气相色谱分析在变压器故障检测中的应用

2012年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文

气相色谱分析在变压器故障诊断中的应用

新疆疆南电力有限责任公司变电检修工区油务班 万涛、周宝锋

摘要：阐述了变压器油劣化的机理，通过工作中正确消除缺陷的实例，分析了气相色谱分析在变压器潜伏

性故障综合诊断中的应用，同时也指出了气相色谱分析在故障诊断中的不足之处及注意事项，防止误判。

关键词：变压器 故障 色谱分析 特征气体 三比值

1.前言

目前，油浸变压器大多采用油纸组合绝缘，当变压器内部发生潜伏性故障时，油纸会因受热分解产生烃类气体。由于含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔炔烃。每一种烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围，故绝缘油在各不相同的故障性质下产生不同成分、不同含量的烃类气体。因此，变压器油中溶解气体的色谱分析法，能尽早地发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，从而提出相应的反事故措施。如能否继续运行，继续运行期的技术安全措施和监视手段，又或者是否需要内部检查修理等,是监督与保障设备安全运行的一个重要手段。变压器出现故障时，绝缘油裂解产生气体，只有当油中气体饱和后，才能从瓦斯继电器反映出来。用色谱分析法判断变压

变 压 器 油 气 相 色 谱 分 析

一、 基本原理

正常情况下充油电气设备内的绝缘油及有机绝缘材料，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等。这些气体大部分溶解在油中。当存在潜伏性过热或放电故障时，就会加快这些气体的产生速度。随着故障发展，分解出的气体形成的气泡在油里经对流、扩散，不断溶解在油中。例如在变压器里，当产气量大于溶解量时，变有一部分气体进入气体继电器。故障气体的组成和含量与故障的类型和故障的严重程度有密切关系。因此，在设备运行过程中定期分析溶解与由衷的气体就能尽早发现设备内部存在的潜伏性故障并随时掌握故障的发展情况。

当变压器的气体继电器内出现气体时，分析其中的气体，同样有助于对设备的情况做出判断。 二、 用气相色谱仪进行气体分析的对象 氢（H2）、 甲烷（CH4）、 乙烷（C2H6）、 乙烯（C2H4）、 乙炔（C2H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氧（O2）、氮（N2） 九种气体作为分析对象。

分析九种气体的主要目的 组分 O2 N2 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 CO CO2 分 析 的 理 由 主要了解脱气程度和密封好坏，

气相色谱分析试题

一填空

1、 2、 3、 4、 5、 6、

气相色谱谱图中，与组分含量成正比的是峰面积。 正确开启气象色谱仪的程序是先送气后送电。 用色谱法分析时，（外标法）要求进样量特别准确。 色谱法中归一法的优点是（不需要准确进样）。 色谱法的定量参数有（峰高、峰面积）。

色谱定性的依据是：在一定的固定相和一定的操作条件下，任

何一种物质都有一确定的（保留值）。 7、 8、

色谱柱主要有两类：（填充柱和毛细管柱）

气相色谱分析中，把纯载气通过检测器时，给出信号的不稳定

程度称为（噪音） 9、

分配系数只随（柱温）（柱压）变化，与柱中两相（体积）无关。

10、 气相色谱分析用归一化法定量的条件是（样品中的所有组分）都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能（产生信号）。 11、 气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温（5-10）度，并低于（固定液）的最高使用温度，老化时，色谱柱要与（检测器）断开。

12、 气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的（内标物），并要与其他组分（完全分离）。

13、 气相色谱分析时一种分离分析方法，它的特点是适用于多组分

混合物的（定性）和（定量）分析。

14、 气相色谱定性法，是利用同一种物质在相同条件下，在一根色谱柱上

仪器分析自测试题

第2章 气相色谱法

一、判断题（对的打√, 错的打×）

1．色谱法与其他分析方法之间最大的不同是色谱法的灵敏度高。 （ ） 2．在气相色谱中试样中各组分能够被相互分离的基础是各组分具有不同的热导系数。分配系数（ ）

3．组分的分配系数越大，表示其保留时间越长。 （ √ ） 4．色谱法特别适合混合物的分析。 （√ ） 5．热导检测器属于质量型检测器，检测灵敏度与载气的相对分子量成正比。（ ） 6．塔板理论给出了影响柱效的因素及提高柱效的途径。 （ ） 7．在载气流速比较高(低)时，分子扩散成为影响柱效的主要因素。 （ ） 8．分离温度提高，保留时间缩短，峰面积不变。 （ √ ） 9．某试样的色谱图上出现三个色谱峰，该试样中最多有三个组分。 （ ） 10．分析混合烷烃试样时，可选择极性固定相，按沸点大小顺序出峰。 （ ） 二、选择题

