变压器油的气相色谱分析与研究
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。
变压器油色谱分析试验步骤与方法 变压器操作规程
变压器油色谱分析试验步骤与方法变压器操作规程压器油色谱分析技术已经成为发觉油浸变压器早期故障隐患、故障后分析故障性质与部位等的有效手段之一，油浸变压器的状态检修完全能够以油色谱数据作为依据。
试验对压器油色谱分析技术已经成为发觉油浸变压器早期故障隐患、故障后分析故障性质与部位等的有效手段之一，油浸变压器的状态检修完全能够以油色谱数据作为依据。
试验对变压器定期进行油色谱分析是特别必要也是特别紧要的，它可以在不停电的情况下快速有效地发觉变压器内部的潜匿性故障及缺陷。
特别是对过热性、放电性和绝缘破坏性故障等，不管故障发生在变压器的什么部位，都能很好地反映出来。
气相色谱法也有确定的局限性，如很难判定故障的精准部位，甚至还会由于误判而造成不必要的检修。
油色谱分析的原理变压器大多接受油纸复合绝缘，当内部发生潜匿性故障时，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上升依次裂解产生烷烃、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渐渐老化和分解，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。
当充油电气设备内部存在潜匿性过热和放电性故障时，就会加快这些气体的产生速度，随着故障的进展，分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散，并不断溶解在油中。
故障气体的构成及含量与故障类型和故障严重程度关系紧密。
因此，在变压器、互感器等充油设备运行过程中，定期做油的色谱分析，能尽早发觉设备内部的潜匿性故障，以避开设备发生故障或造成更大的损失。
变压器油色谱分析试验步骤与方法1.取油样方法一般对于变压器油色谱分析试验可在设备运行时进行取油样。
取样前要保证设备不存在负压的情形。
取油样使用的玻璃注射器必需经密封检查试验合格，取样时从设备下部的取样阀门取油样，在特别情况下，也可以从其他取样部位取样，但是所取的油样必需能够代表油箱本体的油。
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作为电力系统中重要的设备，在运行过程中需要使用绝缘油来保证其正常运行，同时也需要通过对变压器油进行色谱分析来判断设备是否存在故障。
本文将从变压器油色谱分析的基本原理、常见的色谱分析技术以及通过色谱分析判断变压器故障等方面进行分析介绍。
一、变压器油色谱分析的基本原理变压器油色谱分析是通过检测变压器油中的各种化学成分，以及这些成分的含量和分布情况，来判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
变压器油中的化学成分主要包括烃类、脂肪醇、芳烃、芳香烃、有机酸和其它杂质等。
通过对这些成分的检测和分析，可以获得变压器油的化学组成和其运行状态的信息。
二、常见的色谱分析技术对变压器油进行色谱分析常见的技术主要包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、红外光谱（IR）、质谱（MS）等。
这些技术都有各自的特点和适用范围。
1. 气相色谱（GC）气相色谱是一种对气体和液体中的化合物进行分离和分析的技术，它主要用于对变压器油中的有机成分进行分析。
通过气相色谱可以获得变压器油中各种有机成分的含量和分布情况，如烃类、脂肪醇、芳烃等。
三、通过色谱分析判断变压器故障通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，这些信息可以帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
1. 温度异常变压器在运行过程中，如果发生内部局部放电、过载、短路等故障，会导致变压器油中的有机成分的含量和分布发生变化，通过对变压器油进行色谱分析可以获得这些化学成分的含量和分布情况，从而判断变压器是否存在故障。
