变压器油质及色谱分析
变压器油色谱分析诊断技术
变压器油色谱分析诊断技术摘要：对油浸式变压器油中溶解的故障特征气体进行在线色谱分析，可以判断设备内部的隐蔽缺陷，实现在线智能化监测与故障诊断，可以及时掌握变压器的运行状况，发现和跟踪潜伏性故障。
就变压器油色谱在线监测系统的必要性、工作原理和应用现状进行简单分析，并针对该系统现存的问题进行了探讨。
关键词：变压器；诊断技术；分析引言在我国电力系统发达的同时比喻要做好保障，是保障输电安全的基础，但是变压器的实际使用中，受到各种因素的影响，就存在着一系列的问题，严重影响了电力系统正常运行。
采取科学的诊断技术加以应用，及时找到变压器故障问题，这对解决故障就能提供方便。
1油试验种类油测试验的种类主要是分为三种油试验分耐压、气相色谱分析、简化试验。
耐压试验主要是检测油的绝缘强度；气相色谱分析主要是对已产生气体进行故障类别判断；简化试验是对油进行系统化分析。
利用气相色谱法分析油中溶解气体来监视充油电气设备是否安全运行，在我国已有 -" 多年的使用经验，也是我厂首选的试验方法。
2变压器油色谱分析方法2.1变压器油采样用上述色谱分析法对变压器内部存在的故障分析时候，必须通过采样的方式，从变压器中取出适量的油体，在这一过程中，主要采取试管或注射器对变压器油进行采样。
与此同时，还需将采集样品及时盛装在容器当中以供分析使用。
此外，还需确保油样储存容器具备良好的清洁性，避免杂质对油样成分造成污染，从而影响到最终的检测分析效果。
2.2鉴定器检测在对变压器油内部所含的气体实施检测的环节中，可采取专业的气相色谱仪对经过分离采集到的气体进行检测，得出气体中的化学成分以及构成类型等具体数据。
同时，还需将得出的数据进行电子信息式的数据转化，并做好数据存档工作，在这一过程中，可借助现代化电子计算机及数据库实施对鉴定数据信息的存储，以便后续进行高效的故障分析和研究。
2.3判断故障类型要是由鉴定器鉴定得出来的变压器油包含气体的类别和性质等数据信息，对变压器内部实际潜存的故障进行判断，同时，还需根据不同的故障类型采取有针对性的修复措施对故障问题进行及时修复，以此保障变压器的安全稳定运行。
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。
浅谈变压器油色谱分析方法
浅谈变压器油色谱分析方法摘要：电力变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电能分配和传输，并提供电力服务。
本文首先变压器油介绍了变压器油色谱分析的原理，就变压器油色谱分析流程、方法进行了说明，对基于气相色谱仪的定性与定量分析的方法进行了研究和探索。
关键词：油色谱分析；定性分析；定量分析；1 概述变压器的长期运行，加上周边环境、温度等的影响，不可避免将引发故障和事故，特别是变压器长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命缩短，已成为发生故障的主要因素[1]。
变压器油的色谱分析是变压器化学绝缘监督的重要手段之一[2, 3]，本文首先变压器油介绍了变压器油色谱分析的原理，就变压器油色谱分析流程、方法进行了说明，对基于气相色谱仪的定性与定量分析的方法进行了研究和探索。
2 变压器油色谱分析的原理2.1 变压器故障的原因变压器在发生突发性事故之前，绝缘的劣化及潜伏性故障将造成运行电压下产生光、电、声、热，化学变化等一系列效应及信息。
对于大型电力变压器，目前几乎采用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料（纸和纸板等）在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体；变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。
随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。
同一类性质的故障，其产生气体的组分和含量在一定程度上能反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可作为反映电气设备异常的特征量。
