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變壓器故障分析中氣相色譜技術(shù)的運用

更新時間:2013-11-23      瀏覽次數(shù):1601

摘要:變壓器一旦出現(xiàn)故障,將對生產(chǎn)產(chǎn)生停電面大、周期長的嚴(yán)重影響。及時了解油浸變壓器內(nèi)部運行情況并發(fā)現(xiàn)故障苗頭,對保證變壓器安全、可靠、運行有十分重要的意義。對于油浸式變壓器,線圈和鐵蕊全部浸沒在變壓器油中,無法通過肉眼及直接丈量來判定變壓器的故障隱患,必須采用一定的技術(shù)方法來了解變壓器的運行狀況。

一氣相色譜法的原理色譜法又叫層析法,它是一種物理分離技術(shù)。它的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配,其中一相是不動的,叫做固定相,另一相則是推動混合物流過此固定相的流體,叫做活動相。當(dāng)活動相中所含的混合物經(jīng)過固定相時,就會與固定相發(fā)生相互作用。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的不同,相互作用的大小強弱也有差異。因此在同一推動力作用下,不同組分在固定相中的滯留時間有長有短,從而按先后秩序從固定相中流出,這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù),稱為色譜分離技術(shù)或色譜法。當(dāng)用液體作為活動相時,稱為液相色譜,當(dāng)用氣體作為活動相時,稱為氣相色譜。

色譜法具有:(1)分離效能高、(2)分析速度快、(3)樣品用量少、(4)靈敏度高、(5)適用范圍廣等很多化學(xué)分析法無可與之相比的優(yōu)點。

氣相色譜法的一般流程主要包括三部分:載氣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器。具體流程見下圖:當(dāng)載氣攜帶著不同物質(zhì)的混合樣品通過色譜柱時,氣相中的物質(zhì)一部分就要溶解或吸附到固定相內(nèi),隨著固定相中物質(zhì)分子的增加,從固定相揮發(fā)到氣相中的試樣物質(zhì)分子也逐漸增加,也就是說,試樣中各物質(zhì)分子在兩相中進(jìn)行分配,zui后達(dá)到平衡。這種物質(zhì)在兩相之間發(fā)生的溶解和揮發(fā)的過程,稱分配過程。分配達(dá)到平衡時,物質(zhì)在兩相中的濃度比稱分配系數(shù),也叫平衡常數(shù),以K表示,K=物質(zhì)在固定相中的濃度/物質(zhì)在活動相中的濃度,在恒定的溫度下,分配系數(shù)K是個常數(shù)。

由此可見,氣相色譜的分離原理是利用不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對運動時,試樣的各組分就在兩相中經(jīng)反復(fù)多次地分配,使得原來分配系數(shù)只有微小差別的各組分產(chǎn)生很大的分離效果,從而將各組分分離開來。然后再進(jìn)進(jìn)檢測器對各組分進(jìn)行鑒定。

SP-3430氣相色譜分析儀充分利用這一原理,能夠快速、、正確地分析出變壓器油中氣體的組分及其含量,根據(jù)這些氣體的組分類型及其含量,我們就可以正確地分析、判定變壓器是否存在故障、故障的性質(zhì)以及故障的大致部位。

二變壓器的故障產(chǎn)生的氣體及故障類型1變壓器盡緣材料產(chǎn)生的氣體組分油和固體盡緣材料在電或熱的作用下分解產(chǎn)生的各種氣體中,對判定故障有價值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫、一氧化碳、二氧化碳。正常運行的老化過程產(chǎn)生的氣體主要是一氧化碳和二氧化碳。在油紙盡緣存在局部放電時,油裂解產(chǎn)生的氣體主要是氫和甲烷。在故障溫度高于正常運行溫度未幾時,產(chǎn)生的氣體主要是甲烷。隨著故障溫度的升高,乙烯和乙烷逐漸成為主要特征。在溫度高于1000℃時,例如在電弧弧道溫度(3000℃以上)的作用下,油裂解產(chǎn)生和氣體中含有較多的乙炔。假如故障涉及到固體盡緣材料時,會產(chǎn)生較多的一氧化碳和二氧化碳。

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