四、结语变压器油色谱分析是一种重要的变压器监测技术，通过对变压器油进行色谱分析可以获得大量的化学信息，从而帮助我们判断变压器的运行状态是否正常，以及是否存在潜在的故障隐患。
在变压器运行过程中，我们应当充分利用色谱分析技术，对变压器油进行定期的检测和分析，及时发现并排除变压器的故障，确保电力系统的安全稳定运行。
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。
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。
主变压器油色谱分析应用研究
主变压器油色谱分析应用研究佛山市地铁运营有限公司 528000摘要：作为我国城市公共交通的重点发展方向，地铁在城市公共交通中有着重要的地位。
其中，电力变压器是地铁供电系统中最主要的设备之一，主变压器的正常运行是整个地铁供电系统能够安全运行的保障。
因此，主变压器的运行状态诊断与绝缘故障在线监测技术的作用越来越重要。
变压器油色谱分析技术通过对变压器油中溶解气体成分浓度的监测来反映变压器的运行状态。
本文先从变压器油老化机理方面进行阐述。
油浸式变压器使用的绝缘结构是油-纸绝缘结构，当存在潜伏性故障或者内部故障的时候，变压器油以及有机绝缘材料会老化并产生相应的特征气体，不同类型的故障对应于不同的特征气体成分与浓度。
然后分析了油色谱在线监测装置的工作原理。
关键词：变压器；油色谱分析（一）研究背景与意义110kV三相三绕组油浸式有载调压变压器是地铁主变电所的主要设备之一，一旦发生故障会给地铁运营带来严重影响，因此保证地铁主变压器的安全运行是保证地铁供电系统稳定运行的前提。
油浸式变压器,主要通过交流变压器油的循环系统进行散热。
在热能和电场的共同作用下,电力变压器油和绝缘材料中会生成少量的烃族气体和二氧化碳、一氧化碳等废气。
这些气体大部分溶解在油中，但在潜伏性过热或放电故障的情况下，这些气体的产生速率会加快。
当故障发展到一定程度，产气量大于气体溶解量时，一部分气体将进入气体继电器。
变压器内部故障气体的组成和含量与故障的类型及其严重程度有密切关系。
因此，为了确保充油电气设备的安全运行，需要在线实时监测主变压器运行过程中变压器油的各项理化、电气性能，并确保变压器油的质量标准满足安全运行要求。
油色谱分析技术能够对变压器油中溶解气体进行分析，从而诊断运行中的变压器内部是否正常。
通过及时发现变压器内部存在的潜伏性故障，能够为设备状态检修提供技术支持。
该方法的优点是不需要停电就可进行检测，为变压器状态检修提供了重要的技术支持。
变压器油中溶解气体色谱分析
变压器油中溶解气体色谱分析引言：变压器油是变压器循环冷却系统中的重要介质，其中溶解气体的含量和类型对变压器的性能和可靠性具有重要影响。
因此，对变压器油中溶解气体的分析和监测是变压器维护和故障诊断的关键一环。
色谱分析是一种常用的分析方法，对变压器油中溶解气体的分析具有高灵敏度和高分辨率的优势。
本文将介绍变压器油中溶解气体的色谱分析方法及其应用。
一、色谱分析原理色谱分析的基本原理是利用色谱柱对混合物中的组分进行分离。
在变压器油中，溶解气体的组分较复杂，包括氧气、氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷等，其含量较低。
为了实现对这些溶解气体的分离和检测，通常使用气相色谱（GC）或气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术。
1.气相色谱（GC）：气相色谱是一种基于物质在气相载体流动下在色谱柱中的分离速率差异而实现分离的技术。
在变压器油中，溶解气体首先通过预处理步骤被抽取到气相载体中，然后通过色谱柱的各种理化性质进行分离，最后通过检测器进行定性和定量分析。
2.气相色谱-质谱联用（GC-MS）：气相色谱-质谱联用是将气相色谱和质谱联用在一起，使两种技术的优势相结合，提高溶解气体分析的灵敏度和特异性。
在变压器油中，溶解气体经过气相色谱分离后，进入质谱仪进行逐个组分的鉴定和定量。