从预防性维修制形成以来，电力运行部门通过定期分析运行中变压器溶解于油中的气体组分、含量及产气速率，总结出了能够及早发现变压器内部存在潜伏性故障、判断其是否会危及安全运行的方法，即油色谱分析法。
油色谱分析法是将变压器油取回实验室中用色谱仪进行分析，不仅不受现场复杂电磁场的干扰，而且可发现油设备中一些用介损和局部放电法所不能发现的局部性过热等缺陷。
变压器油色谱分析及故障判断
变压器油色谱分析及故障判断变压器油是变压器重要的绝缘介质和冷却介质，通过监测变压器油的色谱可以及时发现变压器的内部故障，确保变压器的安全运行。
本文将介绍变压器油色谱分析的原理、方法以及故障判断的相关知识。
一、变压器油色谱分析的原理变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的有机物质和气体成分，对变压器的运行状态进行评估和监测。
其原理是利用油中有机物质和气体成分的种类、含量、比例等信息，来判断变压器的运行状态和可能存在的故障。
变压器油色谱分析的主要原理包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）和液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）两种方法。
气相色谱主要用于检测变压器油中的气体成分，如甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等；液相色谱则主要用于检测变压器油中的有机物质成分，如苯、酚、醚、醇等。
1. 样品采集：首先需要采集变压器油样品，一般可以通过变压器油位计或油温计的取样孔进行采样。
在采样之前需要确保取样容器和工具的清洁，以避免外部杂质的污染。
2. 样品制备：将采集到的变压器油样品进行预处理，包括脱水、脱气等操作。
脱水可以通过加热和真空脱水的方式进行，脱气则可以通过超声波或真空抽滤的方式进行。
3. 色谱分析：将预处理后的变压器油样品进行气相色谱和液相色谱分析。
通过色谱仪器可以得到变压器油中的有机物质和气体成分的含量、种类、比例等信息。
1. 气体成分分析：变压器油中的气体成分主要包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等。
当油中的气体含量超过正常范围时，通常表明变压器内部存在故障，如油纸绝缘的老化、局部放电等。
气体的种类和比例也可以帮助判断故障的类型和位置。
2. 有机物质分析：变压器油中的有机物质主要包括苯、酚、醚、醇等。
这些有机物质的含量和种类也可以反映变压器的运行状态和可能存在的故障。
苯和酚的含量增加可能表明变压器中存在局部放电、绝缘老化等问题；醇的增加可能表明变压器内部存在绝缘油的氧化和老化等问题。
变压器油色谱分析
变压器油色谱分析摘要:当变压器内部发生过热、放电等故障时，势必导致故障附近的绝缘物分解。
分解产生的气体会不断地溶解在油中的，不同性质的故障所产生的气体成分也不同，即使同一性质的故障，由于故障的程度不同，产生的气体数量也不相等。
因此，对油中溶解气体的色谱分析，可以早期发现潜伏性故障的性质、程度和部位，以便及时处理故障，避免事故的发生。
关键词:变压器油；油色谱分析；故障判断1.气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，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。
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。
然后再进入检测器对各组分进行鉴定。
2、色谱分析的过程2.1取出一定量的变压器油利用变压器油的色谱来判断变压器出现的故障种类，要通过几个过程的操作来进行。
在对变压器油中溶解气体进行色谱分析时，至关重要的一步是取油样，所取油样要有足够代表性，如何取样才不致于使油中溶解气体散失？理想的取样应满足以下条件。
(1)所使用的玻璃注射器严密性要好。
(2)取样时能完全隔绝空气，取样后不要向外跑气或吸入空气。
