世界上近 90%的人不了解電力沒有普及的生 。這是每天都被大多數(shù)人視為理所當(dāng)然的奢 侈享受。當(dāng)供電中斷時(shí)，恐慌通常會(huì)接踵而至，正如 2019 年 7 月 13 日曼哈頓全城停電中所目睹的那樣，7.3 萬多人因斷電數(shù)小時(shí)陷入黑 暗中。盡管此次事件未有人員傷亡的報(bào)告，有許多關(guān)于此類大規(guī)模停電后造成混 發(fā)生，變壓器必須 亂和安全隱患的報(bào)道，尤其是發(fā)生在這樣一個(gè)大都會(huì)城市中。為防止此類電力中斷事件的 妥當(dāng)維護(hù)和監(jiān)控。以減少停電發(fā)生為目標(biāo)進(jìn)行常規(guī)監(jiān)控的有效手段包括 對(duì)變壓器絕緣油進(jìn)行分析。

電力變壓器中的絕緣油的作用既可作為絕緣體又可作為冷卻劑，必需滿足苛刻的化學(xué)、電 ） 提供了參考檢測(cè)方法，以指導(dǎo)對(duì)該油進(jìn)行所要求的常規(guī)分析。當(dāng)絕緣油經(jīng)受高強(qiáng)度的熱和 電力條件時(shí)，隨著時(shí)間的推移便會(huì)發(fā)生分解，從而形成可溶解到油中的氣體。ASTM D3612 方法 C 是利用頂空進(jìn)樣器提取這些溶解氣體來進(jìn)行氣相色譜（GC）分析的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。 對(duì)油進(jìn)行溶解氣體分析（DGA）旨在鑒定這些氣體及其濃度。分析這些氣體濃度隨時(shí)間的 變化對(duì)于確定預(yù)防性維護(hù)措施非常有用，因?yàn)榇罅刻囟怏w的存在則預(yù)示著各種問題需待 解決。如此一來，我們可以識(shí)別出故障的變壓器并進(jìn)行更換，而不會(huì)造成斷電或產(chǎn)生嚴(yán)重 爆炸的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而延長(zhǎng)了變壓器的使用壽命，并節(jié)省了時(shí)間和金錢。

PerkinElmer 的變壓器油氣體分析（TOGA）系統(tǒng)由 Clarus® 590 GC 與 TurboMatrix™頂空進(jìn)樣器組成，滿足 ASTM D3612 方法 C 對(duì) H2（氫氣）、O2（氧氣）、 N2（氮?dú)猓?/span>CH4 （甲烷）、CO（一氧化碳）、CO2（二氧 化碳）、C2H2（乙炔）、C2H4（乙烯）、C2H6（乙烷）、C3H6 （丙烯）和 C3H8（丙烷）的檢測(cè)。圖 2 所示為 TOGA 分 析儀的主要特征，其中包括填充柱進(jìn)樣口、帶夾套吹掃的 多功能氣體采樣閥（后期用于反吹放空）、一個(gè)用于色譜 柱隔離的六通閥、Elite®分子篩（Mole Sieve）5A 30  m×0.53 mm（色譜柱 2，部件號(hào) NR210040）和 Elite-Q  PLOT 50 m×0.53 mm（色譜柱 1，部件號(hào) N6107408）。 第一個(gè)閥的后期反沖配置可確保將較重的成分反沖至排 氣口，并且不允許其通過并污染來自色譜柱 1 的分子篩。

分析 將兩個(gè) 18G1 針頭插入密封的 20 mL頂空小瓶的隔墊中； 將其中一個(gè)針頭與提供恒流氬氣的氬氣管道連接，另一 個(gè)針頭用作氣體的出口。將小瓶吹掃兩分鐘。然后移除 進(jìn)口針頭，隨之移除出口針頭，使頂空瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生壓力。 油品校正標(biāo)準(zhǔn)品收到時(shí)是裝于配有三通塑料旋塞閥的玻 璃注射器中。一旦確認(rèn)樣品注射器中沒有氣泡，即將干 凈的 18G1 針頭固定在旋塞閥上，并與出口針頭一起從

出口針頭取下。當(dāng)小瓶裝滿 10 mL 的油標(biāo)準(zhǔn)品時(shí)，將旋 塞閥旋回至閉合位置，使小瓶中壓力平衡至大氣壓，然 后取下針頭。 頂空和 GC 分析參數(shù)如表 1 所示。將樣品于頂空加熱爐 中加熱，使溶解于油中的氣體分配到密閉小瓶的頂部空 間中。一旦達(dá)到平衡，進(jìn)樣針會(huì)將氣體注入到 GC 的定 量環(huán)中。使樣品充滿定量環(huán)，然后流入分析色譜柱。H2、 O2、N2、CH4 和 CO 從 Elite-Q PLOT 中洗脫時(shí)，通過切 換六通閥（閥 2）將這些氣體捕獲。當(dāng)閥 2 處于旁路位置 時(shí)，CO2、C2H2、C2H4 和 C2H6 通過非破壞性熱傳導(dǎo)檢 測(cè)器（TCD），這些氣體能在 ppm 級(jí)以下被火焰離子化 檢測(cè)器（FID）檢測(cè)到。由于 FID 對(duì)烴具有選擇性，因而 在甲烷轉(zhuǎn)化爐中通過催化加氫作用將 CO 和 CO2 轉(zhuǎn)化為 CH4，從而使這些氣體的檢出限達(dá)到百萬分之一（ppm） 以下的級(jí)別。閥 2 的時(shí)間設(shè)置和溫度設(shè)定程序使得組分 在分子篩色譜柱中能在乙烷和丙烯峰之間得以洗脫。在 乙烷和丙烯峰之間流出的 H2、O2、N2、CH4 和 CO 能以 單個(gè)色譜圖形式被 TCD 和 FID 通道采集，以簡(jiǎn)化和方便 數(shù)據(jù)報(bào)告。一旦 D3612 的目標(biāo)分析物成功洗脫，系統(tǒng)就 會(huì)將較重的化合物反沖至排氣口。

結(jié)論 除了具有中心切割技術(shù)以節(jié)約寶貴時(shí)間外， TurboMatrix™頂空進(jìn)樣器在HS40和HS110型號(hào)上還具 備重疊式恒溫功能，從而最大限度地提高了理論生產(chǎn)率。 安裝于 PerkinElmer Clarus 590 GC 上的色譜柱套件可 在己烷檢測(cè)范圍內(nèi)提供出色的峰值檢測(cè)，并且將色譜柱 的污染程度降至最小。珀金埃爾默的變壓器油氣體分析 系統(tǒng)在進(jìn)樣量、精度和耐用性方面均表現(xiàn)出色，從而確保了電力變壓 器的功能和使用壽命