绝缘油色谱分析研究及应用

绝缘油色谱分析研究及应用

杜燕华

(国网阳泉供电公司检修公司山西阳泉045000)

摘要：变压器绝缘状况的优劣是电力系统安全运行的关键因素之一。特别是超高压换流变，为确保其可靠安全运行，在投运前就对绝缘油有严格标准。文章介绍了色谱分析选用的方式，探讨了绝缘油色谱分析应注意的要点。

关键词：绝缘油色谱分析法；电气设备；变压器

引言

绝缘油色谱分析是判断充油设备内部潜伏性故障最有行之有效的检测手段之一。积极规范油色谱试验管理，提高故障诊断精度，特别是变压器油色谱在线监测装置的应用与管理上，从而实现了对大型电力变压器运行状态的适时在线监控，随时掌握设备的运行状况；加强了电力变压器检修、试验的数据收集工作，逐步构成变压器运行异常档案，实现变压器故障溯源；规范试验流程，消灭离线数据可控误差，提高离线数据准确性、重复性，提高故障判断精度；建立数据对比曲线，实现在线监测与离线试验之间的优势互补。

一、色谱分析选用的方式

采纳色谱法调配了不同样态及特质的油液，针对混合状态的固定相物质设定了流动相的洗脱。经过洗脱步骤，不同速率流动着的各类物质将会流向固定相，这样即可分离双重的固液相。20世纪初创设了色谱法，历经快速的进步，现今色谱法可归入独立的色谱学。科技调研可选取常见的这种探析方法，色谱法可选取的配套仪器也趋向于完整。测定绝缘特性时，色谱法拥有必要的价值，可迅捷测定油液浓度、内含的多成分。色谱解析得出的数值也可用作后续参照。

色谱分析依循的机理为：洗脱液相及固相两类的物质，这种基础上可以分离不同特质的油液。这种洗脱利用了不等的液体流动速率。历经多年的进展，现今色谱仪整合了敏锐及自动的特性，更加稳定且可用作多样的测定流程。从分类视角看，色谱仪含有液相、气相及凝胶性的仪器。针对化学产品，色谱仪可测定某一高分子材质，解析内在的多成分。此外，测定某一成分内含的分布状态、内在分子量等可选取凝胶色谱。电力配备的绝缘油可采纳色谱分析，这种途径已被采纳并推广。

例如：气相色谱辨析了可溶解的内在气体，识别了油液内含的若干成分。针对充油设备，测定内在显现的某一故障点。监测充油状态下的配套设备，是现今检测进展的总体趋向。充油设备可承载某规格的绝缘油，借助色谱辨析了装置潜在隐患，从而妥善予以消除。由此可知，色谱解析可测定潜在的细微故障，反映了装置设定的某类构件故障。

二、绝缘油色谱分析应注意的要点

1、变压器油取样过程的注意点

首先是对取油样的容器要求。为了防止所取得的油样在储存和运输过程中受到污染导致试验结果失真，应使用清洁和干燥处理过的密封良好并且芯子能按油体积随温度的变化自由滑动的玻璃注射器取油样。取样前应对注射器进行检查，保证清洁，防止带入水分和杂质。同时应注意防止在运输过程中，针筒芯子的卡涩造成油样流失或油中气样的逸散。此外，应保证封闭针尖橡胶帽的弹性良好，不会发生由于胶帽老化而造成脱落而使油样流失。

其次是取油样过程的注意事项。为了保证所取油样的代表性，应尽量在设备的底部阀门进行取油样。特殊情况下，如套管等底部没有取样口的充油设备，可以根据现场情况从其他部位进行取样。取样的全过程应在全密封的状态下进行，防止油样与空气的接触导致产生误差。同时应排除取样管路及取样阀内的空气和“死油”，对油样较多的设备应使用设备本体的油冲洗管路。