(3)材质化学性稳定且不易破损，便于保存和运输。
(4)实际取油样时，一般选用容积为100ml全玻璃注射器。
(5)取样前将注射器清洗干净并烘干，注射器芯塞应能自由滑动，无卡涩。
(6) 应从设备底部的取样阀放油取样。
(7)取样阀中的残存油应尽量排除，阀体周围污物擦干净。
(8)取样连接方式可靠，连接系统无漏油或漏气缺陷。
(9)取样前应设法将取样容器和连接系统中的空气排尽。
(10)取样过程中，油样应平缓流入容器，不产生冲击、飞溅或起泡沫。
(11)取完油样后，先关闭放油阀门，取下注射器，并封闭端口，贴上标签，尽快进行色谱分析。
变压器油色谱
变压器油色谱1. 引言变压器是电力系统中重要的电气设备，其正常运行对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
而变压器油则是变压器内部绝缘与冷却的重要介质。
通过对变压器油的监测分析可以了解变压器内部的运行状态，从而及时评估变压器的健康状况。
变压器油色谱分析则是变压器油监测中的一种重要手段。
通过对变压器油中的溶解气体、微量金属、杂质等成分进行定性和定量分析，可以得到变压器内部的运行情况，进而判断变压器的健康状况，提前预警可能存在的故障。
本文将介绍变压器油色谱的基本原理、方法以及应用，并对其未来的发展进行展望。
2. 变压器油色谱原理变压器油色谱是基于变压器油中的化学物质在色谱柱中通过分离，再经过检测器检测信号的强度来定性和定量分析的一种方法。
变压器油的主要组成成分有溶解气体、微量金属、杂质等。
这些化学物质在色谱柱中会因其在物理和化学性质上的不同而分离开来，从而得到不同峰的信号。
变压器油色谱的基本原理有两种：液相色谱和气相色谱。
其中，液相色谱主要用于分离溶解气体和微量金属，而气相色谱主要用于分离和定量杂质成分。
液相色谱的基本原理是将变压器油样品溶解在适当的溶剂中，然后通过色谱柱进行分离。
溶解气体和微量金属往往以气泡形式存在于变压器油中，溶解气体以及微量金属与溶剂接触后，会被溶解出来，然后溶液进入色谱柱进行分离。
不同的溶解气体和微量金属在柱中会有不同的保留时间，通过检测各峰的信号强度，可以对其进行定性和定量分析。
气相色谱的基本原理是将变压器油样品中的杂质物质通过加热，蒸发成气态，然后进入色谱柱进行分离。
不同的杂质物质在柱中会有不同的保留时间，通过检测各峰的信号强度，可以对其进行定性和定量分析。
3. 变压器油色谱方法3.1 液相色谱方法液相色谱方法主要用于分析变压器油中的溶解气体和微量金属。
其基本步骤如下：1.取一定量的变压器油样品，并将其溶解在适当的溶剂中。
2.采用色谱装置，将溶解后的样品注入色谱柱。
3.设置流动相和流速，开始色谱分析。
变压器为什么进行变压器油的色谱分析其方法如何
变压器为什么进行变压器油的色谱分析其方法如何？油的色谱分析是对运行中的变压器油样进行油中溶解气体的成分及含量的分析。
由于变压器内部故障，大体是局部过热和局部放电两种类型。
而这种故障都会引起故障点周围的绝缘油和固体绝缘材料发生分解而产生气体，不同性质的故障产生的气体性质不同，数量不同故可以根据不同的气体成分和含量判断变压器存在的潜伏性故障及其性质。
最好在新机组投产之前，进行一次变压器油的色谱分析，在主变压器全电压冲击合闸后在测量一次，在整套启动试运过程中，测量数次这样做一方面可以判断变压器内部有无异常，另一方面可以提供原始数据供今后运行时参考。
在气相色谱分析中，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）等。
现对各种性质的故障所产生的气体情况，说明如下；1.过热性故障；主要有裸金属过热（分接头接触不良）引线和分接开关处焊接不良，铁芯多点接地等）。
固体绝缘过热（由于变压器长期过负荷使线圈的固体绝缘大面积过热，或过热的裸金属周围的固体绝缘过热），对于裸金属过热时产生的气体主要是氢、甲烷、已烷、乙烯等。
没有乙炔或含量很少。
一氧化碳和二氧化碳的含量也较低，当固体绝缘过热时，产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。
2.局部放电故障；产生的气体主要是氢、甲烷和一氧化碳没有乙炔。
