变压器油气体分析专用仪的制作方法

本实用新型涉及气相色谱装置领域，具体涉及一种变压器油气体分析专用仪。

背景技术：

色谱法分离原理是溶于流动相中的各组分经过固定相时，由于与固定相发生作用的大小和强弱不同，在固定相中滞留时间不同，从而先后从固定相中流出的分离过程，其实质是一个吸附与解吸附的平衡过程。色谱柱与流动相的温度影响着组分的分离平衡，对于流动相温度控制要求比较高，即使在整个室内使用空调也难保证流动相的温度保持一致。高效液相色谱仪运用色谱法分离原理能对样品进行分离分析，广泛应用于化学和生化分析中，色谱柱是高效液相色谱仪对样品进行分离的核心部件，在分离样品时，通过柱温箱对色谱柱的使用温度进行精确控制，能保证分析样品结果的准确性。

大型电力变压器的绝缘油中的气体组分和含量与变压器内部故障的类型以及故障的严重程度有着十分密切的关系。基于上述原因，把对变压器油中的溶解气体分析作为油浸变压器故障分析的主要方法。变压器油中溶解气体经过油气分离后，一般采用色谱柱对气体的不同组分加以分离，然后再进行测量、分析。从变压器油中渗透的是7种气体的混合气，即H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6及C2H2七种组分。

传统的检测方法采用离线分离方式，即在变压器中取油样，脱气，再把气体注入色谱仪检测油中溶解气体的含量。这种色谱仪采用2根色谱柱分离。这种双色谱柱的色谱仪体积大，操纵复杂，维护费用高，不适合安装在现场实现变压器油中溶解气的在线检测。

近年来又出现了新型的分离变压器油中溶解气的复合色谱柱。这种复合色谱柱采用氧化铝和PorapakN(波若派克N)材料作复合色谱柱的固定相，能够在14min内对从变压器油中分离出来的混合气体进行稳定、高效的分离，而且基本不受温度变化的影响。但是这种色谱柱只能分离混合气中除了CO2的6种组分，不能满足现在对变压器油溶解混合气检测的要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种变压器油气体分析专用仪，能满足对变压器油溶解混合气检测的要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种变压器油气体分析专用仪，包括依次连接的进样反吹系统、色谱分离系统以及检测系统；

所述进样反吹系统包括十通阀、进样管、出样管、定量环、预柱和载气管道，所述十通阀具有十个选择位，进样管和出样管分别连接于第二选择位和第三选择位上，所述定量环连接于第一选择位和第四选择位之间；所述预柱连接于第五选择位和第九选择位之间,所述载气管道连接于第七选择位上，用于反吹预柱；

所述色谱分离系统包括第一分析柱、六通阀和第二分析柱，所述六通阀具有六个开口，所述第一分析柱的进口连接于十通阀的第八选择位上，出口连接于六通阀的第二开口上，所述第二分析柱的进口和出口分别连接于六通阀的第一开口和第六开口；六通阀的第五开口与所述检测系统连接。

作为优选，所述预柱用于分离待测气体中H2、O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2与其他组分；所述第一分析柱用于分离CO2、C2H4、C2H6、C2H2与H2，O2，N2，CH4，CO。

作为优选，所述六通阀具有状态一和状态二，当六通阀处于状态一时，载气带动CO2、C2H4、C2H6、C2H2不经第二分析柱，直接进入到检测系统；当处于状态二时，载气带动H2、O2、N2、CH4、CO经过第二分析柱进入检测系统。

作为优选，所述预柱为Hayesep Q色谱柱，所述第一分析柱为Porapak N色谱柱，所述第二分析柱为MolSieve色谱柱。

作为优选，所述检测系统包括相互串联的TCD检测器、甲烷转化炉和FID检测器，所述FID检测器上连接有电子气路控制模块(DCC模块)。

作为优选，所述TCD检测器和甲烷转化炉之间还连接有两位三通阀，所述两位三通阀分别连接于DCC模块的H2管路和N2管路上。

作为优选，所述专用仪还包括柱箱和阀箱，所述十通阀、六通阀、预柱和第一分析柱设于阀箱中，所述第二分析柱设于柱箱中。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的变压器油气体分析专用仪，能够对从变压器油中分离出来的混合气体进行稳定、高效的分离，能够满足现在对变压器油溶解混合气检测的要求。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的变压器油气体分析专用仪的连接关系图；

