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1、气相色谱分析之改良三比值法张志谦一、参考资料：1.《色谱分析与变压器故障诊断》王万华，1996.4.232.SD187-86^DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》二、目的：分析油中溶解气体的组分和含堂是发现充汕电气设备潜伏性故障最有效的措施之一，通过学习达到能看懂变压器汕色谱分析报表，分析判断故障性质，估算故障点温度，多掌握一种判断设备故障的方法。三、名词解释：1.气相色谱法：采川气体为流动相（即载气，一般川氦气、气、氢气等）流经装奋填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。物质或其衍生物气化后，被载气带入色谱杵进行分离，各组分先后进入检测器，用记录仪、积分仪或数据处理
2、系统记录色谱信号，根据色谱上出现的物质成分的峰而积或峰高进行定最分析的测S方法。流程：采样一脱气一分析2.三比值法就是选用上述5种特征气体（氢、T烷、乙烷、乙烯、乙炔）构成三对比值（C2H2/C2H4、CHVH2、C2H4/C2H6）,在相同的怙况下把这些比值以不M的编码表示，根据测试结果把三对比值换算成对应的编码组，然后查表对应得出故障类型和故障的大体部位的方法。3.特征气体：对判断充汕电气设备内部故障汕价值的气体，即氢气、CO、CO2、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，02、N2作为辅助判据。分析9种气体的主要R的：组分R的h2主要了解热源温度或柯无局部放电或是否受潮co主要了解固体绝缘足否宥老
3、化或热分解，平均温度足否髙co?Avch4主耍了解热源溢度c2h6c2h4c2h2主要了解冇无放电或高温热源n2主要了解1^2饱和浓度O2主要了解脱气程度和密封好坏，严重过热时02也明显减少4.总烃（c,+c2）:烃类气体含量的总和，即甲烷、乙烷、乙烯、乙炔含量的综合。5.游离气体：非溶解于油中的气体，包括：虬斯继电器中气体及变压器油Ifti以上的气体。6.气体溶解度：该气体在压强为1.01xl05Pa，一定温度吋溶解在1体积水里达到饱和状态吋的气体体积数。（在（TC时，氮气在水中的溶解度为0.024,氧气在水中的溶解度为0.049。在20°C时，氮气在水中的溶解度为0.015,氧气在水中
4、的溶解度为0.031。）220KV〜330KV变压器（隔膜式）汕中气体（O2、N2、烃类）含量体积比不超过1%;变压器汕经真空脱气处理后不应含冇出和心山，烃类组分为儿个或儿十个pL/L;开放式变压器油中溶解空气的饱和量可达10%（21%X0.17+78%X0.09=0.0357+0.0702=0.1059mL/mL）,变压器油能从空气中吸收CO2,设备里可能含有来空气屮的300pL/L的CO2。20°C,—个大气压下各种气体在变压器油中的溶解度（％）h2N2COO2ch4CO,c2h2c2h4c2h60.050.090.120.170.431.081.201.702.40四、产气原理：1.
5、绝缘油的分解：变压器油是由许多不同分子量的碳鉍化合物烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，是石油的分馏产物,型号：#10、#25、#45o在电或热故障的作用下C-H键和C-C键断裂，生成少暈活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的B由基，氢原子和tl由基重新化合生成h2和ch4、c2h6、c2h4、c2h2。化学反应：H+H->H2,CH3+CH3-C2H6,CH3+H->CHbCH2+CH2->C2H42Fe+3H2O—Fe2O3+3H2碳化反应：CH4—C+2H2,脱氯反应：C2H6—C2H4+H2,碳化脱氢反应：1500'C吋，C4H8->C2H2+3H2+2C,乙炔一般是在800〜1200°
6、C下屯成，大量乙炔足在电弧的弧道屮产生的，可以说乙炔足放电性故障的特征气体。2.岡体绝缘材料（纸、层压板、木块）的分解：产生CO、CO2，初期CO的含景小于（：02含量，随着温度的升高CO含量将増加。不同故障类型产生的气体故障类型主耍气体组成次耍气体组成油过热CH4,C2H4H2,C2H6汕和纸过热CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油纸绝缘中局部放电H2,CH4,COC2H2,C2H6,CO2油中火花放电H2,C2H2汕屮电弧H2,C2H2CH4,C2H4,C2H6油和纸巾电弧H2,C2H2,CO,CO2CH4,C2H4,C2H6注：进水受潮或油中气泡可能使氢含量升高3.气体的其
7、他來源：H2米自水和铁反应或水分解；行载分接开关油室渗漏；变压器带油补焊:油流带电引起氢气和乙炔增加；变压器汕不合格或不经真空脱气；变压器油受污染。五、有关注意值的规定：导则推栺的注意值有两个方面：特征气体含量；产气速率。1、特征气体注意位的规定运行中设备内部油中气体含量注意值设备气体组分含量(pL/L)330kV及以上220kV及以下变压器和电抗器总烃150150乙炔15氢150150一氣化碳由于汕中CO、CO2含量与