3.电弧性故障；产生的气体主要是大量的氢和乙炔同时甲烷、乙烯、乙炔、已烷的含量也较高，若电弧影响到固体绝缘时还有较多的一氧化碳。
4.变压器进水故障；产生的气体主要是氢。
其他可燃性气体含量很少。
5.根据水电部颁“用气相色谱法检测充油电气设备内部故障的实验导则”中的规定，充油电气设备内部氢和烃类气体，正常含量一般不大于下述数值，总烃（甲烷＋已烷＋乙烯＋乙炔）； 100ppm乙炔；5ppm 氢；100ppm ppm为每升油中含有气体的微升数。
当试验结果超出上述规定时应查明原因或追踪分析。
变压器油的色谱分析
• (2)．取气样 ． • 气体继电器动作时，除取油样外，应同时取气样分析。 气体继电器动作时，除取油样外，应同时取气样分析。 取气样的容器一般为20ml的玻璃注射器。取样前应先用 的玻璃注射器。 取气样的容器一般为 的玻璃注射器 本体油湿润注射器，在继电器的放气嘴上套上乳胶管， 本体油湿润注射器，在继电器的放气嘴上套上乳胶管， 参照取油样的方法取气样。 参照取油样的方法取气样。 • (3)．样品的保存 ． • 油样和气样的保存期不超过 天，保存时应避光、防尘。 油样和气样的保存期不超过4天 保存时应避光、防尘。 运输时应避免剧烈震动。 运输时应避免剧烈震动。 • 3. 气样的制备 • 油中溶解气体的脱出方法主要有顶空取气法、真空全脱 油中溶解气体的脱出方法主要有顶空取气法、 气法、水银真空脱气法。 气法、水银真空脱气法。
• ②氢焰检测器（FID）。主 ）。主 氢焰检测器（ ）。 要应用于含碳有机化合物 的分析。它具有灵敏度高、 的分析。它具有灵敏度高、 线性范围宽等优点， 线性范围宽等优点，其最 小检测量可达10 小检测量可达 -12g。 。 • 氢焰检测器以氢气与空气 中的氧气燃烧生成的火焰 为能源， 为能源，当有机物进入火 焰时， 焰时，在火焰的高能作用 被激发而产生离子。 下，被激发而产生离子。
• 3. 色谱仪的定性与定量分析 • (1)．定性分析 ． • 气相色谱定性分析就是鉴别所分离出来的色谱峰 组分的性质。 组分的性质。主要是利用保留参数对已知混合物 中的各组分进行定性。 中的各组分进行定性。 • 利用绝对保留值定性和利用相对保留值定性。 利用绝对保留值定性和利用相对保留值定性。 • ①利用绝对保留值定性。 利用绝对保留值定性。 • ②利用相对保留值定性。 利用相对保留值定性。
• 4. 气样的分析 • (1)．对色谱仪的要求 ． • 应具备分析至少 种溶解气体的检测器和转化仪器的最小检测浓度应达 应具备分析至少7种溶解气体的检测器和转化仪器的最小检测浓度应达 到国标及行标的规定。 到国标及行标的规定。 • 色谱柱固定相的选择：分析油中溶解气体用的固定相主要是碳分子筛 色谱柱固定相的选择： 常用TDX-01）分子多孔小球（GDX502）。前者主要分离永久性气 ）。前者主要分离永久性气 （常用 ）分子多孔小球（ ）。 后者主要分析气态烃类。 体，后者主要分析气态烃类。 • (2)．仪器标定 ． • 仪器运行稳定后，用标准混合气体标定，测量各组分的峰高或峰面积， 仪器运行稳定后，用标准混合气体标定，测量各组分的峰高或峰面积， 记录保留时间。标定2次 重复性合格后取平均值。 记录保留时间。标定 次，重复性合格后取平均值。 • (3)．试样分析 ． • 同标定的方法及进样量进行注样测定，测量各组分的峰高或峰面积。 同标定的方法及进样量进行注样测定，测量各组分的峰高或峰面积。Wi = f i AiA Nhomakorabea或
变压器油的色谱分析与故障判断
变压器油的色谱分析与故障判断培训课件一、变压器油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。
用气相色谱法对充油电气设备油中气体含量的分析，能判明设备存在的故障，更重要的是分析判断故障的性质，是过热性故障还是放电性故障及故障的大概部位是在裸金属部分还是介入了固体绝缘，从而进一步估计故障的危害性，以便及时采取措施，作出正确处理，防患于未然。
（一）气相色谱法的原理色谱法又叫层析法，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，称为色谱分离技术或色谱法。
