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電力技術

變壓器油色譜分析系統

時間：2022-09-12

中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器油色譜分析系統

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30多年專業制造：ZSSP-9900色譜分析儀

ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀用于電力系統絕緣油中溶解氣體組份含量的測定，一次進樣即可完成絕緣油中溶解的7種或者9種氣體組分含量的全分析
檢測：H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等（國家規定的七組分溶解氣體）
ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀是用色譜法測定變壓器油中溶解氣體的組分含量，是發供電企業判斷運行中的充油電力設備是否存在潛伏性的過熱、放電等故障，以保障電網安全有效運行的有效手段。

經中科院湖北計量中心檢索，ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀的綜合技術處于國內領先，并達到高水平，優于國家標準。該產品榮獲高科技成果轉化，并榮獲重點新產品稱號，優良產品的技術性和良好的市場前景。

解讀新國標：GB50325-2020
2020年1月16日經中華人民共和國住房城鄉建設部批準發布,GB 50325-2020《民用建筑工程室內環境污染控制標準》于2020年8月1日起正實施，舊標準GB50325-2010同時廢止。

下面中試控股詳細講解全新的色譜技術：ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀

ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀

ZSSP-9900色譜分析儀介紹
絕緣油是變壓器中必不可少的絕緣材料，也是變壓器繞組和鐵芯的冷卻油。變壓器油中含有一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、氫氣等氣體，當絕緣油中的總含氣量小于3%（V/V）時，絕緣油的品質最佳，能夠起到很好的絕緣效果。但是如果絕緣油中的總含氣量過高，就會大幅度降低絕緣油的絕緣強度。而且絕緣油中的氣泡在經過高電場區域的時候可能引起局部放電，產生二次氣泡，危害整個絕緣線路，并且會加速絕緣油的老化程度，造成變壓器故障甚至損壞。
因此，國家出臺了DL/T 703-1999《絕緣油中含氣量的氣相色譜測定法》、GB/T 17623-1998《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》、電力行業標準DL/T 722-2000《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》、GB/T7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》等多個絕緣油含氣量的相關檢測標準，絕緣油中的含氣量成為電力行業必定檢測的一項指標。
對此，中試控股面向絕緣油生產企業和充油電器設備廠家推出的變壓器絕緣油專用氣相色譜儀，配置雙FID檢測器，TCD檢測器，鎳轉化爐，填充柱進樣器，三路絕緣油專用色譜柱等，對絕緣油中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、氫氣7種氣體一次進樣即可得出分析結果，是絕緣油生產企業和充油電器設備廠家必不可少的檢測儀器。

ZSSP-9900色譜分析儀相關標準
DL/T 703-2015《絕緣油中含氣量的氣相色譜測定法》
GB/T 17623-2017《絕緣油中溶解氣體組分含量的氣相色譜測定法》
DL/T 722-2014《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》
GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》

ZSSP-9900色譜分析儀特點
1、絕緣用專用氣相色譜儀配置方案，配置雙FID檢測器，TCD檢測器，鎳轉化爐，填充柱進樣器，三路絕緣油專用色譜柱，對絕緣油中的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、氫氣7種氣體一次進樣即可得出分析結果。
2、全新生產工藝，重新設計儀器內的氣源通路和內部結構，零部件布局更加合理，降低元器件信號干擾，提高檢測準確度，設備的穩定性和耐用度極佳。
3、采用7寸彩色觸摸屏控制，專業色譜儀UI操作界面設計，直觀反映進樣口、柱溫箱、檢測器的內部溫度值和個檢測器的數值，以及運行時間，具備一鍵降溫功能，用戶可以自行設定檢測條件，使用及其方便。
4、儀器具備優良的重復性，采用自動進樣器進樣的實驗條件下，儀器測試的重復性誤差可達2%，優于國標規定的3%。
5、柱溫箱采用六路獨立溫控系統，自動后開門系統，21階21平臺程序升溫，升/降溫速度快，溫控精度達到0.1℃，使設備能勝任大范圍的樣品分析。
6、可以直接與計算機進行聯機，通過PC端網絡版色譜工作站軟件對儀器進行操作(最大支持253臺)，實現程序控制儀器進樣口，柱溫箱，檢測器的升溫和降溫。在客戶配置有自動進樣閥(或者自動進樣器)的條件下可以實現儀器無人值守，儀器自動升溫點火，自動加載方法，自動計算測試結果等一些列的測試流程，滿足在線測試的要求。
7、獨家物聯網色譜儀技術，內置IP協議棧，可通過企業局域網或互聯網將測試數據上傳至傳至現場實驗室、部門主管及上級領導的計算機中，方便各個部門實時監控儀器的運行及檢測結果。可以通過互聯網直接與廠家進行對接，實現氣相色譜儀的遠程診斷，遠程程序更新等。

