一种变压器油中溶解气体组分分离装置的制作方法

本技术属于变压器故障检测，涉及一种变压器油中溶解气体组分分离装置。

背景技术：

1、变压器内常常充填矿物绝缘油进行绝缘，其由不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含有ch3-、ch2-、ch-化学基团并由c-c键键合在一起。当出现电或热故障时，某些c-ch键和c-h键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳氢化合物的自由基如ch3*、ch2*、ch*、c*，而这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新组合，生成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烯、丙烷、丙炔等。这些组分包含有无机和有机组分且含量常常为μmol/mol级别，目前采用热导池检测器、氢火焰离子化检测器结合镍触媒转化炉分析其组分含量，人工手动进样误差偏大。

2、目前油中溶解气体的实验室检测主要采用气相色谱法，这种方法利用载气将气体样品输送到色谱柱中进行气体分离，再利用热导池(tcd)或氢火焰离子化检测器(fid)对气体组分的体积分数进行检测。这种方法的优点在于选择性好、分离性能高，但是仍存在一些不足之处：1)油样从现场采集后送到实验室，在这个过程中不仅花费时间，而且采集、运输、保存等环节都会引起油中溶解气体浓度的变化；2)对气体进行定量分析时，操作步骤繁琐，不仅脱气环节中可能存在误差，而且检测曲线的人工修正也会引起误差，不同的工作人员使用同一台气相色谱仪得到的结果有时相差达10％，操作的繁琐、不可避免的误差以及不能实时的跟踪变压器运行状态，这些缺点都限制了气相色谱技术在变压器故障检测中更好的发挥预警作用。

3、反吹是指将不需要分析的、出峰时间较长的重组分不分离，而直接通过气路的切换，将其反方向吹出色谱柱。反吹可以提高仪器运行效率，节省分离时间，也可以保护色谱柱，延长柱使用寿命，还可以降低检测器污染。除了反吹重组分以外，反吹还经常用于六氟化硫、八氟丙烷等电子气中杂质的分析。待分析组分一般出峰较早，底气一般出峰较晚，反吹可以直接避免底气对待分析组分的干扰。

4、中心切割指的是在色谱运行过程中某一特定的时刻或特定的时间段内，将一根色谱柱的流出物转移到第二根具有不同固定相的色谱柱上。中心切割简单来说就是把主成分后面出来的物质切出来分析，主要作用是减小高含量物质对低浓度的影响，提高检测效率，优化检出限。中心切割一般与二维色谱(gc+gc)配合使用：从第一根色谱柱预分离后的部分组分，通过直接或被切割方式进入到第二根色谱柱做进一步分离，而样品中的其他部分组分被放空。例如氧气中氢气和氮气杂质的分析，待氢气组分从预柱进入到第二根色谱柱时，对氧气持续放空，使其不进入第二根色谱柱；待氮气即将离开预柱时，进行阀的变动，使其进入第二根色谱柱做进一步分离，由此实现了对氮气的中心切割。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于如何设计一种变压器油中溶解气体组分分离装置，以解决由于变压器油中溶解气体组分含量低而导致的现有检测技术存在的误差大、精度低的问题。

2、本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

3、一种变压器油中溶解气体组分分离装置，包括：第一切换阀(1)、第二切换阀(5)、第三切换阀(6)、第四切换阀(9)，第一色谱柱(3)、第二色谱柱(4)、第三色谱柱(7)、第四色谱柱(8)以及定量环(2)；所述的第一切换阀(1)为十通切换阀、第二切换阀(5)为四通切换阀、第三切换阀(6)为十通切换阀、第四切换阀(9)为四通切换阀；所述的定量环(2)连接在第一切换阀(1)的3号口与10号口之间，所述的第一色谱柱(3)连接在第一切换阀(1)的5号口与9号口之间，所述的第二色谱柱(4)连接在第一切换阀(1)的6号口与第二切换阀(5)的2号口之间，所述的第三色谱柱(7)连接在第三切换阀(6)的7号口与第三切换阀(6)的10号口之间，所述的第四色谱柱(8)连接在第三切换阀(6)的2号口与第三切换阀(6)的5号口之间；所述的第一切换阀(1)、第二切换阀(5)、第三切换阀(6)、第四切换阀(9)以及第一色谱柱(3)、第二色谱柱(4)、第三色谱柱(7)、第四色谱柱(8)之间采用多个平面三通和针型阀连通与切换。

