变压器油中溶解气体色谱分析,是判断电力设备内部潜伏性故障的重要手段,
变压器油色谱仪本身的检测精度、稳定性已经形成成熟规范,很多检测结果失真、数据不具备参考价值的问题,根源并不在仪器分析单元,而是出现在前期取样环节。取样过程操作变量多,细微失误就会造成油样中溶解气体逸散、外界气体混入,最终导致色谱检测结果无法真实反映变压器内部状态,下面梳理取样环节高频出现的五类问题。
第一类错误,取样容器没有完成清洗与脱气处理就直接装样。取样容器内壁会残留上一次检测留存的旧油,旧油内部溶解气体组分和待测油样存在差异,残留油液会和新样品混合,改变气体组分浓度。部分容器清洗之后没有静置脱气,容器壁吸附的空气没有释放,灌入新油之后,吸附的空气慢慢释放到油样中,引入氧气、氮气等外来组分,干扰特征故障气体的判定。还有容器密封件长期使用出现老化,缝隙中包裹空气,没有提前浸润排尽空气就取样,同样会带来外来气体污染。

第二类错误,取样流速控制不当,流速过快或者管路当中持续出现气泡。取样时如果阀门开度大,油液快速冲刷管路,油液内部压力快速下降,溶解在油中的故障气体会提前析出,从油样当中逃逸,造成检测到的气体浓度低于设备内部真实值。部分操作人员为了加快取样进度,刻意开大出油阀门,大量气泡伴随油液进入取样容器,气泡本身携带的空气混入样品,同时气泡上升过程持续带走溶解气体。反之流速过慢,取样管路长时间和空气接触,管路内油液和空气持续发生气体交换,氧气持续溶入油样,也会改变组分。
第三类错误,取样顺序和阀门操作顺序混乱,没有先排尽管路死体积内的滞留油。变压器取样阀和取样容器之间存在一段管路,管路内部留存的油液长期停滞,已经和空气接触,气体组分不再代表变压器本体内部的油液状态。如果没有预先放出足量油液置换管路,直接接入取样容器收集样品,先进入容器的就是管路内的滞留油,样品失去代表性。还有开关阀门顺序颠倒,先关闭进样侧阀门再关闭取样容器端阀门,管路压力骤变,极易引发气体析出。
第四类错误,样品灌装之后没有做好密封核验,转运储存条件不符合要求。样品灌满之后,密封垫片、密封压头没有压紧,存在微渗漏,油样中的小分子气体持续向外扩散,外界空气缓慢渗入。部分取样容器没有预留合适空间,油液随环境温度变化发生热胀冷缩,温度升高时内部压力上升,会把溶解气体挤出;温度降低形成负压,吸入空气。转运过程没有避光、控温,阳光直射、环境温度剧烈波动都会加速油样内气体的重新分配,轻组分气体逃逸速度更快。还有样品存放时间过长才送入仪器检测,气体平衡状态被持续破坏。
第五类错误,取样点位选择随意,忽略设备不同位置油液的不均匀性。大型变压器内部油液流动存在区域差异,故障产生的气体扩散需要时间,不同取样口采集到的油样组分并不全一致,不按照规范点位取样,得到的样品无法代表本体整体状态。取样时设备运行状态记录缺失,取样瞬间的负荷、油温、停运时长没有同步记录,后续色谱数据解读时缺少对照依据,就算检测数值本身准确,也很难用来判断设备工况。
想要规避以上问题,需要建立标准化取样作业流程,变压器油色谱仪取样前统一完成容器清洗、脱气、浸润;控制平稳匀速取样,全程观察管路无气泡;优先置换管路滞留油,严格遵守阀门启闭顺序;灌装后检查密封完整性,控制储存温度和送检时限;固定规范取样点位,同步记录设备工况。取样作为色谱分析的前置基础,样品的代表性直接决定整套油色谱检测的价值,只有把取样环节的变量管控到位,后续仪器分析得到的数据,才能作为电力设备状态评估的可靠依据。