专利名称：应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及色谱分析仪器领域，具体来说涉及一种应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，是保证变压器等大型充油电气设备安全运行的必要的高性能检测设备。
背景技术：
国家标准GB/T 17623-1998和电力部门行业标准SD 304-89都规定了气相色谱法测定绝缘油中溶解气含量的具体要求，按照这两个标准的要求，国内外仪器制造商生产出各式各样的电力变压器油分析专用色谱仪，供电力部门使用。目前市面上供应的和电力部门正在使用的电力变压器油分析专用色谱仪，普遍存在着各种各样的缺陷。仪器的性能与上述“标准”的要求有一定的距离。归纳起来，主要有两个方面的问题。一是现有的仪器不能检测包括02、n2的全组分的绝缘油溶解气，一般只能检测的绝缘油溶解气中H2、CO、CO2, CH4, C2H4, C2H6和C2H2共七个组分，所以检测的结果不能计算绝缘油中总含气量这一关键指标。其次是样品分析过程中普遍存在的C3+干扰组分没有有效地去除，在仪器的汽化室、色谱柱和检测器中吸留，随着进样分析次数的增加，干扰组分的吸留越来越严重。简单的“老化”措施无济于事。致使仪器(包括离线式和在线式仪器)噪声、漂移、分辨力无法满足样品长期正常分析的要求。通常处理办法就是重新更换色谱柱和换修测器，耽误分析工作正常进行是常有的事。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，以解决现有技术中不能排除C3+干扰组分、不能检测全组分(包括02、N2的九组分)的绝缘油溶解气的问题。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，包括载气系统、与进样注入口连接的预分离柱、切换阀组、第一分析柱、第二分析柱以及检测装置，所述第一分析柱、第二分析柱并联连接，预分离柱通过切换阀组与并联的第一分析柱、第二分析柱连接，载气系统包括至少两路载气气路，分别为第一载气气路依次通过进样注入口、预分离柱、切换阀组排空或连接第一分析柱及检测装置；第二载气气路先后通过切换阀组排空或连接第二分析柱及检测装置。在本实用新型的一个优选实施例中，所述载气系统所采用的载气为氮气,可测定变压器油溶解气中H2、02、CH4, CO、CO2, C2H4, C2H6, C2H2八组分。在本实用新型的一个优选实施例中，所述载气系统所采用的载气为氩气，可测变压器油中溶解气中H2、02、N2, CH4, CO、CO2, C2H4, C2H6, C2H2 九组分。在本实用新型的一个优选实施例中，所述载气系统所采用的载气为氦气,可测定变压器油溶解气中H2、02、N2, CH4, CO、CO2, C2H4, C2H6, C2H2 九组分。[0010]检测装置可有二种实施方案，一为所述检测装置包括热导检测器、Ni转化炉和 氢火焰离子化检测器；所述第一分析柱与热导检测器连接，再依次与切换控制阀、Ni转化 炉和氢火焰离子化检测器；所述第二分析柱口依次与所述切换控制阀、Ni转化炉、氢火焰 离子化检测器连接。进一步载气系统包括第三载气气路，其先通过热导检测器后连接切换 阀组及切换阀组后并联的第一分析柱、第二分析柱，然后依次连接切换控制阀、Ni转化炉和 氢火焰离子化检测器。[0011]另一实施方案为所述检测装置为放电离子检测器；所述并联的第一分析柱、第 二分析柱均通过切换控制阀与放电离子检测器连接。进一步，所述载气系统还包括两路载 气气路，分别为一路先直接通过切换阀组连接并联的第一分析柱、第二分析柱，然后连接 切换控制阀及放电离子检测器；另一路直接连接放电离子检测器。[0012]本实用新型采用了预分离柱予分离、予切割的创新分析技术将多组分的样品通 过预分离柱进行予分离及予分配为三大类混合气体(I)H2, 02、N2, CH4, CO组分在预分离柱 中走在前面，通过切换阀组控制进入第一分析柱进行分离检测；(2) CO2, C2H4, C2H6, C2H2组分 跑得慢，通过切换阀组控制进入第二分析柱进行分离检测；(3)跑得更慢的C3+干扰组分通 过切换阀组控制排空而达到予切除的目的。[0013]本实用新型能正确检测绝缘油溶解气中H2、02、N2、CH4、C0和CO2、C2H4、C2H6、C2H2九 个组分，可计算出绝缘油中总含气量。C3+干扰组分通过预分离柱和切换阀组进行予切割， 不会进入到分析柱和检测装置中。所以反复多次进样分析，仪器的噪声、漂移和分辨不会受 干扰组分影响。从根本上排除了样品中重组分造成对仪器稳定性的干扰。[0014]在并联的第一分析柱和第二分析柱的两端接有切换阀组和切换控制阀，可有效地 保证需测九组分在五分钟分析周期内的良好分离。[0015]本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚 地了解。
