以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員主要介紹變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置的準(zhǔn)確性分析， GC2030氣相色譜儀是武漢泰特沃斯科技有限公司最新推出的新一代國產(chǎn)反控氣相色譜儀，技術(shù)先進(jìn)，性能可靠。本文分析了不同原理和技術(shù)的油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置現(xiàn)場應(yīng)用情況，為油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用和選型提供參考依據(jù)。

變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)的核心設(shè)備之一。在油浸式電力變壓器運(yùn)行過程中，絕緣油和有機(jī)絕緣材料在放電、過熱作用下，可以分解出H2，CH4，C2H6，C2H4，C2H2，CO和CO2等特征氣體，這些故障氣體的組成和含量與變壓器故障類型及其嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。由于傳統(tǒng)定期取油樣的離線分析手段在檢測周期上具有局限性，近年來變壓器在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展迅速。通過在線監(jiān)測裝置對變壓器油中溶解氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)而連續(xù)的監(jiān)測，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部存在的潛伏性故障，并持續(xù)跟蹤其故障發(fā)展趨勢。隨著電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修工作的不斷推進(jìn)，油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用也越來越廣泛。

氣分離單元、混合氣體檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元和網(wǎng)絡(luò)接入單元等幾部分組成。首先對變壓器取油樣，進(jìn)行油氣分離，從油中獲取所需混合氣體，再對混合氣體進(jìn)行檢測，將氣體濃度信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號后，通過網(wǎng)絡(luò)接入單元將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)。多組分油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置的關(guān)鍵技術(shù)在于油氣分離和混合氣體檢測。

油氣分離

油氣分離是油中溶解氣體在線監(jiān)測的關(guān)鍵步驟，其氣體萃取的效果和速率直接影響裝置檢測的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。目前應(yīng)用于在線監(jiān)測裝置的油氣分離方法主要有：薄膜滲透法、真空脫氣法、平衡取氣法和吹掃捕集法等。

(1)薄膜滲透法借助有機(jī)合成的高分子膜來透析各種氣體，國內(nèi)使用較多的有聚四氟乙烯膜。滲透膜加工簡單，成本低，但油氣平衡所需時(shí)間較長，并且膜易老化，目前在線監(jiān)測裝置中應(yīng)用較少。

(2)真空脫氣法主要有波紋管式和真空泵式，利用多次伸縮產(chǎn)生真空，使氣體從油中脫出，脫氣效率較高，結(jié)構(gòu)相對簡單，目前被多家監(jiān)測裝置廠家所采用。

(3)平衡取氣法通常采用振蕩或攪拌平衡的方式，攪動(dòng)油樣脫氣，使油中溶解氣體在氣、液兩相達(dá)到分配平衡，根據(jù)分配定律得出油樣中各氣體組分濃度。此法較薄膜滲透法速度快，但油、氣無物理分界面，且溶解對氣體有稀釋作用，降低了之后氣體檢測的靈敏度。

(4)吹掃捕集法就是通過載氣吹掃油樣后，油中氣體組分隨載氣逸出，被收集到裝有吸附劑的捕集器中進(jìn)行濃縮，然后迅速切換到色譜柱分離，具有脫氣時(shí)間短、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，可提高低濃度組分的分析精度。

混合氣體檢測

混合氣體檢測方法主要有氣相色譜法、傳感器陣列法和光聲光譜法等。

(1)氣相色譜法是目前油中溶解氣體監(jiān)測裝置使用最廣泛的氣體分離和檢測方法。經(jīng)油氣分離脫出的混合氣樣通過色譜柱進(jìn)行分離，不同氣體依次進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測。氣體檢測器的測量精度對檢測結(jié)果有較大影響，應(yīng)用較多的有半導(dǎo)體氣敏傳感器和微型熱導(dǎo)檢測器，均為廣譜型檢測器。

采用半導(dǎo)體氣敏傳感器檢測，電路簡單、成本低、靈敏度高，缺點(diǎn)是響應(yīng)非線性，且傳感器壽命較短。微型熱導(dǎo)檢測器一般由熱導(dǎo)池及電橋電路組成，響應(yīng)線性度好、使用壽命較長，但成本高，對載氣要求也高，載氣不純會(huì)降低檢測靈敏度。

(2)傳感器陣列法是指用多個(gè)傳感器對應(yīng)檢測不同的氣體，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法計(jì)算得到混合氣體各組分的濃度。該方法需解決傳感器交叉響應(yīng)問題，實(shí)際應(yīng)用廠家并不多。

(3)光聲光譜法基于氣體光聲效應(yīng)，即氣體分子吸收特定波長的電磁輻射后溫度上升，導(dǎo)致密閉氣室內(nèi)氣體壓力增高，如采用脈沖光源照射氣體，可通過微音器探測與脈沖光源頻率相同的壓力波來檢測氣體濃度。該方法具有非接觸性測量、無需色譜柱分離和消耗載氣等優(yōu)點(diǎn)，但成本價(jià)格偏高，裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和現(xiàn)場抗干擾能力也有待進(jìn)一步考證。