ZSSP-9900色譜分析儀參數
測試結果重復：性誤差≤2%
通訊接口：配置標準網絡接口輸出（6類網線連接），支持RS-232輸出（選配）
主機尺寸：510×500×540mm
電源：AC220V±10% 50Hz 2200W
環境溫度：5～35℃，相對濕度：≤85％，室內無腐蝕性氣體，工作臺平穩無振動，周圍無強磁場存在
柱溫箱爐膛尺寸：280×300×180mm
溫度范圍：室溫+5~400℃
溫度設定：1?C；程序設定升溫速率0.1?C
色譜柱溫度穩定性：當環境溫度變化1?C時，為0.01?C
程升階數：21階21平臺
程升速率：0.1℃-40℃/min（增量0.1℃）
氫火焰離子化：檢測器（FID）
最大操控溫度：400℃
檢測限：≤5×10-12g/s [n-C16]
漂移：≤5×10-13A/30min
噪音：≤2×10-13A
動態線性范圍：≥107
熱導池檢測器：（TCD）
最大操控溫度：400℃
靈敏度：≥12000mv.ml/mg [苯/甲苯]
漂移：≤30uV/30mi
噪音：≤8uV
動態線性范圍：≥104
色譜工作站軟件：PC端網絡版色譜工作站軟件對儀器進行操作(最大支持253臺)，實現程序控制儀器進樣口，柱溫箱，檢測器的升溫和降溫。在客戶配置有自動進樣閥(或者自動進樣器)的條件下可以實現儀器無人值守，儀器自動升溫點火，自動加載方法，自動計算測試結果等一些列的測試流程

ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀的全新技術

ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀客戶實際應用（節選部分）

ZSSP-9900變壓器油氣相色譜儀：氣相色譜分析技術是一種多組分混合物的分離、分析技術。它主要利用樣品中各組份的沸點、極性及吸附系數在色譜柱中的差異，使各組份在色譜柱中得到分離，并對分離的各組分進行定性、定量分析。

如圖1.9所示，FPD主要由二部分組成：火焰發光和光、電信號系統。
火焰發光部分由燃燒器和發光室組成，各氣體流路和噴嘴等構成燃燒器，又稱燃燒頭。通用型噴嘴由內孔和環形的外孔組成。氣相色譜柱流出物和空氣混合后進入中心孔，過量氫從四周環形孔流出。這就形成了一個較大的擴散富氫火焰、烴類和硫、磷確化合物在火焰中分解，并產生復雜的化學反應，發出特征光。硫、磷在火焰上部擴散富氫焰中發光，烴類主要在火焰底部的富氧焰中發光，故在火焰底部加一不透明的遮光罩擋住烴類光，可提高 FPD 的選擇性。為了減小發光室的體積，可在噴嘴上方安一玻璃或石英管，以降低檢測器的響應時間常數。
圖 1.9 FPD 系統示意圖
右為光、電信號部分，為了避免發光中產生的大量水蒸氣，燃燒產物和高溫對光、電系統的影響，用石英窗和散熱片將發光室和光電系統隔開。因FPD不是將所有的光變成電信號，而是用濾光片選擇硫、磷特征光。