图2-6是本实用新型的变压器油气体分析专用仪的分析流程图；

图中标号说明：1、十通阀；2、定量环；3、第一载气管道；4、第二载气管道；5、六通阀；6、甲烷转化炉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型的变压器油气体分析专用仪的一实施例，包括依次连接的进样反吹系统、色谱分离系统以及检测系统；

具体的，进样反吹系统包括十通阀1、进样管、出样管、定量环2、预柱和载气管道；其中，十通阀1具有十个选择位，进样管和出样管分别连接于第二选择位和第三选择位上，定量环2连接于第一选择位和第四选择位之间，用于定量暂存待检测样气；

预柱连接于第五选择位和第九选择位之间,用于分离待测样气中H2、O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2与其他组分。本实施例中，所述预柱为Hayesep Q色谱柱。

本实施例中，载气管道包括第一载气管道3和第二载气管道4，其中，第一载气管道3连接于第七选择位上，用于反吹预柱中C2以外的组分；第二载气连接于第七选择位上，用于吹扫下述的Porapak N色谱柱。

色谱分离系统包括第一分析柱、六通阀5和第二分析柱。其中，六通阀5具有六个开口，第一分析柱的进口连接于十通阀1的第八选择位上，出口连接于六通阀5的第二开口上；第二分析柱的进口和出口分别连接于六通阀5的第一开口和第六开口；六通阀5的第五开口与所述检测系统连接。

第一分析柱用于分离CO2、C2H4、C2H6、C2H2与H2，O2，N2，CH4，CO。本实施例中，所述第一分析柱为Porapak N色谱柱，第二分析柱为MolSieve色谱柱。

本实施例中，六通阀5可切换为状态一和状态二，当六通阀5处于状态一时，载气带动CO2、C2H4、C2H6、C2H2不经MolSieve色谱柱，直接进入到检测系统；当处于状态二时，载气带动H2、O2、N2、CH4、CO经过MolSieve色谱柱进入检测系统。

检测系统包括相互串联的TCD检测器、甲烷转化炉6和FID检测器，其中，FID检测器上连接有DCC模块。

本实施例中，在所述TCD检测器和甲烷转化炉6之间还连接有两位三通阀，所述两位三通阀分别连接于DCC模块的H2管路和N2管路上。该两位三通阀用于FID检测器的氢气切换，当左通道对变压器油溶解气体分析时，两位三通阀切换至A位置给甲烷转化炉6提供氢气；当右通道进行其它应用分析时，两位三通阀切换至B位置，直接给FID检测器提供氢气。通过设置该两位三通阀，可以减少DCC模块的数量，简化管路设计，降低成本。

此外，本实施例的专用仪还包括柱箱和阀箱，所述十通阀1、六通阀5、预柱和第一分析柱设于阀箱中，所述第二分析柱设于柱箱中。其中，阀箱和柱温箱一体式设计，采用隔膜阀进行配置，占据空间小，使得仪器体积小，节省空间。

本实施例的变压器油气体分析专用仪的分析流程为：

(1)样品通过十通阀1首先进入预柱Hayesep Q，在预柱上H2、O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2组分很快进入Porapak N色谱柱(见附图2)；

(2)转动十通阀1，反吹Hayesep Q预柱，被保留在预柱上的组分被反吹掉，在Porapak N色谱柱上CO2、C2H4、C2H6、C2H2和其他组分完全分离，其他未分离组分进入MolSieve 5A色谱柱(见附图3)；

(3)转动六通阀5至状态一，被分离的CO2、C2H4、C2H6、C2H2组分不经过MolSieve 5A色谱柱直接进入检测器检测(见附图4)；

(4)当CO2、C2H4、C2H6、C2H2进入检测器后，六通阀5转为状态二，被隔离在MolSieve 5A色谱柱中的H2、O2、N2、CH4、CO组分得到分离进入检测器检测(见附图5)；

(5)十通阀1和六通阀5回复至初始状态，准备下次进样分析(见附图6)。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。