变压器故障分析中气相色谱技术的运用

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1、变压器故障分析中气相色谱技术的运用来源：上海市计算机技术研究所作者：未知2008-6-6摘要:摘要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。关键词变压器故障气相色谱技术运用变压器是供配电系统中的核心设备，我集团供配电系统中，共有油浸式变......·专题推荐：·临床快报·药市动态·违法广告·医保动态·药品价格·流感疫情·保健常识·妇科课堂·医改动态摘要气相色谱技术是近年来兴起的项新

2、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致部位关键词　变压器故障气相色谱技术运用   变压器是供配电系统中的核心设备，我集团供配电系统中，共有油浸式变压器５０台，有１１０ＫＶ主变压器、６ＫＶ高压电机变压器、４００Ｖ变压器以及特殊用于静电除尘的高压变压器。些设备一旦出现故障，将对生产产生停电面大、周期长的严重影响。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。对于油浸式变压

3、器，线圈和铁蕊全部浸没在变压器油中，无法通过肉眼及直接测量来判断变压器的故障隐患，必须采用一定的技术方法来了解变压器的运行状况。气相色谱技术的运用充分解决了这一难题。   一　气相色谱法的原理   色谱法又叫层析法，它是一物理分离技术。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

4、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。   色谱法具有：（１）分离效能高、（２）分析速度快、（３）样品用量少、（４）灵敏度高、（５）适用范围广等许多化学分析法无可与之比拟的优点。   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。具体流程见下图：   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

5、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，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。然

6、后再进入检测器对各组分进行鉴定。   ＳＰ－３４３０气相色谱分析仪充分利用这一原理，能够快速、高效、准确地分析出变压器油中气体的组分及其含量，根据这些气体的组分类型及其含量，我们就可以准确地分析、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。   二　变压器的故障产生的气体及故障类型   １变压器绝缘材料产生的气体组分   油和固体绝缘材料在电或热的作用下分解产生的各种气体中，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。正常运行的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘存在局部放

7、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，产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高，乙烯和乙烷逐渐成为主要特征。在温度高于１０００℃时，例如在电弧弧道温度（３０００℃以上）的作用下，油裂解产生和气体中含有较多的乙炔。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。   绝缘油和绝缘材料在不同温度和能量作用下主要产生的气体组分，归纳如下：   １）在１４０℃以下时有蒸发汽化和较缓慢的氧化。   ２）绝缘油在１４０℃到５００℃时油分解主要产生烷类气体，其中主要是甲烷和乙烷，随温度的升高（５

8、００℃以上）油分解急剧地增加，其中烯烃和氢增加较快，乙烯尤为显著，而温度（约８００℃左右）高时，还会产生乙炔气体。   ３）油中存在电弧时（温度超过１０００℃，使油裂解的气体大部分是乙炔和氢气，并有一定的甲烷和乙烯等。   ４）设备在运行中，由于负荷变化所引起的