总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种气体的总和。
2 气相色谱判断故障的常用方法2.1 特征气体法根据变压器油中气体的组分和含量可以判断故障的性质和严重程度，判断故障的方法，称特征气体法。
该诊断法对故障性质有较强的针对性，比较直观、方便，但不足是没有明确量化。
可以根据表1结合特征气体来判断故障。
（1）油过热：至少分两种情况，即中低温过热（低于700℃）和高温过热（高于700℃）以上过热。
如油温较低，烃类气体组分中CH 4、C 2H 6含量较多，C 2H 4较C 2H 6少甚至没有；随着温度增高，C 2H 4含量增加明显。
（2）油和纸过热：固体绝缘材料过热会产生大量的CO、CO 2，过热部位达到一定温度后，纤维素逐渐碳化，并使过热部位油温升高，才使CH 4、C 2H 6和收稿日期： 2020-4-10作者简介： 马 妮 女 （1979-） 助理工程师 黄河电力检修工程 有限公司变压器油的气相色谱分析马 妮（黄河电力检修工程有限公司甘肃项目部 甘肃兰州 730094 ）内容提要 早期预测充油电气设备故障对于安全发供电、防止设备出现故障和事故是极其重要的。
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变压器油的气相色谱分析浅析
【摘要】本文主要对变压器油的气相色谱分析的特征气体、产气原理以及气相色谱分析的取样方法和一些常用的便携式检测仪器做一说明。
【关键词】变压器绝缘油色谱分析
一、气相色谱分析的意义
变压器油是指用于变压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备的矿物型绝缘油。
一般有25#和45#两种变压器油。
运行中的电力设备一般只能按周期停电进行预试检查，而且变压器等密封设备根本看不到内部情况。
电力变压器的绝缘油气相色谱分析可以很好的补充这一缺陷，而且经过精密的计算和分析可以大概判断出设备内部的情况。
气相色谱分析是对设备内的油进行的分析，从分析溶解于变压器中气体来诊断内部存在的故障。
二、气相色谱分析的特征气体及产生的原理
体征气体：气相色谱分析的特征气体主要有氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。
在对所做油样的品质进行判定时，还要对总烃含量做判断。
总烃即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔四种烃类气体的总和。
在对油品检验之后，我们需要对不合格的油品分析其不合格的原因。
那么，就需要我们
大概清楚在什么情况下会分解出什么气体。
产气原理：运行中的变压器油在进行气相色谱分析的时候一般会检测出特征气体和总烃。
那么这些气体又是从哪里来的呢？首先，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。
由电或热故障可以使某些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，它们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。
在低能量故障时，如局部放电。
通过离子反应促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成H2而积累。
对C-C键的断裂需要较高的温度，然后逊色以C-C 键、C=C键和C三C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。
其次，固体绝缘材料的分解也会产生部分特征气体。
纸、层压板或木块等固体绝缘材料分子内含有大量的无水右旋糖环和弱的C-O键，它的热稳定性比油中的碳氢键要软，并能在较低的温度下重新化合。
在生成水的同时生成大量的CO和CO2及少量的烃类气体，同时油被氧化。
三、气相色谱分析油样的取样方法
气相色谱分析的取样部位应注意，所取油样应能代表油箱本体的油。
一般应在设备下部的取样阀门取油样，在特殊情况下，可在不同的取样部位取样。
取样量，对大油量的变压器、电抗器等均可为50-80mL，对少油量的设备要尽量少
取，以够用为限。
对电力变压器及电抗器，一般可在运行中取油样。
需要设备停电取样时，应在停运后尽快取样。
对可能产生负压的密封设备，禁止在负压下取样以防止负压进气。
四、气体分析方法
从油中得到的溶解气体的气样及从气体继电器所取的
祁阳，均用气相色谱仪进行组分和含量的分析。
分析对象为：――氢（H2）；
――甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）；
――一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）。
氧O2、氮N2虽不做判断指标，但可作为辅助判据，对其应尽可能的分析。
对于对气体分析的气相色谱仪也应注意满足下列要求：a）色谱柱对所监测组分的分离度应满足定量分析要求；
b）仪器极限稳定，有足够的灵敏度。
对油中的溶解气体各组分的最小检知浓度应满足下表要求；
气体组分最小检知浓度
C2H2 ≤0.1
H2 ≤5
CO ≤20
CO2 ≤30
c）用转化法在氢火焰离子化检测器上测定CO、CO2时应对镍触媒将CO、CO2转化为甲烷的转化率作考察。
可能影响转化率的因素是镍触媒的质量、转化温度和色谱柱容量。
在对气样分期前应先使用外标法对各组分进行定性和定量分析。
用测量每个组分的保留时间对各组分定性。
用测量器色谱峰面积或峰高进行定量。
外标法所用的标气应为：有国家计量部门认证的单位专门配置并经准确标定的混合气样；对个测定组分有适当浓度；在有效期内使用。
使用合格的标气对设备标定后，所检测的气体组分应和标准气体的出厂组分表对照，误差不应大于0.5%。
气体的进样通常使用注射器进样。
应选用气密性好并进过校准的注射器，以保证良好的进样体积的准确度。
五、检测油中溶解气体的其他仪器
便携式检测仪便于现场运行人员及时了解设备臃肿溶解气体的状况，作为进一步实验或检测的基础。
而在线检测设备则有利于随时监视油中的溶解气体含量。
当设备出现异
常时，可及时以声光报警。
所有的在线检测仪在出现声光报警时，都必须由实验室气相色谱仪分析设备油中溶解气体的组分和含量，再进行进一步判断。
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