二、实验方法1.样品制备：将变压器油样品与一定量的油溶解剂混合，在恒温条件下超声处理一定时间，使溶解气体从油相转移到油溶解剂相。
然后，用高速离心分离出油溶解剂相，并用注射器取样备用。
2.样品进样：将取得的样品注入气相色谱仪或气相色谱-质谱联用仪的自动进样器中。
3.分离分析：在色谱柱中，通过控制温度和流速等条件，使溶解气体分离和逐渐通过柱子。
不同组分根据其在柱中的保留时间进行分离。
4.定量测定：根据溶解气体在柱中的峰面积与标准品的峰面积之间的比较，进行定量测定。
同时，通过质谱仪的鉴定，确保溶解气体的组分准确。
三、应用案例1.气体生成规律研究：通过对不同变压器油样品中溶解气体的分析，可以研究变压器油中气体的生成规律，从而判断变压器的正常运行状态和油的质量状况。
变压器油气相色谱分析方法
变压器油气相色谱分析方法
2、根据总烃产气速率判断有无故障
根据相对产气速率公式：
r =
C2−C1C1
×1
∆t ×100 公式1
式中：r ——相对产气速率，%/月；
C2——第二次取样测得油中某气体浓度，ul/L ； C1——第一次取样测得油中某气体浓度，ul/L ； △t ——两次取样间隔中实际运行时间，月。
相对产气速率大于10%时，应引起注意。
3、三比值法
这里三比值依据DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，可以计算后对照表格分析。
但需要注意三点：1）此方法应在气体含量达到注意值或产气速率达到注意值时，才可使用。
2）气相色谱分析的各种气体都有，没有为0的气体时，才可使用。
3）气相色谱分析存在误差，要反复测试，确认气体含量的准确性。
浅析变压器油中溶解气体色谱分析与故障诊断
浅析变压器油中溶解气体色谱分析与故障诊断油中溶解气体气相色谱分析法在变压器内部故障的分析诊断中发挥了重要作用。
文结合某电厂实际，从油中溶解气体产生的机理及故障类型和故障识别等几个方面进行分析。
标签：变压器；溶解气体；色谱分析；故障判别1 油中溶解气体产生的机理变压器油由化学性质稳定的烃类组成，绝缘散热性能良好。
但当设備中存在故障时，如发热、放电等会导致某些C-H键和C-C键发生断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢自由基，后又迅速化合到稳定态，形成H2和烃类气体如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，也可能形成碳颗粒和碳氢聚合物。
尤其氧化反应时伴随生成少量CO、CO2且能长期累积。
固体绝缘材料分解生成大量水、CO、CO2、少量烃类气体和呋喃化合物，同时油被氧化。
由于不同类型化学键的键能不同（见表1），不同热量（能量）的故障产生的特征气体也不同。
2 变压器故障类型及故障识别变压器的故障可分为过热、放电和受潮。
随着技术改进，甚少出现受潮。
过热有低、中、高三种，温度高低不同，油中溶解气体的特征气体不同。
放电依据能量的高低分为高能放电、低能放电和局部放电。
目前应用最多的故障判别方法是GB/T 7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则中推荐的改良三比值法，是用五种气体的三对比值以不同的编码表示，编码规则和故障类型判断方法见表3和表4。
确定设备是否存在故障，可参照国标提供的注意值，但应明确其并不是区分设备故障与否的唯一标准，当检测到气体浓度达到注意值时要加强追踪监督。
3 典型实例分析某电厂进行1号机组带主变及GIS设备零起升压试验，机组运行5分钟后，1号主变B相喷油，1号机组灭磁停机。
事件发生后，电厂人员现地检查1号主变保护情况并采集主变三相油样进行油色谱试验，结果见表5。
投运前和预试的数据对比见表6。
根据该500kV主变的色谱测定数据可以看出，故障发生时，H2、总烃均远超注意值150μL/L，C2H2也远超注意值1μL/L。
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
变压器油色谱分析及其应用的研究