最后是油样脱气过程的注意事项。一般对油样脱气采用的是机械震荡法，要求先在被测油样中注入5mL氮气，然后将装油样的注射器放在震荡仪内先升温至50℃，震荡20分钟，再静置10分钟后读取脱气量。实践证明，震荡时的温度对分析结果影响，因此有必要定期对震荡仪的温度进行标定，防止引起误差。为使平衡气完全转移也不吸入空气，应采用微正压法转移，即微压注射器B的芯塞，使气体通过双针头进入注射器A。不允许使用抽拉注射器A芯塞的方法转移平衡气。注射器芯塞应洁净以保证其活动灵活。转移气体时，如发现注射器A芯塞卡涩时，可轻轻旋动注射器A的芯塞。转移平衡气时应注意防止注射器破裂；确认使用的橡胶帽完好，防止橡胶帽破裂导致气体逸出；平衡气转移前应认真检查，确保双针头不堵塞。

2、对色谱仪的维护

首先，加强色谱仪的日常维护管理。在平常的工作中，应注意对仪器的保养维护。由于色谱仪结构的特殊性，如果长期不使用，色谱柱中存在的微量水分和残留油样等杂质会产生反应，导致仪器的基线不稳定，产生杂峰，影响仪器的灵敏性和准确性。每次进样前应使用干净的吸油纸擦拭针头，防止油样污染色谱柱。在没有试验的情况下，每十天左右应对色谱仪开机直至基线走直，以去除色谱仪中的潮气，保证色谱柱和检测器的可用性和灵敏度。使用过程中若发现柱前压力偏低，或校正因子明显升高，则应及时更换进样垫。每次试验结束后应待转化炉温度降至150℃左右时，才可关闭N2钢瓶总阀。不要关减压阀，让余下的N2继续通过色谱仪系统，继续冷却管路系统。

其次，色谱仪的气路系统的密封性是保障色谱仪正常工作的重要因素，要经常检查气路的密封性，使用中性肥皂水检查管路连接处的密封性后应注意清洁，防止腐蚀管道而导致漏气。若发现空气发生器及气体净化器干燥剂变色，应及时更换。更换气体或干燥剂后，不要马上接色谱仪主机，应放室外排空一会，排除杂质后接入色谱仪。更换气路的变色干燥硅胶后要特别注意检查密封圈的完好性，避免硅胶的碎片卡在密封圈上导致密封圈变形从而漏气。

第三，重视色谱仪的校正工作。由于色谱仪是精密仪器，在反复使用的过程中可能出现色谱柱的污染和老化，检测器的失效，加热器的损坏，分子筛气体过滤器的失效，进样口受污染，空气压缩机受污染，以上原因都可能导致色谱测试结果不准确。因此定期请有资质的单位，如省计量中心对色谱仪进行检定、校正，以确认色谱仪的测试结果是否正确，修正试验误差，是有必要的。此外，还应进行色谱仪重复性的验证，以及同时取的同一来源油样与不同试验室测试结果的比对工作。

3、避免试验过程中的其他人为误差

首先是标样校正过程的注意。用1mL玻璃注射器从标气瓶内准确抽取标气1mL进行分析。标气平行做两次，取其平均值做为标定仪器的结果。应保证标气应在检验合格有效期内，两次校正试验应由同一人，用同一个经过标定的玻璃注射器进行。每日进行试验前均应先标定仪器。进行标气测定后，在进行油样品的测试前应将注射器内的标气排净，否则会使样品气受污染影响测试结果的准确性，造成误判断。

其次是试验过程中气体峰的误标漏标。由于每次进样时间的不确定，可能会造成计算机色谱分析系统无法识峰，遗漏特征气体的读数。这时可以通过人工定性来弥补。

结束语

绝缘油色谱分析方法在应用的过程中，具有精度高、干扰小的优势。研究表明，采用绝缘油色谱分析法，可以得出气体的含量、产生速率等标准。然后，通过这些标准，制定出维修的具体方案，及时将故障排除掉。这样，最终保证了电力系统的安全运行，从而满足了人们在供电方面的需求。

参考文献：

[1]郝有明，温念珠，范玉华，等.电力用油（气）实用技术问答[m].北京：中国水利水电出版社，2011，23（3）：89--90.

[2]胡文平，尹项根，张哲，等.变压器故障诊断与多传感器信息融合[J].高电压技术，2011，28（2）：32-33.