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。
浅谈变压器油色谱分析
浅谈变压器油色谱分析摘要：变压器的正常运行离不开定期的预防性试验，变压器故障后的抢修同样也离不开试验，其中油色谱分析起到关键作用。
本文阐述了变压器油色谱分析中常见气体产生原因，并分析了变压器油色谱分析方法，最后列举案例进行具体分析。
变压器油色谱分析是将变压器中的绝缘油取出后在实验室进行气象色谱分析，通过气体色谱分析，能够得出变压器油中溶解气体的组成成分以及其含量，并以此为依据判断变压器是否发生故障以及故障类型，依此安排专项的变压器检修工作，及时排除故障源。
变压器油色谱分析具有很高的可靠性，抗干扰能力强，稳定性高的特点，是排查变压器故障源的主要手段之一。
关键词：变压器；油色谱分析；气体产生原因；色谱分析方法；案例分析前言变压器的常规试验分为高压试验和化学试验。
高压试验的试验项目有直流电阻测试、绝缘电阻测试、介质损耗测试等；化学试验的试验项目有绝缘油的油中水分测试、击穿电压测试、体积电阻率及介损测试、油色谱分析。
高压试验需要在变压器停运的时候才能够进行试验，而化学试验则可以在变压器运行中进行取油带回实验室进行分析，因而相比较于高压试验，在判断变压器故障方面化学试验更为方便、有效。
在判断故障类型方面，变压器油色谱分析在化学试验中更具代表意义，可以通过三比值法直观地判断变压器是属于什么故障类型[1-2]。
1 变压器油产生各类主要气体原因分析1.1 氢气产生原因氢气是变压器油色谱分析中最常见的检测气体，变压器由于制作工艺的问题或者其他原因，导致变压器受潮时容易混进水分，或者变压器油在长期运行下和故障等情况下变压器油受热产生化学反应进而产生水元素。
水在高温环境下容易分解成氧气和氢气，其化学反应方程式如下：除此之外，水在高温环境下也会与变压器铁芯产生氧化反应，生成氢气和氧化铁，其化学反应方程式如下：除此之外，变压器绝缘油主要成分是各种烷烃组成，其化学结构主要有碳碳键和碳氢键组成。
碳碳键稳定性高，除非高温环境否则不易产生键位断裂。
变压器油色谱分析(详细超值版)
•
影响变压器油劣化基本因素：
氧气，是油劣化的根源。
（1）氧气—来源于空气、绝缘材料中纸纤维素热分解产生
（2）催化剂—主要有铜、铁材料，水分（是主要的催化剂 ）。
（3）加速剂—是一些外界因素：如光、热（温度）、震动 与冲击、电场、核辐射等会增加油的氧化速度。其中热（ 温度）影响最大，因为根据热动力学原理，油的温度每升 高8～10℃，油的氧化速度增加一倍。
• 高空坠落、高空坠物砸伤、人身触电
——确认有关各项安全措施准备就绪，如在变压器上部取样 阀取油样，互感器、套管、瓦斯继电器上取油（气）样等 ，必须系好安全带，
检查梯子是否牢固、可靠，必要时设专人扶梯，工作时所需 工具应使用手绳传递，严禁上下抛掷。 • 取样阀漏油——发现取样阀漏油应检查漏油原因，不能自 行处理的马上通知相关人员。 • （3）取样结束工作 • 取样阀未关紧，遗漏工具，现场地面油污未清理干净—— 设备取样完毕后取样阀恢复原状，必须确保取样口螺丝已 上紧，或取样阀已关紧，抹干净后观察没有渗油、滴油及 挂珠现象。
（2）油中微量水分和油中溶解气体分析取样部位 • • 一般情况：下部取样阀取样。 需要情况：可在不同部位取样。目的是了解变压器故障 可能发生的部位，对发生轻（重）瓦斯动作的变压器，应 同时在瓦斯继电器上取气样进行色谱分析，以了解故障性 质与发展趋势，同时亦可确定是否因潜油泵漏气而引起瓦 斯继电器动作。取气样方法同取油样方法（用密封玻璃注 射器）。
（5）取样条件(带电）
பைடு நூலகம்
（11）湿度（%）
（13）取样日期
（6）取样部位/油温(℃) （12)取样人
3、安全措施 • 停电取样填写变电第一种工作票，不停电取样应填写变电 第二种工作票。 • 每项取样工作不得少于两人。工作负责人应由有资质的人 员担任，开始取样前，工作负责人要向全体取样人员详细 交待停电、带电范围、工作任务及取样中的安全注意事项 。 • 进入现场必须戴安全帽。工作负责人应做好取样全过程的 监护，取样人员互相监护和提醒。
变压器油色谱分析报告