[0016]图1为实施例1的气路流程原理图。[0017]图2为实施例2的气路流程原理图。
具体实施方式
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。[0019]实施例1[0020]参见图1，应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，包括载气系统、与 进样注入口 100连接的预分离柱200、切换阀组300、第一分析柱410、第二分析柱420以及 检测装置。切换阀组300包括第一切换阀310和第二切换阀320，第一切换阀310和第二切 换阀320串联在一起。[0021]在本实施例中，检测装置为包括热导检测器CTCD)510、Ni转化炉520和氢火焰离 子化检测器(FID) 530。[0022]第一分析柱410、第二分析柱420并联连接，进样注入口 100与预分离柱200连接，预分离柱200通过第一切换阀310和第二切换阀320后与并联的第一分析柱410、第二分析柱420连接。第一分析柱410的出口与热导检测器510连接，再依次与切换控制阀600、Ni转化炉520和氢火焰离子化检测器530 ;第二分析柱420的出口依次与切换控制阀600、Ni转化炉520、氢火焰离子化检测器530连接。在本实施例中,载气系统包括三路载气气路,分别为第一载气气路710依次通过进样注入口 100、预分离柱200、第一切换阀310排空或者连接第二切换阀320、第一分析柱410，所述第一分析柱的出口与热导检测器CTCD)连接，并串接Ni转化炉和氢火焰离子化检测器(FID)。第二载气气路720先后通过第一切换阀310排空或连接第二切换阀3及其阀后的第二分析柱、切换控制阀及其阀后的Ni转化炉和氢焰检测器氢火焰离子化检测器(FID)。第三载气气路730，其先通过热导检测器510后连接第二切换阀320及其阀后并联的第一分析柱410、第二分析柱420，然后连接切换控制阀600及其阀后的Ni转化炉520和氢火焰离子化检测器530。载气系统所采用的载气为氩气或者氦气,可测变压器油中溶解气中H2、02、N2>CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2九组分。当然，载气系统也可以采用氮气作为载气，可测定变压器油溶解气中H2、02、CH4, CO、CO2, C2H4, C2H6, C2H2 八组分。多组分的样品通过进样注入口进入预分离柱，通过预分离柱进行予分离及予分配为三大类混合气体(I) H2, O2, N2, CH4, CO组分在预分离柱中走在前面，通过切换阀组控制进入第一分析柱，再由热导检测器、Ni转化炉和氢火焰离子化检测器进行分离检测。(2) CO2, C2H4, C2H6, C2H2组分跑得慢，经第二切换阀进入第二分析柱，再通过Ni转化炉和氢火焰离子化检测器进行分离检测。(3)跑得更慢的C3+干扰组分通过第一切换阀排空而达到予切除的目的。本实用新型能正确检测绝缘油溶解气中H2、02、N2、CH4、CO和C02、C2H4、C2H6, C2H2九个组分，可计算出绝缘油中总含气量。C3+干扰组分通过预分离柱和切换阀组进行予切割，不会进入到分析柱和检测装置中。所以反复多次进样分析，仪器的噪声、漂移和分辨不会受干扰组分影响。从根本上排除了样品中重组分造成对仪器稳定性的干扰。实施例2参见图2，本实施例与实施例1的主要区别在于，检测装置不同，在施例中，检测装置为放电离子检测器900 (PDHID),并联的第一分析柱41第二分析柱420均通过切换控制阀600与放电离子检测器900连接。