用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱法 (TOGA)

标准

用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱仪 (TOGA) - TT-3612

TT-3612 是一款专用于电力绝缘变压器油溶解气体分析 (DGA) 的气相色谱仪,其设计符合 ASTM D3612 标准测试方法。该系统可定量分析九种与故障相关的标记气体——氢气 (H₂)、氧气 (O₂)、氮气 (N₂)、一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO₂)、甲烷 (CH₄)、乙烷 (C₂H₆)、乙烯 (C₂H₄) 和乙炔 (C₂H₂)——只需 7 分钟的分析周期即可提供油品的完整化学信息。该仪器可处理 40°C 下粘度为 20 cSt 或更低的油品,涵盖电力和配电变压器中使用的所有矿物绝缘油。

TT-3612 采用双检测器配置,将热导检测器 (TCD) 与火焰离子化检测器 (FID) 和甲烷化器相结合。TCD 用于检测永久气体(H₂、O₂、N₂),而配备甲烷化器的 FID 则可定量分析可燃烃类以及痕量 CO 和 CO₂,灵敏度达到亚 ppm 级。变压器油专用抗污染复合色谱柱可延长色谱柱在反复接触油样后的使用寿命,与标准分析色谱柱相比,可减少维护周期。

远程实验室集成通过 10/100M 以太网接口实现,该接口将气相色谱仪连接到局域网,用于远程数据采集、参数编程和仪器诊断。7 英寸电容式触摸屏提供本地操作界面,具备板载自诊断、故障定位显示和断电数据保留功能,可在意外关机后保留所有运行参数和结果。TT-3612H 配置将基础气相色谱仪与自动顶空进样器捆绑在一起,可实现符合 ASTM D3612 方法 C 的无人值守样品提取,并提高实验室每班处理多个油样的吞吐量。

用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱仪 (TOGA) - TT-3612 应用

TT-3612 支持油浸式电气设备的运行状态评估和故障特性分析程序。根据 ASTM D3612 标准量化溶解的故障气体,操作人员可以识别并追踪早期热异常和电异常(包括过热、局部放电和电弧放电),从而在故障发生前进行检测和分析。

该系统适用于以下行业和应用场景:

  • 电力公司: 用于对电力和配电变压器进行全厂监控的核心DGA仪器,支持基于状态的维护计划和电网可靠性计划。
  • 独立检测实验室: 为公用事业和工业客户提供变压器健康评估和油液诊断服务的服务实验室提供高通量气体分析。
  • 重工业设施: 对炼油厂、数据中心、钢铁厂和制造厂等场所的大型油浸式变压器进行DGA监测,因为计划外的变压器停机会直接导致生产中断。
  • 可再生能源运营商: 对风能和太阳能装置的变电站和集电变压器进行健康监测,因为设备的可靠性会影响发电正常运行时间和项目收益。
  • 电气设备 Manufacturers: 变压器绝缘油的质量保证测试和注油设备调试前的工厂验收测试。
  • 研究与标准组织: DGA 方法开发和实验室间比对研究的参考分析需要可追溯、可重复的色谱数据。
用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱法 (TOGA)

TT-3612

用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱法 (TOGA)

TT-3612H

标准

TT-3612 的设计符合以下国际公认的标准:

  • ASTM D3612 - 采用气相色谱法分析电气绝缘油中溶解气体的标准试验方法

该仪器支持 ASTM D3612 中描述的所有三种萃取程序。TT-3612H 配置包括自动顶空进样器,特别适用于方法 C,即顶空平衡萃取程序,该程序可自动从油基质中释放气体,与手动真空吹脱方法相比,可提高样品通量。

用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱仪 (TOGA) - TT-3612 主要特点

TT-3612 兼具分析精度和实验室级操作特性,适用于常规 DGA 测试环境。其主要设计特点包括:

  • 双TCD/FID检测器配置: 一次运行即可涵盖所有九种 ASTM D3612 目标气体——TCD 用于永久气体,FID 带甲烷化器用于碳氢化合物、CO 和 CO₂——无需顺序切换检测器或单独进样。
  • 抗污染复合柱技术: 变压器油专用色谱柱填料可抵抗痕量油带入造成的污染,与通用 GC 系统中使用的标准色谱柱相比,显著延长了色谱柱的使用寿命。
  • 7分钟分析周期: 通过双后门设计实现快速炉体冷却,缩短每个样品的总周转时间,支持大批量 DGA 工作流程,而不会影响色谱分辨率。
  • 20步程序化加热: 可在一次程序升温运行中容纳 ASTM D3612 目标分析物的整个沸点范围,以 0.1°C 的增量控制方法重现性。
  • 以太网网络集成: 10/100M 以太网接口将 GC 连接到实验室网络,用于远程数据采集、参数编程和仪器诊断,而无需操作员直接连接到设备。
  • 7英寸电容式触摸屏: 直观的本地界面,用于参数输入、实时状态监控、FID 点火控制、TCD 桥流量切换和故障位置显示——日常操作无需单独的控制 PC。
  • 断电数据保留: 板载非易失性存储器可在意外断电后保存所有设定的参数和运行中的数据,使操作员无需重新输入方法条件即可恢复并完成运行。
  • 载气损失保护: 如果载气供应中断,系统会自动停止柱加热,从而保护柱填料和 TCD 灯丝在气体供应故障期间免受热损坏。
  • 带氢气保护的自动FID点火系统: 可编程点火计划和熄火时自动切断氢气,无需手动重新点火,并可防止探测器关闭期间氢气积聚。
  • 预老化工厂配置: 每台设备在发货前都会经过严格的老化测试,并预加载所有 ASTM D3612 方法参数,因此该仪器在交付时只需简单的启动程序即可运行。
  • 顶空采样器选件(TT-3612H): TT-3612H 配置包括一个自动顶空采样器,可按照 ASTM D3612 方法 C 处理密封小瓶气体平衡和注入,从而实现从样品到结果的全自动工作流程,无需手动提取气体。

