ГХ для анализа растворенных газов в трансформаторном масле (TOGA)
Газовый хроматограф для анализа растворенных газов в трансформаторном масле (TOGA) - TT-3612
TT-3612 — это специализированный газовый хроматограф для анализа растворенных газов (DGA) в изоляционном масле трансформаторов, разработанный в соответствии со стандартным методом испытаний ASTM D3612. Система количественно определяет девять индикаторных газов, имеющих отношение к неисправностям: водород (H₂), кислород (O₂), азот (N₂), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂), метан (CH₄), этан (C₂H₆), этилен (C₂H₄) и ацетилен (C₂H₂), обеспечивая полную химическую картину состояния масла за один 7-минутный цикл анализа. Прибор работает с маслами с вязкостью 20 сСт или менее при 40°C, охватывая весь спектр минеральных изоляционных масел, используемых в силовых и распределительных трансформаторах.
В приборе TT-3612 используется двухдетекторная конфигурация, сочетающая детектор теплопроводности (TCD) с пламенно-ионизационным детектором (FID) и метанизатором. TCD работает с постоянными газами (H₂, O₂, N₂), а FID с метанизатором количественно определяет горючие углеводороды и следовые количества CO и CO₂ с чувствительностью менее ppm. Специальная композитная колонка, предназначенная для анализа трансформаторного масла, увеличивает срок службы колонки при многократном воздействии проб масла, сокращая интервалы технического обслуживания по сравнению со стандартными аналитическими колонками.
Интеграция с удаленной лабораторией поддерживается через интерфейс Ethernet 10/100 Мбит/с, который подключает газовый хроматограф к локальной сети для удаленного сбора данных, программирования параметров и диагностики прибора. 7-дюймовый емкостный сенсорный экран обеспечивает локальный интерфейс оператора, включает встроенную самодиагностику, отображение места неисправности и сохранение данных при отключении питания, что позволяет сохранить все параметры и результаты работы после неожиданных остановок. Конфигурация TT-3612H включает в себя базовый газовый хроматограф с автоматизированным пробоотборником для анализа паровой фазы, что позволяет проводить экстракцию образцов без участия оператора в соответствии с методом ASTM D3612 C и повышает производительность лабораторий, обрабатывающих несколько образцов масла за смену.
Газовый хроматограф для анализа растворенных газов в трансформаторном масле (TOGA) - Области применения TT-3612
Прибор TT-3612 поддерживает программы оценки состояния и определения характера неисправностей в электрооборудовании с масляным наполнением. Количественная оценка растворенных газов, образующихся в результате неисправности, в соответствии со стандартом ASTM D3612 позволяет операторам выявлять и отслеживать зарождающиеся тепловые и электрические отклонения, включая перегрев, частичный разряд и искрение, до того, как они перерастут в отказы.
Система предназначена для следующих отраслей и сценариев использования:
- Электроэнергетические компании: Основной прибор DGA для мониторинга всего парка силовых и распределительных трансформаторов, поддерживающий графики технического обслуживания по состоянию и программы повышения надежности энергосистемы.
- Независимые испытательные лаборатории: Высокопроизводительный газоанализ для сервисных лабораторий, предлагающих услуги по оценке состояния трансформаторов и диагностике масла для предприятий коммунального и промышленного секторов.
- Объекты тяжелой промышленности: Мониторинг растворенных газов в крупных маслонаполненных трансформаторах на нефтеперерабатывающих заводах, в центрах обработки данных, металлургических комбинатах и производственных предприятиях, где незапланированные отключения трансформаторов напрямую приводят к остановке производства.
- Операторы возобновляемых источников энергии: Мониторинг состояния трансформаторов подстанций и коллекторов на ветровых и солнечных электростанциях, где надежность оборудования влияет на время безотказной работы генерирующих мощностей и окупаемость проектов.
- Электротехническое оборудование Manufacturers: Контроль качества изоляционных масел трансформаторов и заводские приемочные испытания маслонаполненных устройств перед вводом в эксплуатацию.
- Научно-исследовательские и стандартизационные организации: Эталонный анализ для разработки методов анализа растворимых газов (DGA) и межлабораторных сравнительных исследований, требующих прослеживаемых и воспроизводимых хроматографических данных.
TT-3612
ТТ-3612Н
Стандартный
Модель TT-3612 разработана в соответствии со следующим международно признанным стандартом:
- ASTM D3612 - Стандартный метод анализа газов, растворенных в электроизоляционном масле, методом газовой хроматографии.
Прибор поддерживает все три процедуры экстракции, описанные в стандарте ASTM D3612. Конфигурация TT-3612H, включающая автоматизированный пробоотборник для анализа газовой фазы, специально предназначена для метода C, процедуры равновесной экстракции из газовой фазы, которая автоматизирует выделение газа из масляной матрицы и повышает производительность обработки образцов по сравнению с ручными методами вакуумной отгонки.