在本实施例中，载气系统包括四路载气气路，分别为第一载气气路810依次通过进样注入口 100、预分离柱200、第一切换阀310排空或者连接第二切换阀320、第一分析柱410，所述第一分析柱的出口依次连接切换控制阀600与放电离子检测器900,最后排空。第二载气气路820先后通过第一切换阀310排空或连接第二切换阀320及其阀后的第二分析柱420、切换控制阀600及其阀后的放电离子检测器900，最后排空。第三载气气路830先直接通过第二切换阀320连接并联的第一分析柱410、第二分析柱420，然后连接切换控制阀600及放电离子检测器900 ；[0039]第四载气气路840直接连接放电离子检测器900，提供给放电离子检测器正常工 作必需的放电气体。[0040]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各 种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求 的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，包括载气系统、与进样注入口连接的预分离柱、切换阀组、第一分析柱、第二分析柱以及检测装置，所述第一分析柱、第二分析柱并联连接，预分离柱通过切换阀组与并联的第一分析柱、第二分析柱连接，载气系统包括至少两路载气气路，分别为 第一载气气路依次通过进样注入口、预分离柱、切换阀组排空或连接第一分析柱及检测装置； 第二载气气路先后通过切换阀组排空或连接第二分析柱及检测装置。
2.根据权利要求1所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述检测装置包括热导检测器、Ni转化炉和氢火焰离子化检测器；所述第一分析柱与热导检测器连接，再依次与切换控制阀、Ni转化炉和氢火焰离子化检测器；所述第二分析柱出口依次与所述切换控制阀、Ni转化炉、氢火焰离子化检测器连接。
3.根据权利要求2所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，载气系统包括第三载气气路，其先通过热导检测器后连接切换阀组，再与并联的第一分析柱、第二分析柱连接，然后依次连接切换控制阀、Ni转化炉和氢火焰离子化检测器。
4.根据权利要求1所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述检测装置为放电离子检测器；所述并联的第一分析柱、第二分析柱均通过切换控制阀与放电离子检测器连接。
5.根据权利要求4所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述载气系统还包括两路载气气路，分别为一路先直接通过切换阀组连接并联的第一分析柱、第二分析柱，然后连接切换控制阀及放电离子检测器；另一路直接连接放电离子检测器。
6.根据权利要求1所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述载气系统所采用的载气为氮气。
7.根据权利要求1所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述载气系统所采用的载气为氩气。
8.根据权利要求1所述的应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，其特征在于，所述载气系统所采用的载气为氦气。
专利摘要本实用新型公开了一种应用于变压器油溶解气分析的高性能色谱分析单元，包括载气系统、与进样注入口连接的预分离柱、切换阀组、第一分析柱、第二分析柱以及检测装置。本实用新型将样品气中复杂组分通过预分离柱进行预分离为三大组，H2、O2、N2、CH4、CO组分混合体，在预分离柱中走在最前面，通过切换阀组控制，经过第一分析柱进入检测装置检测；CO2、C2H4、C2H6、C2H2组分跑得慢，通过切换阀组控制，经过第二分析柱进入检测装置检测。然后通过切换阀组将最后流出预分离柱的C3+重组分排空，从而实现切除C3+干扰组分对仪器稳定性的影响，达到对复杂的变压器油溶解气高性能分析的目的。
文档编号G01N30/02GK202854099SQ20122030642
公开日2013年4月3日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者张天龙, 章复康 申请人:上海科创色谱仪器有限公司