绝缘油溶解气体组分含量的气相色谱测定法.docx

一.绝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、乙块、一氧 化碳、二氧化碳、氧及氮等）含量的方法，其浓度以^ 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 HL/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恒温定时振荡器彳主复振荡频率275 次/min + 5 次/min，振幅35mm±3mm, 控温精确度±0・3°C，定时精确度±2min3.3.2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1色谱流程序流程图说明1. 分两次进样：进样I (FID) 测q〜C2进样 II(TCD) 测史、O2(N2), (FID)测 CO、N2 (Ar)N2 (Ar)H2AirN2N2H2AirCO22. 此流程适合于一般仪器；3. 图中Ni表示镍触媒转化器，Air、\、Ar、史、分别表示空气、氮气、氩气、氢1. 一次进样，双 柱并联二次分 流控制；(TCD)测史、02 (FID1 )测 R〜 C2、CO、C022. 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1( FID1) 测r〜c2柱 II (TCD)测 史、02(N2),转 化器后接(FID「 测 CO、 CO23i_ 柱1 FIN2 口 O-'iJOO^y n针TCD Ni出一切换D日J L1.一次进样，自动阀切换操作：阀切换如图位置时：(TCD)测史、 02(FID)测 CH4、 COH2Air °阀切换脱开柱 II，连通针阀时： (FID)测 CO2、q〜C22. 此流程适合于自动分析仪器；3. 同序号1中说明33.3.3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气体出厂、交接试验运行试验气体出厂、交接试验运行试验20 °C下的浓度，口L/L20C下的浓度，HL/L氢25一氧化5.025表2要求的最小检测浓度最碳二氧化 碳1025烃类0.11空气5050500kV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顶空取气法一恒温定时震荡器，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 r恒温备用3.5.2气相色谱仪一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顶空取气法一机械振荡法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°C 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Vg （准确至0.1mL），以备色谱分 析用为了使平衡气完全转移，也不吸入空气，应采用微正 法转移，即微压注射器B的芯塞，使气体通过双头针头进入 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3.6.2样品分析.3.6.2.1仪器的标定采用外标定量法用1mL玻璃注射器D准确抽取已知各组 分浓度Cis的标准混合气0.5ml （或1ml）进样标定从得到 的色谱图上量取各组分的峰面积Ais （或峰高his）。

标定仪器应在仪器运行工况稳定且相同的条件下进行，两 次标定的重复性应在其平均值的±2%以内每次试验均应标 定仪器至少重复两次取其平均值而（或添）3.6.2.2试样分析用1mL玻璃注射器D从注射器（机械振荡法）或气体继电 器气体样品中准确抽取样品气0.5ml （或1ml），进样分析从所得色谱图上量取各组分的峰面积Ai （或峰高hi）重复脱气操作两次，取平均值反（或而）样品分析应与仪器标定使用同一支进样注射器，取相同进 样体积3.6.3结果计算3.6.3.1米用机械振荡法的计算3.6.3.1.1样品气和油样体积的校正按式（1）和式（2）在室温、试验压力下平衡的气样体积Vg和试油体积V1分别校正为50°C试验压力下的体积：v，g=Vg x _|2L (1)V 1= V][1+0.0008x (50-t) ] (2)式中：V，g—50C试验压力下平衡气体体积，mL；Vg一室温t、试验压力下平衡气体体积，mL；V ]—50C时油样体积,mLV]—室温t、时所取油样体，mL；t一试验时的室温C0.0008——油的热膨胀系数，1/C3.6.3.1.2油中溶解气体各组分浓度的计算按式(3)计算油中溶解气体各组分的浓度：Xi = 0.929 x—^ • Cis • = Ki + -g (3)101.3 Ais [ VJ式中：Xi一油中溶解气体i组分浓度，uL/L；Cis 一标准气中i组分浓度，U L/LA一样品中i组分的平均峰面积，mm2；AiS—标准气中,•组分的平均峰面积mm2；V’ g—50C试验压力下平衡气体体积，mL；V ]—50C时油的体积，ML；P—试验时的大气压力，kPa；0.929一油样中溶解气体浓度从50C校正到20C时的温度校正系数。

式中的反、布也可用平均峰高hi、hs代替50 °C时国产矿物绝缘油中溶解气体各组分分配系数(Ki)见表3测定方法见附录B对牌号或油种不明的油样，其溶解气体的分配系数不能 确定时，可采用二次溶解平衡测定法见附录C表3 50C时国产矿物绝缘油的气体分配系数(Ki)气体Ki气体Ki气体Ki氢(H2)0.06氧化碳(CO)0.12乙 块(C2H2)1.02氧(O2)0.17二氧化碳(CO2)0.92乙 烯(C2H4)1.46氮(N2)0.09甲 烷(CH4)0.39乙 烷(C2H6)2.303.6.3.2自由气体各组分浓度计算按式(4)计算自由气体各组分浓度:Aig (4)Xig = Cis .式中：Xig——自由气体中，.组分浓度UL/Lcis 一标准气中i•组分浓度u L/L诙一自由气体中i组分的平均峰面积.mm2布一标准气中i•组分的平均峰面积・mm2其中反、AiS也可用平均峰高hi、hiS代替。