不同取样方法对变压器油中溶解气体组分含量检测的影响

2020-10-16吴蔚

安徽化工 2020年5期

吴蔚

（中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院，安徽合肥230022）

油中溶解气体分析（DGA）法是目前较受国内电力部门欢迎、现场运用产品数量最多的变压器故障的预测手段和方法[1-3]。大量实践经验表明，利用运行变压器油中溶解气体组分含量的组成与变化来判断变压器是否存在潜伏性故障，了解掌握其运行状况，是电力系统最有效、最经济的技术监督手段[1]。

取油样是整个变压器油气体分析过程中最重要的环节之一。所取油样从取样到分析过程中，油中溶解气体应尽可能保持不变。目前现场油中溶解气体取样紧急时，时常缺少取样设备，经常采用试剂瓶取样方法，油直接溢流至瓶中。取样瓶有内塞瓶、磨口瓶，运输方式也有非避光和常温保存方式，都可能影响色谱检测结果。本文主要采用不同取样瓶（注射器、内塞瓶、磨口瓶），对不同浓度的轻组分变压器油进行取样，在不同的保存条件下（避光/非避光、恒温/常温环境）模拟运输，研究不同取样方式对色谱检测结果的影响程度。

1 实验与方法

1.1 实验仪器及材料

1.1.1 实验仪器

气相色谱仪，ZF301B；自动脱气振荡仪，中分1081-II；取样器：注射器（5 mL、100 mL）胶帽，内塞该取样瓶、磨口取样瓶；进样器：进样针（1 mL），针头（牙科5号针头），双头针头；盒式气压计，分度1 hPa。

1.1.2 实验材料

电力标准混合气体，国家二级标准物质。

1.2 实验方案

考虑变压器油中溶解气体组分中的轻组分最容易逸散，本文配制不同梯次浓度的轻组分（氢气）的油样（A、B、C、D、E、F共6个油样），采用取样容器为注射器、内塞瓶、磨口瓶分别取样，在避光和见光、常温和恒温保存条件下模拟汽车运输，然后进行油中溶解气体组分含量的检测（GB/T 17623-2017）[4]。

2 结果与分析

对A、B、C、D、E、F油样的不同取样方式和保存方式模拟运输后的油样进行检测，检测结果见图1～图6所示。

图1 A油样不同取样方式油中溶解气体组分含量检测结果

图2 B油样不同取样方式油中溶解气体组分含量检测结果

图3 C油样不同取样方式油中溶解气体组分含量检测结果

图4 D油样不同取样方式油中溶解气体组分含量检测结果

图6 F油样不同取样方式油中溶解气体组分含量检测结果

从图1～图6可明显看出，用三种取样容器取样测试的结果为：注射器＞内塞瓶＞磨口瓶，轻组分气体H2、CO、CH4、∑Ci的含量变化都较明显，H2、CO的含量变化较大，这是由于这两种组分相对分子质量较低，溶解吸收率较小，容易从油中逸散；对于低浓度组分A油样，H2的含量用注射器取样测试结果大于10 μL/L，而用内塞瓶取样的测试结果小于10 μL/L，磨口瓶取样测试的结果仅为1 μL/L，可能会影响新变压器油质量的验收（要求变压器油H2的浓度小于10 μL/L）[5]。如果未用注射器规范取样，极有可能导致新油验收不合格的变压器油注入设备。在E油样中，用注射器取样H2浓度大于150 μL/L，而用内塞瓶取样的测试结果小于150 μL/L，用磨口瓶取样的测试结果更小，仅有50 μL/L。如果取样容器不规范，极可能影响对设备运行状态的评估。检测过程中，部分油样中CO2含量增大，可能是因为内塞瓶与磨口瓶中油样与空气接触，使得空气中CO2溶入油中，磨口瓶与空气接触量大，所以CO2含量较大。可见，接触空气的保存方式还可能对CO2的检测结果造成明显影响。因此，在取样时，应采用注射器取样的方式。

分析图1～图6，油样不同保存方式对检测结果的影响，避光条件下的各气体组分含量大于见光条件气体组分含量，可能是见光条件下有气体组分容易逸散，因此见光条件下保存对油中溶解气体的轻组分气体H2、CO、CH4、∑Ci含量等组分受取样容器影响较大，应尽量采用避光保存的方式；对比常温与恒温条件下油中溶解气体组分含量的检测结果，油中各气体组分含量变化不大，这说明取样后，油样的保存温度对油中溶解气体含量的影响不大，色谱取样可以考虑室温下存放，简单方便，更利于日常取样工作的开展。