儀器的安裝
1、儀器運用環境要求
安裝環境要求
氣相色譜儀應在溫度和相對濕度分別為 5～35℃和 0～85%的范圍內使用。但zui好是在人們感到舒適的環境下使用（適當的恒溫、恒濕條件）。這樣儀器才能發揮zui佳的性能，儀器的使用壽命也zui長。
若將儀器暴露在腐蝕性物質（不管是氣體、液體還是固體)中，就會危及氣相色譜儀材料和零部件，應避免。
安裝氣相色譜儀的試驗臺必須穩固。試驗臺的震動會影響儀器的穩定性。為了能使柱爐的熱空氣的排出，儀器的背后還應留出至少 30cm 的空間（且在后面不要放置易燃物品?。?，以及 30—40cm 的通道，以便安裝、檢修色譜儀。
若需要 10/100M 的以太網，可以用 HUB 或交換機等構建以太網。
電源環境要求
氣相色譜儀的接入電源為 220V±10%（50Hz±0.5 Hz），能提供的功率不小于 2500W。為了保護人身的安全，氣相色譜儀的面板和機殼按照國際電工技術協會的要求，用三芯電源線接地。
注：為了減少儀器的電器噪音，必須接地良好。警告：嚴禁將水管、煤氣管、零線等代替接地線！
氣體環境要求
為了發揮氣相色譜儀zui佳性能，使用氣體必須達到相應純度級別。我們推薦如下的純度值。
檢測器所需氣體及作用氣體名稱純度
FID、FPD 載氣和尾吹氣 N2 或 He 不小于 99.999%
燃氣 H2 不小于 99.99%
助燃氣 Air 盡可能潔凈、干燥
TCD 載氣 H2 或He 不小于 99.999％
ECD 載氣和尾吹氣 N2 不小于 99.999％（脫氧)
我們建議在氣路上要裝上凈化器！氣體凈化器在使用了一段時間后，應將氣體凈化器內的分子篩和硅膠進行活化處理。
2、儀器的拆箱
儀器到貨后請及時檢查儀器外包裝的質量，如有損壞，請立即與廠家或銷售商聯系。拆箱后，請對照發貨單清點配套部件，如發現配套部件不符或儀器外觀有破損現象，請立即與廠家或銷售商聯系，以便您免受不必要的經濟損失或延誤您的工作。
檢查無誤后請打開儀器柱箱門，察看馬達風扇頁輪是否運轉靈活，固定螺絲有無松動；如有松動應及時排除。
同時請檢查電源插頭中線路有無短路現象，如有短路現象萬不可將儀器接入市電！
3、儀器的安裝
檢查無誤后，將儀器小心放置在工作臺合適的位置。工作臺必須穩固。儀器后面不要堆放易燃物品并留有檢修的空間。
氣源的安裝
安裝前的準備：使用氣相色譜儀之前請參照 2.1.3 所述,并根據你欲使用的檢測器的種類配備氣源。
安裝：氣源請安裝在安全之處。如采用鋼瓶氣源，鋼瓶應加以固定以防止翻倒造成事故。無論選擇何種形式的氣源（如：氣體發生器，鋼瓶氣源，空氣壓縮機等），皆應仔細查閱所產生氣體的質量是否滿足氣相色譜儀的氣源要求。以免影響分析結果或造成色譜儀的污染甚至損壞！
減壓閥的安裝
如采用鋼瓶式氣源，其減壓閥（雙表頭：左邊為低壓，右邊為高壓）安裝步驟如下：
1. 將二只氧氣減壓閥和一只氫氣減壓閥的分別擰下，接上減壓閥出氣接頭見右圖（左下角的寶塔結構），旋松（逆時針）低壓輸出調節桿（不要旋緊）；
2. 將減壓閥裝到鋼瓶上，旋緊螺帽（注意氫氣閥為反絲）后，打開鋼瓶高壓閥，減壓閥高壓表應有所指示；
3. 關閉鋼瓶高壓閥后，減壓閥高壓表指示不應下降，否則就有漏氣之處，應予以排除后才能使用。
注：若用發生器請按照相應發生器說明書操作
外氣路的安裝
該氣相色譜儀的氣路輸氣管主要是 Ф3х0.5 聚乙烯管或 Ф3х0.5 銅管或不銹鋼導管（自備）。將輸氣管按需要長度切成六段（用銅管及不銹鋼管請用相應的切割工具，注意割傷），按圖 2.1 所示連接氣源--凈化器--色譜儀。
