淺談提高絕緣油色譜分析的可靠性

張望

1.引言

充油電氣設(shè)備中的變壓器油在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生分解，利用氣相色譜法分析變壓器油中溶解氣體的組成和含量，能有效地發(fā)現(xiàn)充油電氣設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障及其發(fā)展程度，是監(jiān)視充油電氣設(shè)備安全運(yùn)行的最有效措施之一。通過色譜試驗(yàn)結(jié)果，采用故障特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，是發(fā)現(xiàn)變壓器、電流互感器、電壓互感器、集合式電容器等充油氣電氣設(shè)備的潛伏性故障，并對(duì)故障發(fā)展程度進(jìn)行判斷的一種重要手段。在目前對(duì)電氣設(shè)備可靠性要求較高，需要盡量減少電網(wǎng)設(shè)備的停電次數(shù)的背景下，由于絕緣油氣相色譜分析技術(shù)可以在設(shè)備不停電的情況下進(jìn)行，可定期對(duì)運(yùn)行設(shè)備內(nèi)部絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行，越來越受到電網(wǎng)公司的重視。在運(yùn)用這一技術(shù)過程中，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須在日常試驗(yàn)過程以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析過程中注意規(guī)范操作，精細(xì)分析。為了減少人為操作失誤和儀器故障等因素導(dǎo)致的色譜分析結(jié)果偏差過大，有必要對(duì)試驗(yàn)室色譜操作的過程進(jìn)行規(guī)范，以提高絕緣油色譜分析的可靠性。

2.變壓器油取樣過程的注意點(diǎn)

首先是對(duì)取油樣的容器要求。為了防止所取得的油樣在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中受到污染導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真，應(yīng)使用清潔和干燥處理過的密封良好并且芯子能按油體積隨溫度的變化自由滑動(dòng)的玻璃注射器取油樣。取樣前應(yīng)對(duì)注射器進(jìn)行檢查，保證清潔，防止帶入水分和雜質(zhì)。同時(shí)應(yīng)注意防止在運(yùn)輸過程中，針筒芯子的卡澀造成油樣流失或油中氣樣的逸散。此外，應(yīng)保證封閉針尖橡膠帽的彈性良好，不會(huì)發(fā)生由于膠帽老化而造成脫落而使油樣流失。

其次是取油樣過程的注意事項(xiàng)。為了保證所取油樣的代表性，應(yīng)盡量在設(shè)備的底部閥門進(jìn)行取油樣。特殊情況下，如套管等底部沒有取樣口的充油設(shè)備，可以根據(jù)現(xiàn)場情況從其他部位進(jìn)行取樣。取樣的全過程應(yīng)在全密封的狀態(tài)下進(jìn)行，防止油樣與空氣的接觸導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。同時(shí)應(yīng)排除取樣管路及取樣閥內(nèi)的空氣和“死油”，對(duì)油樣較多的設(shè)備應(yīng)使用設(shè)備本體的油沖洗管路。

最后是油樣脫氣過程的注意事項(xiàng)。一般對(duì)油樣脫氣采用的是機(jī)械震蕩法，要求先在被測油樣中注入5mL氮?dú)?，然后將裝油樣的注射器放在震蕩儀內(nèi)先升溫至50℃，震蕩20分鐘，再靜置10分鐘后讀取脫氣量。實(shí)踐證明，震蕩時(shí)的溫度對(duì)分析結(jié)果影響，因此有必要定期對(duì)震蕩儀的溫度進(jìn)行標(biāo)定，防止引起誤差。為使平衡氣完全轉(zhuǎn)移也不吸入空氣，應(yīng)采用微正壓法轉(zhuǎn)移，即微壓注射器B的芯塞，使氣體通過雙針頭進(jìn)入注射器A。不允許使用抽拉注射器A芯塞的方法轉(zhuǎn)移平衡氣。注射器芯塞應(yīng)潔凈以保證其活動(dòng)靈活。轉(zhuǎn)移氣體時(shí)，如發(fā)現(xiàn)注射器A芯塞卡澀時(shí)，可輕輕旋動(dòng)注射器A的芯塞。轉(zhuǎn)移平衡氣時(shí)應(yīng)注意防止注射器破裂；確認(rèn)使用的橡膠帽完好，防止橡膠帽破裂導(dǎo)致氣體逸出；平衡氣轉(zhuǎn)移前應(yīng)認(rèn)真檢查，確保雙針頭不堵塞。

3.對(duì)色譜儀的維護(hù)