4、本实用新型的变压器油中溶解气体组分分离装置通过第一切换阀(1)、第二切换阀(5)、第三切换阀(6)、第四切换阀(9)与第一色谱柱(3)、第二色谱柱(4)、第三色谱柱(7)、第四色谱柱(8)之间的连通与切换，采用中心切割分析法对变压器油中的溶解气体氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、丙烯、丙烷、丙炔组分全分析，各组分之间无干扰峰，装置设置了定量环(2)，进行取样，实现了定量准确分析，大大减小了取样误差，灵敏度可达μmol/mol级别。

5、进一步地，所述的平面三通包括：第一平面三通(10)、第二平面三通(11)、第三平面三通(12)、第四平面三通(13)、第五平面三通(14)、第六平面三通(15)、第七平面三通(16)；所述的第一切换阀(1)的4号口与第四平面三通(13)的2#接口连接，第一切换阀(1)的7号口与第三平面三通(12)的3#接口连接，第二切换阀(5)的4号口与第五平面三通(14)的3#接口连接，第二切换阀(5)的1号口与第六平面三通(15)的3#接口连接；第三切换阀(6)的3号口与第四平面三通(13)的1#接口连接，第三切换阀(6)的6号口与第六平面三通(15)的2#接口连接，第三切换阀(6)的9号口与第五平面三通(14)的2#接口连接；第四切换阀(9)的2号口与第二平面三通(11)的3#接口连接，第四切换阀(9)的3号口与第一平面三通(10)的3#接口连接，第一平面三通(10)的1#接口与第七平面三通(16)的1#接口连接，第二平面三通(11)的1#接口与第五平面三通(14)的1#接口连接，第二平面三通(11)的2#接口与第三平面三通(12)的1#接口连接，第三平面三通(12)的2#接口与第四平面三通(13)的3#接口连接，第六平面三通(15)的1#接口与检测口连接。

6、进一步地，所述的针型阀包括：第一针型阀(17)、第二针型阀(18)、第三针型阀(19)；第一平面三通(10)的2#接口与第一针型阀(17)的1#接口连接，第一切换阀(1)的8号口与第一针型阀(17)的2#接口连接；第七平面三通(16)的2#接口与第二针型阀(18)的1#接口连接，第三切换阀(6)的4号口与第二针型阀(18)的2#接口连接；第七平面三通(16)的3#接口与第三针型阀(19)的1#接口连接，第三切换阀(6)的8号口与第三针型阀(19)的2#接口连接。

7、进一步地，还包括：等离子体检测器，所述的等离子体检测器与检测口连接。

8、进一步地，还包括：载气装置，所述的载气装置与第四切换阀(9)的1号口连接。

9、进一步地，还包括：尾气回收装置，所述的尾气回收装置与第四切换阀(9)的4号口连接。

10、进一步地，所述的第一色谱柱(3)、第二色谱柱(4)、第四色谱柱(8)均为高分子色谱柱，所述的第三色谱柱(7)为分子筛色谱柱。

11、本实用新型的优点在于：

12、本实用新型的变压器油中溶解气体组分分离装置通过第一切换阀(1)、第二切换阀(5)、第三切换阀(6)、第四切换阀(9)与第一色谱柱(3)、第二色谱柱(4)、第三色谱柱(7)、第四色谱柱(8)之间的连通与切换，采用中心切割分析法对变压器油中的溶解气体氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、丙烯、丙烷、丙炔组分全分析，各组分之间无干扰峰，装置设置了定量环(2)，进行取样，实现了定量准确分析，大大减小了取样误差，灵敏度可达μmol/mol级别。