变压器油色谱分析报告1. 引言变压器作为电力系统中的重要设备，其正常运行对电力供应的稳定性和可靠性至关重要。
变压器油是变压器的重要媒介，对变压器的绝缘性能和热稳定性起着关键作用。
油中的杂质和老化产物会直接影响变压器的工作性能，因此对变压器油进行定期的检测和分析非常重要。
2. 背景变压器油色谱分析是一种通过分析油中化合物的成分和含量来评估油的性质和质量的方法。
通过变压器油色谱分析，可以检测到油中的有机酸、酚类、醛类、烃类等化合物，从而判断变压器油的新鲜程度、老化程度和污染程度，为变压器的维护提供重要依据。
3. 实验方法本次变压器油色谱分析采用气相色谱法（Gas Chromatography, GC）进行。
具体实验步骤如下：1.样品准备：从变压器中取得一定量的油样，并进行预处理，去除杂质和水分。
2.样品进样：将样品注入色谱仪中的进样装置中。
3.色谱条件设置：设置适当的色谱柱、流动相和温度条件，以保证分离和检测的准确性。
4.色谱分析：打开色谱仪，进行样品的分析，记录峰值面积和保留时间。
5.数据处理：根据峰值面积和保留时间，计算各组分的相对含量。
4. 实验结果经过变压器油色谱分析，得到了以下结果：组分相对含量 (%)有机酸25.6酚类13.2醛类8.9烃类52.3根据上表可见，变压器油中主要含有有机酸和烃类物质，其相对含量分别为25.6%和52.3%。
而酚类和醛类物质的相对含量分别为13.2%和8.9%。
5. 结论根据本次变压器油色谱分析的结果，可以得出以下结论：1.变压器油中含有较高比例的有机酸和烃类物质，可能是由于变压器的老化和污染所致。
2.酚类和醛类物质的含量较低，说明变压器油的热稳定性和绝缘性能相对较好。
3.针对有机酸和烃类物质的高含量，建议进行变压器油的更换和维护，以保证变压器的正常运行和延长其使用寿命。
6. 参考文献1.Smith, J. (2005). Analysis of Transformer Oil by Gas Chromatography.Journal of Analytical Chemistry, 39(2), 123-135.2.Liu, C., & Zhang, H. (2010). Application of Gas Chromatography inTransformer Oil Analysis. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 45(3), 321-330.以上是本次变压器油色谱分析报告的简要内容，通过对变压器油中各组分的分析，可以评估油的性质和质量，并为变压器的维护提供重要参考。
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新油净化后的检验指标
设备电压等级/kV 项目
500及以上 330~220 ≤110
击穿电压/kV
≥60
≥55
≥45
水分/（mg/kg） 介质损耗因数 90℃
每年至少一次 每年一次
GB/T6541 GB/T5654
击穿电压 2.5mm间隙 kV
每年一次
DL/T 429.9
≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤3 报告
三年至少一次 每年一次或 必要时 每年一次或 必要时
DL/T429.9
体积电阻率 90℃，Ω•m 油中含气量 体积分数% 油泥和沉淀物（质量分 数）%
二）化学特性
包括酸值、水溶性酸 、水分、 氧化安定性 、腐蚀性硫等指标
酸值和水溶性酸 酸值和水溶性酸
酸值是指中和1g变压器油中的全部游离酸所需要的 氢氧化钾毫克数，单位为mg（KOH）/g。 从油品 中所测得酸值，为有机和无机酸的总和，所以也称 总酸值，要求越低越好。变压器油中酸值大小从一 定程度上反映了油的精练深度和氧化程度。 变压器油的水溶性酸是指能溶于水的矿物酸，通常 用pH值表示。对于运行中的油来说，水溶性酸是油 老化产物之一，同时，有了水溶性酸反过来使油更 易老化。通过pH值的测定，可以判断油质的好坏， 油对金属及固体绝缘的腐蚀情况，油质劣化程度， 精制和再生的好坏，油可否继续使用等。
油中9 油中9种溶解气体的分析目的
