绝缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法

一一. .绝绝缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法 1 适用范围 本标准规定了用气相色谱法测定充油电气设备内绝缘油中 的溶解气体组分（包括氢、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧 化碳、二氧化碳、氧及氮等）含量的方法，其浓度以μ L/L 计量。充油电气设备中的自由气体（气体继电器中气体、设 备中油面气体等）也可参照本方法进行组分分析，其浓度以 μL/L 计量。 2 试验性质 预试、交接、大修 3 试验方法 3.1 方法概要 首先按要求采集充油电气设备中的油样，其次脱出油样中 的溶解气体，然后用气相色谱仪分离、检测各气体组分，浓 度用色谱数据处理装置或记录仪进行结果计算。 3.2 样品采集 按 GB7597—1987 全密封式取样的有关规定进行。 在运输、 保管过程中要注意样品的防尘、防震、避光和干燥等。 3.3 仪器设备和材料 3.3.1 从油中脱出溶解气体的仪器，可选用下列仪器中的一 种。 3.3.1 恒温定时振荡器 往复振荡频率 275 次/min±5 次/min，振幅 35mm±3mm， 控温精确度±0.3℃，定时精确度±2min。 3.3.2 气相色谱仪 专用或改装的气相色谱仪。应具备热导鉴定器（TCD） （测 定氢气、氧气、氮气） 、氢焰离子化鉴定器（ FID） （测定烃 类、一氧化碳和二氧化碳气体） 、镍触媒转化器（将一氧化 碳和二氧化碳鉴定器转化为甲烷）。检测灵敏度应能满足油 中溶解气体最小检测浓度的要求。 3.3.2.1 仪器气路流程。 3.3.2.2 色谱柱：对所检测组分的分离度应满足定量分析 要求。 常见的气路流程见表 1。 表表 1 1 色谱流程色谱流程 序 号 流程图说明 1.分两次进样： 进样Ⅰ（FID） 测 C 1～C2 进样Ⅱ（TCD） 测 H 2、O2（N2） ， （FID）测 CO、 进样Ⅰ 柱Ⅰ N2 （Ar） .FID CO 2 2.此流程适合于 1 进样Ⅱ 柱Ⅱ N2 （Ar） H2 Air TCD.TCDNi 一般仪器； 3.图中 Ni 表示 镍 触 媒 转 化 器，Air、N 2、 Ar、H 2、分别 表示空气、氮 气、氩气、氢 气 柱Ⅰ FID 1.一次进样，双 柱并联二次分 流控制； Ni N2. 一次分流 柱Ⅱ 二次分流 TCD 2 N2 H2 Air TCD (TCD)测 H 2、O2 (FID 1)测 C1～ C 2、CO、CO2 2.此流程适合于 一般仪器； 3.同序号 1 中说 明 3； 4.此流程若采用 三检测器 （TCD 和双 FID） 柱Ⅰ（ FID 1 ） 测 C 1～C2 柱Ⅱ（TCD）测 H 2、O2（N2） ，转 化器后接（FID 2） 测 CO、CO 2 1.一次进样，自 动 阀 切 换 操 作： 柱Ⅰ N2 （Ar） . 针 阀 N2 （Ar） H2 Air 切换阀 柱 Ⅱ TCD TCD Ni FID 阀切换如图位 置时： （TCD）测 H 2、 O 2 （FID） 测 CH 4、 CO 3 阀切换脱开柱 Ⅱ， 连通针阀时： （FID）测 CO 2、 C 1～C2 2.此流程适合于 自 动 分 析 仪 器； 3.同序号 1 中说 明 3 3.3.3 记录装置 色谱数据处理机，色谱工作站或具有满量程 1mV 的 记录仪。 3.3.4 玻璃注射器 100mL、5mL、1mL 医用或专用玻璃注射器。气密性良好， 芯塞灵活无卡涩，刻度经重量法校正。 （机械震荡法用 100mL 注射器，应校正 40.0mL 的刻度）气密性检查可用玻璃注射 器取可检出氢气含量的油样，存储至少两周，在存储开始和 结束时，分析样品中的氢气含量，以检测注射器的气密性。 合格的注射器，每周允许损失的氢气含量小于 2.5%。 3.3.5 不锈钢注射针头 牙科 5 号针头或合适的医用针头。 3.3.6 双头针头（机械振荡法专用） 可用牙科 5 号针头制作。 3.3.7 注射器用橡胶封冒 弹性好，不透气。 3.3.8 标准混合气体 应由国家计量部门授权的单位配制，具有组分浓度含量、 检验合格证及有效使用期。常用浓度以接近变压器故障判断 注意值换算成气体组分的浓度。 3.3.9 其他气体（压缩气瓶或气体发生器） 3.3.9.1 氮气（氩气） ：纯度不低于 99.99%。 3.3.9.2 氢气：纯度不低于 99.99%。 3.3.9.3 空气：纯净无油。 3.4 最小检测灵敏度 运行设备中油含有较高的溶解气体，出厂、交接检验设备 中的油含有气体浓度很低。因此，运行设备与设备出厂色谱 检验应有不同最小检测浓度要求，见表 2。 表表 2 2 要求的最小检测浓度要求的最小检测浓度 出厂、交运行试 气体 接试验验 气体 出厂、 交 接试验 运行 试验 20℃下的浓度， μ L/L 20℃下的浓度， μL/L 氢25一氧化5.025 碳 二氧化 碳 烃类0.11 空气 10 50 25 50 500kV 及以上充油电气设备和 220kV 及以上的互感器、 套 管，在运行试验中，烃类气体的最小检测浓度，建议与出厂、 交接试验的要求相同。 3.5 准备工作 3.5.1 脱气装置 3.5.1 顶空取气法—恒温定时震荡器,校正恒温定时震荡器的 控制温度与设定时间，然后升温至 50℃恒温备用。 3.5.2 气相色谱仪—使仪器性能处于稳定备用状态。 3.6 试验步骤 3.6.1 脱气 3.6.1.1 顶空取气法—机械振荡法 3.6.1.1.1 操作步骤 3.6.1.1.1.1 贮气玻璃注射器的准备：取 5mL 玻璃注射器 A， 抽取少量试油冲洗器筒内壁 1-2 次后，吸入约 0.5mL 试油， 套上橡胶封帽，插入双头针头，针头垂直向上。将注射器内 的空气和试油慢慢排出 .使试油充满注射器内壁缝隙而不致 残存空气。 3.6.1.1.1.2 试油体积调节： 将 100mL 玻璃注射器 B 中油样推 出部分，准确调节注射器芯至40.0mL 刻度（V1） ，立即用橡 胶封帽将注射器出口密封。为了排除封帽凹部内空气，可用 试油填充其凹部或在密封时先用手指压扁封帽挤出凹部空 气后进行密封。操作过程中应注意防止空气气泡进入油样注 射器 B 内。 3.6.1.1.1.3 加平衡载气：取 5mL 玻璃注射器 C，用氮气（或 氩气）清洗 1-2 次，再准确抽取 5.0mL 氮气（或氩气）然后 将注射器 C 内气体缓慢注入有试油的注射器 B 内。 含气量低 的试油，可适当增加注入平衡载气体积，但平衡后气相体积 不应超过 5mL。一般分析时，采用氮气做平衡载气，如需测 定氮组分，则要改用氩气做平衡气。 3.6.1.1.1.4 振荡平衡：将注射器 B 放入恒温定时振荡器内的 振荡盘上。注射器放置后，注射器头部要高于尾部约 5°， 且注射器出口在下部（振荡盘按此要求设计制造）。启动振 荡器操作钮， 连续振荡 20min， 然后静止 10min。 室温在 10℃ 以下时，振荡前，注射器 B 应适当预热后，再进行振荡。 3.6.1.1.1.5 转移平衡气：将注射器 B 从振荡盘中取出，并立 即将其中平衡气体通过双头针头转移到注射器 A 内。 室温下 放置 2min，准确读其体积 V