Основные характеристики газового хроматографа для анализа растворенных газов в трансформаторном масле (TOGA) - TT-3612
Прибор TT-3612 сочетает в себе аналитическую точность и готовые к лабораторным условиям эксплуатационные характеристики для проведения стандартных анализов растворенного газа. Ключевые конструктивные особенности включают:
- Конфигурация с двумя детекторами TCD/FID: Позволяет одновременно проводить анализ всех девяти целевых газов по стандарту ASTM D3612 — детектор TCD для постоянных газов и детектор FID с метанизатором для углеводородов, CO и CO₂ — устраняя необходимость в последовательном переключении детекторов или отдельных инъекциях.
- Технология композитных колонн для защиты от загрязнения: Специальная набивка колонки, предназначенная для трансформаторного масла, предотвращает загрязнение следовыми количествами масла, что значительно увеличивает срок службы колонки по сравнению со стандартными хроматографическими колонками, используемыми в газовых хроматографах общего назначения.
- 7-минутный цикл анализа: Быстрое охлаждение печи благодаря конструкции с двойной задней дверцей сокращает общее время обработки одного образца, что позволяет проводить высокообъемные анализы методом DGA без ущерба для хроматографического разрешения.
- 20-ступенчатый программируемый обогрев: Позволяет проводить анализ всех целевых аналитов по стандарту ASTM D3612 в полном диапазоне температур кипения за один цикл с программируемой температурой, с контролем шага 0.1 °C для обеспечения воспроизводимости метода.
- Интеграция сети Ethernet: Интерфейс Ethernet 10/100 Мбит/с позволяет подключить газовый хроматограф к лабораторной сети для удаленного сбора данных, программирования параметров и диагностики прибора без необходимости прямого подключения оператора к устройству.
- 7-дюймовый емкостный сенсорный экран: Интуитивно понятный локальный интерфейс для ввода параметров, мониторинга состояния в реальном времени, управления зажиганием по FID-метке, переключения потока в мосте TCD и отображения места неисправности — для обычной работы не требуется отдельный управляющий ПК.
- Сохранение данных при отключении электроэнергии: Встроенная энергонезависимая память сохраняет все заданные параметры и данные текущего выполнения после неожиданного отключения электропитания, позволяя оператору восстановить и завершить выполнение без повторного ввода условий метода.
- Защита от потери газа-носителя: Система автоматически прекращает нагрев колонки при прерывании подачи несущего газа, защищая наполнитель колонки и нить детектора теплопроводности от термических повреждений во время перебоев в подаче газа.
- Автоматическое зажигание по пламенно-ионизационной системе с защитой от водорода: Программируемое планирование зажигания и автоматическое отключение подачи водорода при затухании пламени исключают необходимость ручного повторного зажигания и защищают от накопления водорода во время отключения детектора.
- Предварительно состаренная заводская конфигурация: Каждый прибор перед отправкой проходит тщательное испытание на старение со всеми предварительно загруженными параметрами метода ASTM D3612, поэтому прибор готов к работе после доставки с простой последовательностью запуска.
- Опция пробоотборника паровой фазы (TT-3612H): Конфигурация TT-3612H включает в себя автоматизированный пробоотборник для анализа газовой фазы, который обеспечивает уравновешивание и введение газа в герметичные флаконы в соответствии с методом C стандарта ASTM D3612, что позволяет полностью автоматизировать рабочий процесс от отбора пробы до получения результата без ручной экстракции газа.
Теория и метод
Газовая хроматография измеряет содержание растворенных газов в трансформаторном масле путем сначала извлечения газов из жидкой фазы, а затем разделения, идентификации и количественного определения каждого газового компонента. Под воздействием термических и электрических нагрузок трансформаторное изоляционное масло и целлюлозная бумажная изоляция разлагаются и образуют характерные газообразные побочные продукты. Эти продукты разложения — водород, легкие углеводороды, CO, CO₂ и следы ацетилена — растворяются в масляной матрице в концентрациях, коррелирующих с характером и серьезностью неисправности. Присутствие и соотношение определенных газов служат диагностическими признаками: ацетилен указывает на высокоэнергетическую электрическую дугу, этилен — на высокотемпературную термическую деградацию, а повышенное содержание CO в сочетании с CO₂ сигнализирует о разрушении целлюлозной бумаги.