理论与方法

气相色谱法通过首先从液相中提取气体,然后分离、鉴定和定量分析每种气体成分,来测量变压器油中溶解的气体含量。在热应力和电应力作用下,变压器绝缘油和纤维素纸绝缘层会分解并产生特征性的气态副产物。这些分解产物——氢气、轻烃、一氧化碳、二氧化碳和痕量乙炔——会溶解到油基质中,其浓度与故障的性质和严重程度相关。特定气体的存在及其比例可作为诊断特征:乙炔指示高能电弧放电,乙烯指示高温热降解,而高浓度的一氧化碳和二氧化碳则表明纤维素纸绝缘层劣化。

从油中提取出的气体样品被注入到填充预柱中,预柱根据沸点和分子大小分离各组分,并将分离后的组分导入下游分析柱。气流分成两路检测器。热导检测器 (TCD) 通过检测相对于载气参考的热导率变化来测量永久气体——氢气、氧气和氮气会产生不同的电导率信号,检测器将这些信号转换为浓度值。可燃性碳氢化合物、一氧化碳 (CO) 和二氧化碳 (CO₂) 则通过镍催化剂甲烷化器转化为甲烷,然后到达火焰离子化检测器 (FID);FID 随后测量每种碳氢化合物碎片在氢气-空气火焰中燃烧时产生的离子电流,其灵敏度可达亚皮克级。

TT-3612 的柱温程序控制支持多达 20 个预设升温步骤,使柱温箱能够以每分钟 1 至 80°C 的速率从接近环境温度升至 450°C。该温度范围可同时满足轻质永久气体和较重的 C₂ 烃类化合物的单次进样分析,无需进行单独的等温运行。智能的双后门柱温箱设计使柱温箱可在约 7 分钟内从 350°C 冷却至 50°C,从而在高通量实验室环境中显著缩短总循环时间。

用于分析变压器油中溶解气体的气相色谱仪 (TOGA) - TT-3612 技术规格

一般表现

参数规格
适用标准ASTM D3612
油样粘度极限40°C时粘度为20 cSt (100 SUS) 或更低
目标气体H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6
注射量1毫升
最低可检测浓度以μL/L为单位报告
分析周期时间7分钟
环境工作温度0°C至40°C(32°F至104°F)
通讯接口10/100M 以太网
展示7英寸液晶电容式触摸屏

温度偏差

区范围准确性
柱式烘箱环境温度 +5°C 至 450°C±0.1℃
注射器环境温度 +5°C 至 450°C±0.1℃
探测器环境温度 +5°C 至 450°C±0.1℃
控制区域数量7条路径 -

柱式烘箱

参数规格
内部容积260×270×230毫米
程序化加热步骤最多 20 步
加热速率范围升温速率:1 至 80°C/分钟(0.1°C 增量)
步骤保持时间0 至 655 分钟(以 1 分钟为增量)
冷却时间从 350°C 降至 50°C,大约需要 7 分钟
散热设计智能双后门,带低噪音风扇

火焰离子化检测器

参数规格
最高工作温度450℃,
最低检测限<5 pg C/s(正十六烷)
线性动态范围 (LDR)10⁷ (±10%)
数据采集​​频率100Hz
点火自动,熄火时切断氢气供应
列兼容性填充柱和毛细管柱

TCD检测器

参数规格
最高工作温度400℃,
最低检测限<800 pg 丙烷/mL(氦气载气)
线性动态范围 (LDR)10⁵ (±10%)
数据采集​​频率100Hz
列兼容性填充柱和毛细管柱

物理和电气

参数规格
尺寸(宽×深×高)586×500×530毫米
重量46 kg
电压220V ± 50Hz(另有110V可选)
能量消耗≤2.5千瓦

配置选项

配置描述
TT-3612基础气相色谱仪——手动或注射器进样
TT-3612H基础气相色谱仪 + 自动顶空进样器(ASTM D3612 C 方法)

视频“GC 用于分析变压器油中溶解气体 (TOGA) | Torontech”的预览图。

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