ガスクロマトグラフィーを使用した大規模な変圧器障害の包括的な分析
ガスクロマトグラフィー（GC）は、ガスと揮発性物質の検出と分析に一般的に使用される強力な分析手法です。大規模なトランス断層診断の文脈では、GCはトランスオイルの溶存ガスの検出に重要な役割を果たします。これは、過熱、アーク、または断熱材の分解などのさまざまな内部断層を示すことができます。この方法は、変圧器の健康に関する貴重な洞察を提供し、障害の早期発見を可能にし、壊滅的な失敗を防止します。
1. トランス障害診断におけるガスクロマトグラフィーの原理
ガスクロマトグラフィーは、トランスオイルに存在するガスの分離と定量化に基づいています。トランスが正常に動作する場合、オイルは絶縁媒体として機能します。ただし、異常な条件または内部障害中に、オイルは化学変化を受け、GCを使用して検出できる溶存ガスを放出します。
トランス障害診断に関心のある主要なガスには次のものがあります。
水素（H₂）：多くの場合、過熱または部分的な排出の結果。
メタン（ch₄）：アークまたは重度の過熱を示します。
エチレン（c₂h₄）：通常、断熱材の熱分解のような重度の断層にリンクされています。
アセチレン（c₂h₂）：特に短絡の場合の電気アークの重要な指標。
一酸化炭素（CO）および二酸化炭素（CO₂）：高温下でのセルロース断熱の分解に関連しています。
エタン（c₂h₆）：部分的な排出や過熱など、さまざまな種類の障害にリンクできます。
ガスクロマトグラフィーは、分子特性に基づいてこれらのガスを分離し、濃度を定量化します。ガス濃度のパターンは、障害の種類と重症度に関する貴重な診断情報を提供できます。
2. 断層診断におけるガスクロマトグラフィー
GCを使用した変圧器オイルに溶解したガスの分析により、次のような特定の障害の識別が可能になります。
過熱：高レベルのエチレン（c₂h₄）およびエタン（c₂h₆）は、過度の負荷または冷却不足による変圧器の過熱を示唆しています。水素のレベルの上昇（H₂）は、部分的な排出を示す可能性もあります。
アーク：アセチレン（c₂H₂）の存在は、変圧器内の電気アークと強く相関しています。アセチレンは、オイルが電気崩壊を受けると生成され、変圧器の断熱と巻線に深刻な損傷を引き起こす可能性があります。
部分排出：少量のエチレン（c₂H₄）と組み合わせて、低レベルの水素（H₂）とメタン（Ch₄）は、しばしば部分的な排出活動を示します。これは、未処理のままにすると、完全な障害にエスカレートする可能性がある局所断熱材の内訳の兆候です。
断熱性の分解：一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO₂）の検出は、変圧器内のセルロース断熱（紙）の分解を指します。このプロセスは、多くの場合、過度の温度上昇または断熱性の長期ストレスの結果です。
短い-回路障害：短絡の場合、激しいアークの結果として高濃度のアセチレン（C₂H₂）とともに、水素（H₂）およびメタン（Ch₄）レベルの増加が通常観察されます。
3. ガス分析と解釈
ガスがGCシステムによって分離されると、それらの濃度は確立された診断ガイドラインと比較され、障害の種類と重症度を特定します。最も一般的に使用される診断方法には次のものがあります。
DGA（溶解ガス分析）：DGAは、変圧器オイルを分析するための主要な方法です。異なる比率と濃度のガスを使用して、断層タイプを分類します。 DGAデータを解釈するためのいくつかの重要な方法があります。
重要なガス法：断層型を診断するために、アセチレン（C₂H₂）やエチレン（C₂H₄）などの主要なガスの存在に焦点を当てています。
ロジャーの比率：断層の重症度を評価するために、水素（H₂）、メタン（CH₄）、エタン（C₂H₆）、およびエチレン（C₂H₄）の濃度を比較します。
IEC 60599メソッド：ガス濃度と比率に基づいた障害診断を提供する標準的な方法。
ガスパターン分析：ガスのパターンは、障害に関するより詳細な情報を提供できます。例えば：
メタンとエチレンを含む高水素部分的な排出を示すことができます。
高レベルのアセチレン、メタン、およびエチレン深刻なアーク障害を提案します。
高レベルの一酸化炭素と二酸化炭素断熱性の分解を示しています。
4. 変圧器断層の取り扱いと報告
GC分析の後、結果を解釈および報告する必要があります。重要なアクションは次のとおりです。
トレンドモニタリング：ガスクロマトグラフィー分析を定期的に実行することにより、時間の経過とともにガス濃度の傾向を監視することができます。特定のガスの濃度、特にアセチレン（C₂H₂）の突然の増加は、即時の調査を引き起こすはずです。
障害の診断と分類：GC分析の結果を使用して、障害タイプ（たとえば、過熱、アーク、断熱材の分解）を分類し、重大度に基づいて是正措置を優先することができます。
予防保守：ガスの蓄積と障害タイプの理解の早期検出により、断熱材の交換、油ろ過、または変圧器のシャットダウンなど、さらなる損傷を防ぐための積極的なメンテナンス手段が可能になります。
5. 結論
ガスクロマトグラフィーは、大きな変圧器障害の包括的な分析において重要な役割を果たします。変圧器オイルに溶解したガスを監視することにより、GCは過熱、アーク、断熱材の分解、部分排出など、さまざまな断層タイプの診断に役立ちます。定期的なガス分析は、トランスの問題を早期に検出するために不可欠であり、大きな損傷が発生する前にオペレーターが是正措置を講じることができます。確立された障害診断方法を使用したGCデータの適切な解釈は、変圧器の寿命を大幅に延長し、電気網の信頼性を改善することができます。