分 的含量的变化以及 故障类型 的判断方法 。 其他试验方法不可能在变压 器投运 中 （ 即 不 停 电 的情 况 下 ） 进行 ， 而色谱 分析的试验对象 为油样 ， 取 油样 时无需停 电， 这是其他试验项 目无法做到 的。特别是有 时由于生产 的需要在故障现象不明显时 ， 这时就需要在不停 电的情况下利用色谱 分 析进 行隐患分析 ， 当色 谱分析有潜在故障 时， 再停 电结合其 他试验做进 步 的分析 ， 以求将隐患消灭在萌芽状态 。 例如 ： 我 局某个 １ １ ０ ｋ Ｖ变 电站 的 １ ＃主变 ， 自２ ０ ０ ９年 ３月 ４日投 入 运行后 ，一直按规程定期做色谱检测分析 。色谱分析 结果显 示总烃 、 甲 烷、 乙炔 、 乙烯、 氢气 、 乙烷 、 一氧化碳等所有气体含量和 油样简化试验 均 合格 。（ 根据 中国电力 出版社 出版 的国家 电网公 司电网设 备状态 检修 丛 书技术标准汇编 中知道： １ １ ０ ｋ Ｖ变压 器油 中溶解 气体色谱分 析标准） 如
所有 的气体 的组成 、 结构、 含量 等要素 ， 虽然 看起来 该方法 的操作 很复 杂、 繁琐 ， 但是他 能够提高变 故器故 障判断 的准 确性 、 可靠 性以及 有效 性： ⑦产气速率法 ， 在对气体 的各要 素进行 分析 的时候 ， 除了分析气体组 成含量的绝对值之 外， 还要观察它们 的发展趋势 ， 即观察 它们 的产 气速 率， 该方法 能够有 效地判 断出突发性 的故障， 但 是它的操作很繁琐 ， 必须 牢牢掌握气体 的不断变化 的情况 ； ③ 比值法 ， 顾名 思义就是通过 分析不 同气体之间的比例关 系， 来进行色谱 分析， 该方法比较直观， 但 同时误差 也 会 比较 大 。
４ 色 谱分析 的应 用情 况
在变压器油 的色谱 分析中 ， 通过 结合油中所含量 的微量金 属， 可 以
变压器油色谱分析及故障诊断的应用研究
Telecom Power Technology运营维护技术变压器油色谱分析及故障诊断的应用研究胡健平（四川明星电力股份有限公司，四川遂宁变压器油色谱分析是一种常见的故障诊断方法，具有很高的诊断精度，有效地排除故障。
气相色谱法可以在变压器运行过程中进行在线监测，及时发现变压器内部的故障，减少停机时间，提高运行效率，为变压器的维护和保养提供有效的技术手段和方法。
通过对变压器油色谱分析及故障诊断的应用进行分析，提出了变压器油色谱分析技术以及故障诊断方法，以确保电力系统的稳定运行。
变压器油色谱；故障诊断；应用研究Application Research of Transformer Oil Chromatographic Analysis and Fault DiagnosisHU Jianping(Sichuan Star Electric Power Co., Ltd., Suiningchromatographic analysis is a commonaccuracy, can quickly diagnose the fault, while more accurate and effective troubleshooting. Gas chromatography can carry out online monitoring during the operation of the transformer, find the fault inside the transformer in time, reduce 2023年12月10日第40卷第23期221 Telecom Power TechnologyDec. 10, 2023, Vol.40 No.23胡健平：变压器油色谱分析 及故障诊断的应用研究和检测，根据各组分的峰面积或峰高计算出其相对含量。
但该方法具有一定的局限性，当色谱柱中存在饱和气体时，由于存在有碳氢化合物，导致气体中的某些组分浓度较大，出现不平衡现象。
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。
变压器油气相色谱分析与故障判断_1
变压器油气相色谱分析与故障判断发布时间：2022-11-01T02:38:34.649Z 来源：《中国科技信息》2022年第13期作者：胡韬[导读] 变压器是电网的核心设备，其安全性决定了电网的可靠性。