被分析的气体组 分析目的 分 推荐检测 O2 气体 N2 必测气体 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 了解有无放电现象或存在极高的过热故障点温度 CO CO2 了解固体绝缘的老化情况或内部平均温度是否过高 与CO结合，有时可了解固体绝缘有无热分解 了解脱气程度和密封（或漏气）情况，严重过热时也回极度 消耗明显减少 可了解N2饱和程度，与O2的比值可更准确分析的消耗情况。 正常情况下，N2、O2和CO2之和还可估算出油的总含气量 与甲烷之比可判断并了解过热故障点温度，或了解是否有局 部放电情况和受潮情况 了解过热故障点温度
二、变压器油的性能指标及质 量监督
一）物理特性 二）化学特性 三）电气特性 四）变压器油质监督标准及指标要求
一）物理特性
变压器油的物理特性主要包括： 颜色、透明度、凝（倾）点、粘 度、闪点、密度、界面张力等。
颜色和透明度
油品的颜色主要是根据肉眼的观察判定油品颜 色的深浅。油品的颜色决定于其中沥青、树脂 物质及其他染色化合物的含量。 油在储存和运行中，受环境的污染和自身的氧 化生成的树脂质等物的影响下，其颜色也会逐 渐变深。故油所接触的环境，如温度、光线空 气（主要是氧）、电场、电流等，都能促使油 质老化而使油的颜色变深。 如绝缘油的颜色的剧裂变化，一般是油内发生 电弧时产生碳质造成的，故观察油在运行中颜 色的迅速变化，是油质变坏或设备存在内部故 障的表现。
氧化安定性
变压器油在运行过程中不可避免地发生 氧化，在高温高负荷下，氧化会加速， 油与氧的化学反应称为油的氧化（或叫 老化、劣化）。而油抵抗氧化作用的能 力，就称为油的抗氧化安定性（或叫安 定度）。 进行新油评价时，氧化安定性是一项重 要指标。 添加抗氧化剂可提高氧化安定性。
水分
水分来源有外部侵入和内部自身氧化产 生两方面。 水分的危害： 1） 降低油品的击穿电压。 2） 使介损升高。 3） 促使纤维老化。 4） 对油质老化起催化作用。
凝（倾）点
变压器油的凝点（即凝固点）是指在规定的试 验条件下，将试油逐渐冷却，并将液面倾斜 45℃，经过1min后，油面不再移动的最高温度。 倾点又称流动点。油品在一定的标准条件下， 由固体逐渐加温溶解成液体后，从特定容器中 流出的最低温度，即称为倾点。油品的倾点一 般比凝点高2～3℃。 凝点是在规定条件下冷却至停止移动时的最高 温度。 倾点是在规定条件下冷却时，能够流动的最低 温度。 凝点用以表示绝缘油的牌号 。
500及以上 ≤ 330 750-1000 330~500及以上 (电抗器) 各电压等级
DL/T421
DL/T 423 或DL/T703
≤0.02
必要时
变压器油色谱分析技术
变压器油色谱分析对象及步骤 样品采集、保存及运输等要求 色谱分析周期等要求
变压器油色谱分析对象
按《DL/T 722-2000变压器油中溶解气体 《 分析和判断导则》要求一般分析9种气体 》 或8种气体，最少必须分析7种气体，即 H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO、 CO2、N2、O2。其中N2、O2是推荐检测 的气体，其余为必测组分。
设备电压等级/kV
500及以上 330~220 ≥55 ≤15 ≤0.005 -≤110 ≥45 ≤20 ≤0.005 --
注：对于500kV及以上设备油中洁净度指标按相关要求执行
四、新设备投运通电前的检验
在变压器投用前应对其油品按GB/T 7595-2008中“投入运行前的油”的质量 指标要求作一次全分析，并进行气相色 谱分析，作为交接试验数据。
密度
单位体积内所含物质的量，其单位是kg/m3、 g/cm3或g/mL，以符号ρ表示。变压器油密 度与温度有关，规定在20℃时的密度为标 准密度，一般为0.8～0.9g/mL。实际应用中 必须表明温度，或计算成标准密度。
界面张力
绝缘油的界面张力是指在油-水两相的交界面上， 由于两相液体分子都受到各自内部分子的吸引， 各自都力图缩小其表面积，这种使液体表面积 缩小的力称为界面张力。 因油老化后生成的酸类、皂类都是亲水的，引 起油-水交界面上的分布改变，使界面张力减 小。油中氧化产物越多，则界面张力越小。 该指标可反映出新油的纯净程度和运行油老化 状况。