首先，加強(qiáng)色譜儀的日常維護(hù)管理。在平常的工作中，應(yīng)注意對(duì)儀器的保養(yǎng)維護(hù)。由于色譜儀結(jié)構(gòu)的特殊性，如果長期不使用，色譜柱中存在的微量水分和殘留油樣等雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致儀器的基線不穩(wěn)定，產(chǎn)生雜峰，影響儀器的靈敏性和準(zhǔn)確性。每次進(jìn)樣前應(yīng)使用干凈的吸油紙擦拭針頭，防止油樣污染色譜柱。在沒有試驗(yàn)的情況下，每十天左右應(yīng)對(duì)色譜儀開機(jī)直至基線走直，以去除色譜儀中的潮氣，保證色譜柱和檢測器的可用性和靈敏度。使用過程中若發(fā)現(xiàn)柱前壓力偏低，或校正因子明顯升高，則應(yīng)及時(shí)更換進(jìn)樣墊。每次試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)待轉(zhuǎn)化爐溫度降至150℃左右時(shí)，才可關(guān)閉N2鋼瓶總閥。不要關(guān)減壓閥，讓余下的N2繼續(xù)通過色譜儀系統(tǒng)，繼續(xù)冷卻管路系統(tǒng)。

其次，色譜儀的氣路系統(tǒng)的密封性是保障色譜儀正常工作的重要因素，要經(jīng)常檢查氣路的密封性，使用中性肥皂水檢查管路連接處的密封性后應(yīng)注意清潔，防止腐蝕管道而導(dǎo)致漏氣。若發(fā)現(xiàn)空氣發(fā)生器及氣體凈化器干燥劑變色，應(yīng)及時(shí)更換。更換氣體或干燥劑后，不要馬上接色譜儀主機(jī)，應(yīng)放室外排空一會(huì)，排除雜質(zhì)后接入色譜儀。更換氣路的變色干燥硅膠后要特別注意檢查密封圈的完好性，避免硅膠的碎片卡在密封圈上導(dǎo)致密封圈變形從而漏氣。

第三，重視色譜儀的校正工作。由于色譜儀是精密儀器，在反復(fù)使用的過程中可能出現(xiàn)色譜柱的污染和老化，檢測器的失效，加熱器的損壞，分子篩氣體過濾器的失效，進(jìn)樣口受污染，空氣壓縮機(jī)受污染，以上原因都可能導(dǎo)致色譜測試結(jié)果不準(zhǔn)確。因此定期請(qǐng)有資質(zhì)的單位，如省計(jì)量中心對(duì)色譜儀進(jìn)行檢定、校正，以確認(rèn)色譜儀的測試結(jié)果是否正確，修正試驗(yàn)誤差，是有必要的。此外，還應(yīng)進(jìn)行色譜儀重復(fù)性的驗(yàn)證，以及同時(shí)取的同一來源油樣與不同試驗(yàn)室測試結(jié)果的比對(duì)工作。

4.避免試驗(yàn)過程中的其他人為誤差

首先是標(biāo)樣校正過程的注意。用lmL玻璃注射器從標(biāo)氣瓶內(nèi)準(zhǔn)確抽取標(biāo)氣0.5mL進(jìn)行分析。標(biāo)氣平行做兩次，取其平均值做為標(biāo)定儀器的結(jié)果。應(yīng)保證標(biāo)氣應(yīng)在檢驗(yàn)合格有效期內(nèi)，兩次校正試驗(yàn)應(yīng)由同一人，用同一個(gè)經(jīng)過標(biāo)定的玻璃注射器進(jìn)行。每日進(jìn)行試驗(yàn)前均應(yīng)先標(biāo)定儀器。進(jìn)行標(biāo)氣測定后，在進(jìn)行油樣品的測試前應(yīng)將注射器內(nèi)的標(biāo)氣排凈，否則會(huì)使樣品氣受污染影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，造成誤判斷。

其次是試驗(yàn)過程中氣體峰的誤標(biāo)漏標(biāo)。由于每次進(jìn)樣時(shí)間的不確定，可能會(huì)造成計(jì)算機(jī)色譜分析系統(tǒng)無法識(shí)峰，遺漏特征氣體的讀數(shù)。這時(shí)可以通過人工定性來彌補(bǔ)。

第三，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中的注意點(diǎn)。由于絕緣油中氣體結(jié)果來源的多樣性，如有載調(diào)壓變壓器開關(guān)油室的油可能向變壓器主油箱滲漏，可能對(duì)測試結(jié)果產(chǎn)生誤判斷，分析時(shí)應(yīng)盡量將這些干擾因素排除。在判斷設(shè)備是否存在故障及其故障的嚴(yán)重程度時(shí)，要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的歷史狀況和設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等因素進(jìn)行綜合判斷。對(duì)懷疑有故障的設(shè)備，至少應(yīng)兩次進(jìn)樣，取其平均值。利用色譜工作站的“決策分析”系統(tǒng)、特征氣體法、IEC三比值法、氣體增長率等方法判斷故障種類及程度，發(fā)展趨勢等，寫入試驗(yàn)報(bào)告，及時(shí)建議進(jìn)一步應(yīng)采取的措施。

5.小結(jié)

只有對(duì)色譜分析的取樣、脫氣、進(jìn)樣和數(shù)據(jù)分析等各個(gè)操作等步驟容易產(chǎn)生誤操作的不利因素引起重視并加以克服，在色譜分析試驗(yàn)中努力消除各種干擾因素，色譜分析數(shù)據(jù)的可靠性才能夠得到保障，色譜分析才能成為判斷充油電氣設(shè)備內(nèi)部是否有潛伏性故障的可靠手段。