运行中变压器发生故障时，会伴随着异常现象和胡韬贵州乌江清水河水电开发有限公司贵州省贵阳市 550002摘要：变压器是电网的核心设备，其安全性决定了电网的可靠性。
运行中变压器发生故障时，会伴随着异常现象和信息的产生，如放电现象、渗漏油、声响异常、温度异常，油色谱异常等。
，作为电力系统的重要组成部分，电力变压器在整个系统的运转中起着至关重要的作用，通过保障电力变压器的健康稳定运行，能够为电力系统的安全打下良好基础。
本文主要对变压器油气相色谱分析与故障判断进行论述，详情如下。
关键词：变压器;油气相色谱;故障判断引言变压器属于电力系统中的大型设备，在电力输送和电压转换过程中起着至关重要的作用，因此针对变压器设备的内部绝缘状态开展在线实时监测对于该类型设备的安全稳定运行意义重大，同时也关乎整个电力系统的安全运行。
1变压器油气相色谱分析在故障诊断中的重要性在运用油气相色谱法时，就是在色层分离分析时把气体当成流动相。
流动相把气化的试样进行整合，使之位于色谱柱之中，存储于柱内的固定相与试样中每个组的分子作用力有所不同，各个组分在不同的时间从色谱柱中流出来，组分即被成功分离。
要选择合适的记录系统、检测系统，制作的色谱图能标明每个组分外流出色谱柱的时间点。
根据出峰时间与先后顺序，对化合物性质进行分析；结合出峰高低与面积，定量对化合物进行分析，不仅有着较高的灵敏性，也能快速进行分析，适用面比较广，易于操作。
在判断与执行过程中，按如下流程进行：先对油样与游离气体的每种成分浓度进行检测，需要运用色谱法，会出现两种情况，一是所有的组分浓度都比较低，变压器设备处于正常运行之中，技术人员要深入分析电气报警的原因，也要查明非故障气体的怒源；二是所有组分浓度比较高，油样内被溶解气体的浓度经过测量之后发现数值比标准值略高，表明产气比较缓慢的故障存在于变压器之中，如果实测值低于标准值，表明大量气体被释放，变压器中有气体生成速度比较快这种故障。
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。
变压器油中含气量气相色谱分析方案
变压器油中含气量气相色谱分析方案GC-2010变压器油专用色谱仪是我公司最新推出的一款专用于电力用绝缘油中溶解气体组份含量测定的专用气相色谱仪，仪器采用先进三检测器流程，配TCD检测器和两个FID检测器，一次进样,10分钟内即可完成绝缘油中溶解的7种气体组分含量的全分析。
其中H2通过TCD检测；烃类气体（CH4、C2H4、C2H6、C2H2）通过FID1检测，CO、CO2通过FID2检测，克服了大量CO、CO2对烃类气体的影响，特别是对C2H2的影响，缩短检测时间的同时也大大提高了检测灵敏度。
技术参数：1、最小检测浓度（单位µL/L）：H2 CO CO2 CH4 C2H4 C2H6 C2H22 2 2 0.1 0.1 0.1 0.12、定性重复性：偏差≤1％3、定量重复性：偏差≤3％执行标准：1、GB/T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法》2、GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》流程图：自动故障诊断：分析结束自动超标提示、提供符合国标的三比值诊断、TD图示、组份浓度图示，大卫三角形等多种故障诊断方式。
数据图示：根据已经入库的历史记录，直观显示某设备历史数据中各组分的浓度趋势图。
GC-2010变压器油专用色谱仪配置清单1 色谱主机GC-2010气相色谱仪1套2 进样器填充柱液体进样口（PIP）2个3 转化器甲烷化转化器1个4 检测器1 氢火焰检测器（FID）2套5 检测器2 热导检测器（TCD）1套6 色谱柱φ3×1m 不锈钢3根7 气源氮空氢气体发生器1套8 振荡仪自动加热振荡仪1套9 色谱工作站变压器油分析专用1套GC-2010变压器油专用色谱仪广泛应用于铁路电力系统、国家电网，学校教学等。
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变压器油的气相色谱分析与研究