聚乙烯管或不銹鋼導管接頭處的連接方式按圖 2.2 所示操作。
圖 2.2 聚乙烯管氣路連接示意圖
注：1、剪取適當長度的聚乙烯管，并在其兩端各插入一根 Φ2×0.5 的不銹鋼襯管。
2、將M8×1 密封螺母、磷銅圈和 2 個O 型圈裝入聚乙烯管的一端。
3.、M8×1 密封螺母旋在鋼瓶接頭（M8×1）上，并旋緊，保證密封良好。
4、將M8×1 密封螺母、磷銅圈和 2 個O 型圈裝入聚乙烯管的另一端。
5、將M8×1 密封螺母旋在凈化器的相應接頭（M8×1）上，并旋緊，保證密封良好。其余的外氣路連接與上相同。
氣相色譜儀亦可采用 Φ3×0.5 外徑的不銹鋼或紫銅管來作為外氣路的連接管。其連接方法如圖 2.3：
注意：
1. 氣路分流放空口和檢測器放空口應采用管道將氣體通到室外，以免分析有毒有害物質時造成室內空氣污染；
2. 在實操作中，注意經常檢漏！一旦某處發生泄露，輕則影響儀器正常工作，重則造成意外事故（如氫氣泄露就可能引起爆炸）！
3. 載氣輸入到色譜儀的壓力必須在 0.343—0.392MPa 范圍內（相當于
3.5kg/cm2—4kg/cm2）；帶 EPC 裝置的氣相為 0.45MPa
4. 空氣輸入到色譜儀的壓力必須在 0.294 Ｋ Pa—0.392MPa 范圍內（相當于
3kg/cm2—4kg/cm2)；帶 EPC 裝置的氣相為 0.45MPa
5. 氫氣輸入到色譜儀的壓力必須在 0.196 Ｋ Pa—0.392MPa 范圍內（相當于
2kg/cm2—4kg/cm2)；帶 EPC 裝置的氣相為 0.45MPa
6. 如果使用氫氣為載氣時，輸入到色譜儀的載氣入口壓力應在 0.343MPa（相當于
3.5kg/cm2)。
說明：載氣輸入到色譜儀的壓力：一般是指：鋼瓶分壓或者是發生器壓力表指示壓力
安裝前的準備：請按照色譜柱上面的標示確定色譜柱安裝方向，務請注意！金屬柱安裝方法確定
擰緊柱子上的螺母，將柱子裝進進樣器，假定密封墊圈（石墨墊或者四氟乙烯墊）已經定位在柱子上，若是 3mm 的柱，只需要用手擰緊再加 1/4 圈就足夠了，若是 6mm 的柱子，用手擰緊后，再擰 3/4 圈就足夠了。
用兩把板子對起來，一把擰柱子上的螺母，另一把擰襯套，以防止擰柱上螺母時，襯套轉動。
6mm 玻璃柱方法確定（購買前請確定安裝位置及間距尺寸）
因為 6mm 玻璃柱是剛性的，所以必須同時裝進進樣器和檢測器里。其安裝程序在柱兩端是相同的。

玻璃柱可選用密封墊圈，也可選用 O 型圈來密封：石墨襯套適合于大多數用途，O 型圈僅適用低溫操作。
安裝位置確定：在進樣器末端必須留出足夠的空間，以防插入的針頭接觸玻璃毛堵頭或柱填料（至少留出 50-55mm）。
在檢測器的末端，至少必須留出 40mm 空間，以防噴嘴的下端碰著填料或玻璃毛堵頭。如下圖：
把螺母和密封圈（或 O 型圈）放在柱子上。
如果需要的話，在螺母的前面可以外加一只 O 型圈。這樣可以保護柱子，防止螺母掉進柱子的盤管部分。
把柱插進進樣器和檢測器，盡可能插到底。把柱箱底清掃干凈，可以從柱子的比較長的那一端開始，以較小的角度開始，將柱插入。
把柱子拉出大約 1～2mm，用手擰緊柱上的兩個螺母，螺母要擰多少，這取決于所用的密封圈的類型。若是 O 型圈，用手指擰緊就足夠了。
說明：訂色譜柱時候請說明空間預留，若色譜柱廠家未能提供預留空間，請先安裝到頂端再向下移動到所需要的預留空間。