中惠普气体发生器式油色谱在线监测装置技术及

随着电网设备安全经济运行要求的提高和智能 电网技术的发展，油色谱在线监测技术得到迅速发 展，并被引入电力系统。利用油色谱在线监测 装置对绝缘油中特征气体组分进行监测和分析，可以随时掌握充油设备运行状况。
传统油色谱在线监测装置中载气作为消耗品需 要定期更换，但传统油色谱装置结构复杂，需要专 业色谱技术人员进行更换，当油色谱在线监测装置 出现载气欠压或耗尽时，往往需要等待厂家技术人 员进行更换，消除缺陷周期较长，不能实时对充油 设备进行监测，对发展较快的故障反映不够及时， 难以发挥监视作用。近年来，各在线监测装置厂家使用中惠普发生器式油色谱在线监测装置，将其安装在充油设备上对设备进行连续监测，不需要经常 运行维护，保证了监测的连续性和及时性。

油色谱在线监测装置概述

1. 1 原理和结构
油色谱在线监测装置由油样采集模块、油气分离模块、气体采集模块、气源模块、检测模块和数 据处理模块等组成。根据油色谱在线监测装置 气源模块组成不同，分为传统油色谱在线监测装置 即带载气瓶油色谱在线监测装置和载气发生器式油 色谱在线监测装置，油色谱在线监测装置结构简图。油色谱在线监测装置主要工作流程为 油样采集模块从变压器内取油样，油样在油路中循 环对装置进行油路清洗，清洗后进行定量取油样准 备脱气，定量油样在油气分离模块快速分离出油中 溶解气体，油气分离后的气体送至六通阀定量管进行自动进样，样品气体在载气推动下通过色谱柱进 行气体分离，各组分气体根据分离先后顺序进入检 测模块进行检测，通过数据处理模块进行采集、计算和分析，最终分析数据通过网络上传至监控主站。

1. 2 载气对色谱柱的影响
在气相色谱中，流动相为气体，称其为载气。 载气的作用是以一定流速载带气体样品一起进入色 谱柱进行分离，再将被分离后的各组分带入检测器中进行检测，最后流出色谱系统放空或收集。 无论油色谱在线监测装置外形和结构如何变 化，都是利用气相色谱法进行检测，其基本组成都 是不变的，可以分为气路系统和电路系统 2 个部 分，气路系统由载气和所流经的管线组成，载气压 力和稳定性对测量准确性有影响。油色谱在线监测 装置中流动相是载气，载气在气相色谱分析过程中 起推动样品的作用，使样品流过色谱柱，分离后继 续流动至检测器进行检测。当载气出现欠压现象 时，油色谱在线监测装置的色谱出峰时间会延迟， 气体在色谱柱内的扩散及涡流效应会增大，导致气 体在色谱柱中分离效果下降，影响色谱分析中基线 漂移。油色谱在线监测装置气体检测模块中的色谱 峰识别为自动模式，出峰后移或基线的漂移会影响 色谱峰的识别，导致数据分析结果偏差较大，数据 结果失去意义。当载气耗尽时，无载气推动样品气 体流动，油色谱在线监测装置气体检测模块中识别 不到色谱峰，数据分析结果失效。装置长期处于载 气欠压状态下，会加速其内部结构如色谱柱、检测 器等元器件的老化，影响数据准确性，减少装置运 行使用寿命，因此，载气在油色谱在线监测装置分 析中至关重要，直接影响数据的准确性和可靠性。

2 载气发生器式与传统油色谱在线监测装置的对比

2. 1 原理和结构方面
载气发生器式油色谱在线监测装置和传统油色 谱在线监测装置结构上的区别在于气源模块。传统 油色谱在线监测装置采用载气钢瓶，利用钢瓶中的 气体带动样品气体进行测量。 载气发生器式油色谱在线监测装置是在传统油 色谱在线监测装置的基础上，对气源模块进行改造 的设备，将原有载气气瓶更改为自产载气气源模 块。自产载气气源模块包含净化单元、储气单元、 调压单元、控制单元等。
储气单元的作用是将净化单元产生的载气储存， 以保证色谱检测的连续性。工作时首先启动空气压 缩机，并将电磁阀切换至压缩机与储气单元连通状 态，储气单元中的气压不断升高，当气罐压力达到 系统预设值时，压力传感器回传信号至控制部分。 此时控制单元关闭进气阀，空气压缩机停止工作， 净化气体被存储至储气单元，将气体供给气相色谱 使用。当压力降低至阈值时，控制单元启动压缩机， 如此循环，使载气源源不断，达到无损耗目的。 调压单元主要是保证操作条件的稳定性。在气 相色谱试验中对流速控制要求很高，调压单元由稳 压阀、针阀、稳流阀相互配合以完成流速的精确控 制。载气恒压稳流控制系统确保系统运行过程中的 压力和流量稳定，气源发生器通过精准流量控制， 保证载气达到稳定流速。

2. 2 运行维护方面
传统油色谱在线监测装置所使用的载气多为氮氧合成气体钢瓶，中惠普氮空一体机做气源。多数油色谱在线检测装置钢瓶体积为 10 L，如果油 色谱在线监测装置每日采样 1 次，在不漏气的情况 下 10 L 钢瓶可以使用 300 天。油浸式变压器精益 化评价细则中要求一类变电站采样周期为 4 h，根 据载气使用情况，10 L 钢瓶仅可使用 50 天。如果 充油设备发生故障要求提高油色谱在线监测装置的 每次采样次数，钢瓶使用时间更短。因为钢瓶气体 量有限，使用一段时间就会发生气瓶气体欠压或耗 尽而导致设备无法进行检测，油色谱在线监测装置 监测功能的连续性就无法保证，所以现场安装传统 油色谱在线监测装置要求有专门运维人员维护，对 气瓶压力进行监测，欠压时及时更换气瓶，频繁更 换载气瓶增加现场运行维护工作量，在环境恶劣或 偏远变电站，更换消耗品比较困难，操作不当容易 引起气体泄漏。

结束语
北京中惠普气体发生器式油色谱在线监测装置在气源模块 技术上有了很大提升，提高了在线监测装置稳定运 行性，可以在充油设备发生故障时，提高装置日均 测量能力。在实际运行中，载气发生器式油色谱在 线监测装置免除传统油色谱在线监测人为更换气瓶 的缺点，保证了运维人员安全，不需要定期对载气 瓶压力进行监测，节约了人力、财力、物力成本， 改变以往传统油色谱在线监测载气的不足，提高工 作效率。实现对存在异常征兆的设备做到早分析、 早诊断、早处理，避免发生事故，保证了充油设备 安全稳定运行。