【摘要】以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）为例，以实例分析说明：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。
【关键词】压器油；色谱分析；气相色谱；误差分析
1. 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。
2. 实例
（1）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。
（2）从表1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。
（3）变压器油的气相色谱分析在绝缘监督中具有很重
要的作用：第一，可检测设备内部故障，预报故障的发展趋势，使实际存在的故障得到有计划且经济的检修，避免设备损坏和无计划的停电；第二，当确诊设备内部存在故障时，要根据故障的危害性、设备的重要性、负荷要求和安全及经济来制定合理的故障处理措施，确保设备不发生损坏；第三，对于已发生事故的设备，有助于了解设备事故的性质和损坏程度，以指导检修。
3. 气相色谱分析过程
气相色谱分析是一种物理分离分析技术，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，再经过峰高计算出各气体组分的浓度。
4. 气相色谱判断故障的常用方法
4.1按油中溶解特征气体含量与注意值比较进行初步判断。
特征气体主要包括总烃（C1+C2）、H2等。
由于变压器油在不同故障下产生的气体有不同的特征，因此，可以根据
气相色谱检测结果和特征气体的注意值等对变压器故障性质做出初步判断。
变压器内部裸金属过热引起油裂解的特性气体主要是甲烷、乙烯，其次是乙炔。
正常的变压器油中很少或没有这种低烃类气体，如果油中这类气体含量大增，可能是属于裸金属过热，如分接开关接触不良，引线焊接不良等。
变压器内部放电性故障的特征气体是乙炔，正常的变压器油中不含这种气体，若在分析中发现这种气体，应密切监视发展情况，若增长很快，说明变压器内存在放电性故障。
若变压器内氢气和甲烷含量高，总的烃类气体不高，甲烷是总烃中的主要成分，有可能存在局部放电性故障。
若气体组分中乙炔和氢气的含量较高，总的烃类气体不高，则该变压器内可能存在火花放电性故障。
若变压器内总的烃类气体很高，氢气含量也高，乙炔是总烃的主要成分，则有可能有电弧放电性故障。
4.2根据故障点的产气速率判断。
有的设备因某些原因使气体含量超过注意值，不能断定有无故障；而有的设备虽低于注意值，如含量增长迅速，也应引起注意。
产气速率对反应故障的存在、严重程度及其发展趋势更加直接和明显，可以进一步确定故障的有无和性质。
产气速率包括绝对产气速率和相对产气速率。
变压器内的固体绝缘材料在故障引起的高温下裂解，要产生大量的一氧化碳和二氧化碳气体。
变压器在长期的正常运行中，由于固体绝缘材料的老化，也会
产生同样气体，属正常老化现象，并不是故障。
是否为故障，要根据气体的增长速率来判定。
有时还应结合电气性能试验、化学试验和运行检修情况进行综合分析来判断故障类型。
4.3用三比值法进行判断。
当根据各组分含量的注意值或产气速率判断可能存在故障时，可用三比值法来判断故障类型，即CH4/H2、C2H4/C2H6、C2H2/C2H4。
例如，三比值编码为102时，故障性质可能是高能量放电；三比值编码是020时，可能存在低温范围的过热性故障。
5. 油色谱分析的误差分析
用气相色谱法对变压器油中溶解气体进行分析，从取样到取得分析结果过程的操作较多，因此误差也比较大，为了数据的准确性，在实际工作中应特别注意以下几个环节：（1）为了避免取样方法的误差，采用玻璃注射器取样时，不应拉脱注射器芯子，以免吸人空气；油样在运输过程中要避免振荡，容器的密封要严。
（2）为了避免脱气过程中产生误差，取气时所用注射器要密封良好。
（3）进样注射量的大小可能对定性定量结果产生误差。
（4）通过人工测量记录仪记录的峰高或半峰宽，再用峰高法计算实际含量，不可避免的带来测量及计算误差。
实际工作中，只要认真仔细的对待每一个环节，可以减少误差，
做到分析结果基本正确。