1、在色谱的流出曲线上，相邻两组色谱峰的分离度主要取决于 （ A ） A、分

高效液相色谱分析方法在食 品安全检测中的应用——由青岛“问题西瓜”事件的产生的思考

小组成员：潘子洲、林佳铭、李建聪、 莫如栩、倪铭阳、简丽祥2015年4月21日

新闻原稿近日，山东即墨市、胶州市有市民食用西瓜后出现呕 吐头晕症状，甚至造成一名孕妇胎儿不保。经青岛食 药监部门调查，西瓜来源系海南万宁出产的冰糖黑美 人西瓜，初步判定为“涕灭威”残留超标，该批次 西瓜已销毁。据悉，“涕灭威”为高毒农药，已明令 不得用于蔬果种植。高毒农药具有强渗透性，如果非 法使用，即使西瓜有一层瓜皮保护，也可能农药残留 超标甚至食用后中毒。

涕灭威-概述： 英文名称：Aldicarb;Temek;Carbanolate 化学名称：O-甲基氨基甲酰基-2-甲基-2-甲硫基丙肟 其他名称：铁灭克(Temik);丁醛肟威；神农丹 分子式：C7H14N2O2S 分子量：190.27 结构式：

外观与性状：有硫磺 味的白色结晶 熔点：100℃ 密度：1.195(25/20℃) 蒸汽压：25℃ 溶解性：室温下，水中溶解度为6000ppm(0.6%),几乎 不溶于乙烷，而溶于大多数有机溶剂，如丙酮400g/L,氯仿 350g/L,甲苯100g/L(20℃)

稳定性

仪器分析自测试题

第2章 气相色谱法

一、判断题（对的打√, 错的打×）

1．色谱法与其他分析方法之间最大的不同是色谱法的灵敏度高。 （ ） 2．在气相色谱中试样中各组分能够被相互分离的基础是各组分具有不同的热导系数。分配系数（ ）

3．组分的分配系数越大，表示其保留时间越长。 （ √ ） 4．色谱法特别适合混合物的分析。 （√ ） 5．热导检测器属于质量型检测器，检测灵敏度与载气的相对分子量成正比。（ ） 6．塔板理论给出了影响柱效的因素及提高柱效的途径。 （ ） 7．在载气流速比较高(低)时，分子扩散成为影响柱效的主要因素。 （ ） 8．分离温度提高，保留时间缩短，峰面积不变。 （ √ ） 9．某试样的色谱图上出现三个色谱峰，该试样中最多有三个组分。 （ ） 10．分析混合烷烃试样时，可选择极性固定相，按沸点大小顺序出峰。 （ ） 二、选择题

1、在色谱的流出曲线上，相邻两组色谱峰的分离度主要取决于 （ A ） A、分

高效液相色谱分析方法在食 品安全检测中的应用——由青岛“问题西瓜”事件的产生的思考

小组成员：潘子洲、林佳铭、李建聪、 莫如栩、倪铭阳、简丽祥2015年4月21日

新闻原稿近日，山东即墨市、胶州市有市民食用西瓜后出现呕 吐头晕症状，甚至造成一名孕妇胎儿不保。经青岛食 药监部门调查，西瓜来源系海南万宁出产的冰糖黑美 人西瓜，初步判定为“涕灭威”残留超标，该批次 西瓜已销毁。据悉，“涕灭威”为高毒农药，已明令 不得用于蔬果种植。高毒农药具有强渗透性，如果非 法使用，即使西瓜有一层瓜皮保护，也可能农药残留 超标甚至食用后中毒。

涕灭威-概述： 英文名称：Aldicarb;Temek;Carbanolate 化学名称：O-甲基氨基甲酰基-2-甲基-2-甲硫基丙肟 其他名称：铁灭克(Temik);丁醛肟威；神农丹 分子式：C7H14N2O2S 分子量：190.27 结构式：