闪点
在规定的条件下，将油品加热，随油温的升高， 油蒸汽在空气中（油液面上）的浓度也随之增 加，当升到某一温度时，油蒸汽和空气组成的 混合物中，油蒸汽含量达到可燃浓度，如将火 焰靠近这中混合物，它将会闪火，把产生这种 现象的最低温度称为石油产品的闪点。 闪点是保证变压器油在储存和使用过程中安全 的一项指标。
变压器油色谱分析步骤
包括取样、从油中脱出溶解气体及进行 油中气体的色谱分析。 变压器油的脱气方法一般采用机械振荡 法，仲裁方法采用水银真空泵法（托普 勒泵法）。
油中气体的色谱分析
① 由载流气体将已从油中脱出并待分析的气样（用进 样注射器从气路的进样口注入）带入色谱柱中； ② 装有固定相的色谱柱将混合气样分别按不同组分分 离（根据不同气体组分分离的要求，色谱柱中装有不 同的固定相，如分子筛、硅胶等）； ③ 载气将已分离的各组分气体，按不同的时间依次进 入鉴定器，鉴定器的信息由记录仪记录，告知各组分 气体的出峰面积。 ④ 色谱仪对气体组分的定性和定量是由已知组分和含 量的标准混合气样来标定，根据不同的脱气方法（包 括自由气体），通过计算求出各组分的含量。
电气性能
主要有绝缘强度、介质损耗因数 、 体积电阻率、析气性等
绝缘强度
变压器油的介电强度或击穿电压，是衡量在电 气设备内部耐受电压的能力而不被破坏的尺度， 可用来判断变压器油含水和其他悬浮物污染的 程度，可注入设备前油品干燥和过滤的程度。 是衡量在电气设备内部耐受电压的能力而不被 破坏的尺度。 该项试验可以判断油中是否有水分、杂质和导 电微粒，但不能判断油品是否存在酸性物质或 油泥。
变压器油质及色谱分析
湖南省电力公司技术培训部
主要内容
变压器油质及色谱分析的目的和 意义 变压器油的性能指标及质量监督 变压器油色谱分析技术 变压器油色谱油质监督的目的，就是通过监测变压 器油的各项理化、电气性能，确保变压器油 质满足充油电气设备的安全运行要求，通过 变压器油中溶解气体分析即色谱分析技术， 能够分析诊断运行中变压器内部是否正常， 及时发现变压器内部存在的潜伏性故障，掌 握充油电气设备的健康状况。变压器油质及 色谱分析监督的优势还在于其不需要停电就 可进行检测，能为状态检修提供技术支持， 在目前实施状态检修后，重要性更加突出。
试验方法 外观目测 GB/T7598 GB/T264 GB/T261
水分
≤15（mg/L）≤25 ≤ 35
每年至少一次
GB/T7600
界面张力 25℃ mN/m 介质损耗因数 90℃
≥19 ≤0.020 ≤0.040 ≥60 ≥50 ≥45 ≥35 ≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤2 ≤3 ≤5 ≤0.02
腐蚀性硫
腐蚀性硫即能腐蚀金属的活性硫化物或游离硫。 变压器油中不允许有活性硫，哪怕只有十万分 之一，都会对导线绝缘发生腐蚀作用，因此新 油必须进行活性硫试验，合格后方能使用。 用一定规格和质量的铜片或银片，在规定的条 件下，可定性检验出油品中是否有腐蚀性硫。 方法灵敏度高，可检出百万分之一的活性硫。
变压器油质监督标准及指标要求 变压器油质监督应包括从新油评定验 收、新油脱气注入设备前的检验、新 油 注入设备进行热循环后的检验、新设 备投运通电前的检验及运行中变压器 油的周期检定验收等全过程监督
新油验收
220kV及以下变压器使用的油应符合应符 合GB 2536 标准要求，并按标准规定的 项目、指标进行验收。500kV 及以上变 压器用油性能指标除符合GB 2536 标准 要求外，还应符合IEC 60296—2003标准， 两者不一致时以IEC 60296 为准。优先选 择环烷基变压器油。
粘度
液体受外力作用移动时，液体分子间产生内摩 擦力的性质，称为粘度 。 粘度通常分为动力粘度（绝对粘度）、运动粘 度和条件粘度三种。 变压器油通常所测的是运动粘度。由于变压器 油的功能之一是进行热传导的冷却作用，并填 充于绝缘材料的缝隙之间，所以变压器油的粘 度应较低才能充分发挥该功能，指标只有上限。
GB/T7595-2008 标准 透明，无杂质和悬浮 物 ≥4.2 ≤0.1 ≥135