После извлечения из масла газовый образец вводится в набивную предколонку, которая разделяет компоненты по температуре кипения и размеру молекул, направляя их на последующие аналитические колонки. Газовый поток разделяется между двумя путями детектора. Детектор теплопроводности (TCD) измеряет постоянные газы, регистрируя изменения теплопроводности относительно эталонного газа-носителя — водород, кислород и азот создают различные сигналы проводимости, которые детектор преобразует в значения концентрации. Горючие углеводороды, CO и CO₂ проходят через метанизатор с никелевым катализатором, который преобразует их в метан, прежде чем они достигнут детектора пламенной ионизации (FID); затем FID измеряет ионный ток, генерируемый при сгорании каждого фрагмента углеводорода в водородно-воздушном пламени, с чувствительностью до субпикограммового уровня.
Программирование температуры колонки в TT-3612 поддерживает до 20 запрограммированных ступеней нагрева, позволяя печи нагреваться от температуры, близкой к комнатной, до 450°C со скоростью от 1 до 80°C в минуту. Этот диапазон позволяет обрабатывать как легкие постоянные газы, так и более тяжелые углеводороды C₂ в рамках одной инъекции, исключая необходимость в отдельных изотермических циклах. Интеллектуальная конструкция печи с двойной задней дверцей позволяет охлаждать камеру колонки от 350°C до 50°C примерно за 7 минут, сокращая общее время цикла в условиях высокопроизводительных лабораторий.
Технические характеристики газового хроматографа для анализа растворенных газов в трансформаторном масле (TOGA) - TT-3612
Общие характеристики
| Параметр | Параметр |
|---|---|
| Применимый стандарт | ASTM D3612 |
| Предельная вязкость образца масла | 20 сСт (100 SUS) или меньше при 40°C |
| Целевые газы | H₂, O₂, N₂, CO, CO₂, CH₄, C2H₂, C₂H₄, C₂H₆ |
| Объем впрыска | 1 мл |
| Минимальная обнаруживаемая концентрация | Представлено в мкл/л |
| Время цикла анализа | 7 минут |
| Рабочая температура окружающей среды | 0 ° С до 40 ° C (32 ° F до 104 ° F) |
| Интерфейс коммуникации | 10 / 100M Ethernet |
| Дисплей | 7-дюймовый ЖК-дисплей, емкостный сенсорный экран |
Контроль температуры
| Область | Диапазон | Точность подачи |
|---|---|---|
| Колонная печь | Температура окружающей среды от +5°C до 450°C | ± 0.1 ° C |
| форсунка | Температура окружающей среды от +5°C до 450°C | ± 0.1 ° C |
| Детектор | Температура окружающей среды от +5°C до 450°C | ± 0.1 ° C |
| Количество контролируемых зон | Пути 7 | - |
Колонная печь
| Параметр | Параметр |
|---|---|
| Внутренний объем | 260 × × 270 230 мм |
| Программируемые ступени нагрева | До 16 000 шагов |
| Диапазон скорости нагрева | Скорость нагрева от 1 до 80 °C/мин (с шагом 0.1 °C) |
| Время задержки шага | От 0 до 655 минут (с шагом в 1 минуту) |
| Время охлаждения | С 350°C до 50°C примерно за 7 минут. |
| Охлаждение Дизайн | Интеллектуальная двойная задняя дверь с малошумным вентилятором. |
Детектор FID
| Параметр | Параметр |
|---|---|
| Максимальная рабочая температура | 450 ° C |
| Минимальный предел обнаружения | <5 пг C/с (н-гексадекан) |
| Линейный динамический диапазон (LDR) | 10⁷ (±10%) |
| Частота сбора данных | 100 Гц |
| Зажигание | Автоматический режим работы с отключением подачи водорода при затухании пламени. |
| Совместимость колонок | Набивные и капиллярные колонки |
Детектор ТКБ
| Параметр | Параметр |
|---|---|
| Максимальная рабочая температура | 400 ° C |
| Минимальный предел обнаружения | <800 пг пропана/мл (носитель — гелий) |
| Линейный динамический диапазон (LDR) | 10⁵ (±10%) |
| Частота сбора данных | 100 Гц |
| Совместимость колонок | Набивные и капиллярные колонки |
Физические и электрические
| Параметр | Параметр |
|---|---|
| Габаритные размеры (Ш × Г × В) | 586 × × 500 530 мм |
| Вес | 46 кг |
| Напряжение | 220 В ± 50 Гц (также доступно напряжение 110 В) |
| потребляемая мощность | ≤2.5 кВт |
Параметры конфигурации
| Конфигурация | Описание |
|---|---|
| TT-3612 | Базовый блок газового хроматографа — ручное или шприцевое введение. |
| ТТ-3612Н | Базовый блок газовой хроматографии + автоматизированный пробоотборник для анализа паровой фазы (метод ASTM D3612, вариант C) |