外观与性状：有硫磺 味的白色结晶 熔点：100℃ 密度：1.195(25/20℃) 蒸汽压：25℃ 溶解性：室温下，水中溶解度为6000ppm(0.6%),几乎 不溶于乙烷，而溶于大多数有机溶剂，如丙酮400g/L,氯仿 350g/L,甲苯100g/L(20℃)

稳定性

实验四 乙酸正丁酯中杂质的含量测定-内标法定量

一、目的要求

1.学习内标标准曲线法定量的基本原理和测定试样中杂质含量的方法。 2.复习并巩固气相色谱分析原理及其操作步骤。

二、实验原理

对于试样中少量杂质的测定，或仅需要测定试样中某些组分时，可采用内标法定量。 设在质量为m

试样

的试样中加入内标物的质量为ms，被测组分的质量为mi，被测组分及内标物的峰面

积分别为As、Ai，则有

mifiAifiAi? (1), mi?ms (2) msfsAsfsAs

wi?mimsfiAi×100％ (3) ×100％＝m试样m试样fsAsmsfiAi×100％ (4)

m试样As试样

以内标物为标准，f s= 1,则有：

wi?内标标准曲线法，配制一系列的标准溶液，测得相应的Ai/As，mi/ms。以Ai/As对mi/ms作标准曲线。这样就可以在无需预先测定fi的情况下，称取一定量的试样m标准曲线求得mi/ms，再根据公式wi?求得被测组分的质量分数wi。

和内标物ms，混合进样，根据Ai/As之值由

msmi×100％ (5)

m试样ms三、仪器与试药

1.FL9500气相色谱仪

2.微量进样器（1 ?L，0.5 ?L， 5 ?L） 3.移液管

气相色谱分析复习题及参考答案（46题）

参考资料

（1）孙传经，《气相色谱分析原理与技术》，1981年，化学工业出版社。 （2）中国科学院大连化学物理研究所，《气相色谱法》，1989年，科学出版社。 （3）陈尊庆，《气相色谱法与气液平衡原理》，1991年，天津大学出版社。 （4）王永华，《气相色谱分析》，1990年，海洋出版社。

（5）卢佩章，《色谱》杂志，1，2，4卷，色谱技术研究开发中心出版。 （6）牟世芬等，《离子色谱》，1986年，科学出版社。

（7）魏复盛等，《水和废水监测分析方法指南》（中册），1994年，中国环境科学出版社。 （8）国家环保局，《水和废水监测分析方法》编委会，《水和废水监测分析方法》第三版。 一、填空题

1、气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温 ℃，并低于 的最高使用温度，老化时，色谱柱要与 断开。 答：5—10 固定液 检测器 《气相色谱分析原理与技术》，P30

2、气相色谱法分析非极性组分时应首先选用 固定液，组分基本按 顺序出峰，如为烃和非烃混合物，同沸点的组分中 大的组分先流出色谱柱。 答：非极性 沸点 极性 《气相色谱分析原

高效液相色谱分析实验

一、实验目的

1． 了解HPLC仪器的基本构造和工作原理，掌握HPLC的基本操作 2． 学习苯-甲苯混合物的定性分析方法 3． 评价色谱柱效

4． 了解色谱定量操作的主要方法以及各自特点； 5． 学习未知样品的定量分析方法。 二、实验原理

不同组分因在互不相溶的流动相与固定相中的分配比不同，当两相做相对运动时，组分在两相之间反复进行多次分配，最终实现不同组分的分离。

色谱仪器的构成：包括高压输液系统、进样系统、分离系统，检测系统等 1．色谱定性分析方法

（1）利用保留值与已知物对照定性

A 保留时间定性 b 峰高增量定性 C 其他方法定性（保留值经验规律定性，文献保留数据定性） 2．色谱定量分析方法

⑴校正因子：a绝对校正因子；b 相对校正因子。 ⑵常见的色谱定量分析方法主要有：

a 归一化法。特点：简单、方便、准确，但要求所有组分必须全部出峰。

b内标法。特点：使用相对校正因子定量，结果准确，但操作繁琐，由于需要增加内标物，增大分离的难度。

c 标准曲线法（外标法）。简单、方便，由于采用绝对校正因子定量，结果受到操作技术因素以及具体色谱条件影响较大。

d 内标标准曲线法。 三、仪器与试剂

LC-1000型高效液