SD 304-1989 绝缘油中溶解气体组分含量测定法(气相色谱法).pdf
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1、中华人民共和国能源部标准绝缘油中溶解气体组分含量测定法(气相色谱法)SD 304 .89 本方法适用于测定矿物绝缘油中溶解气体(包括氢、甲饶、乙烧、乙烯、乙快、一氟化碳、二e氧化碳、丙烧、丙烯、氧及氮等)含量,其浓度以ppm(体积)表示。首先将溶解气体从绝缘泊中脱出,然后用气相色谱仪分离、枪测。本方法所用汹样的采集,应按GB7597-8710ppm d氧化碳歹25ppm 氧、氮:;50ppm 乙快茅1ppm 1.2.2仪器气路流科兑表L1. 2. 3 色谱柱色谱柱所检测组分的分离度E挂满足定量分析要求。所适用的固定相见表2。1.3 记录装置双笔记录仪或数据处理机a1.4 玻璃注射器100 ,
2、5,1. 0 ,0. 5 mL,气密性良好,芯塞灵活无卡涩u1.5不锈钢针头牙科5号针头。1.6 橡胶封帽。1.7 标准混合气体有浓度检验合格证明及有效使用期。1.8 其他气体。1. 8. 1氮(或氢)气离纯(99.99%)。1. 8. 2氧气高纯(99.99%)。1. 8. 3压缩空气纯净无泊。中华人民共和国能源部1989-03-27批准1989-10-01实施787 SD 304- 89 表l色谱流程序号流程图说明?咱进样E进样I柱IHz( N 2Ar) FlD 1 分两次进样进样J(FIDl测炬类气体进佯II(FIDl测CO、CO,(TCD) , 测HO,(N,)2号此流程适合于般仪器H
3、 空气柱IAr(N 2) 柱E阻尼1 一次进样,自动切换阀切换操作切换阀在实钱位置时(TCDl测H,,O, (N, l (T!D)测CHCO切换阀在虚钱位置时z(FIDl测CO,、C2斗232.此流程适合于自动分析仪器,(N, ) 2 H, 空气注:Ni 镰触媒转化器,V一自动切换阀.表2常用固定相的规格种类型号道音粒度使用柱长(3) 分析对象目m 分子筛5A, 13X 3060 1-2 H,、0,、N,、(CH,,COl 活性炭色谱用60-80 0.7-1 co、CO,(H空气硅胶色谱用60-80 80-100 2 cj.c.1 高分子多孔小球GDX502 6080 4 C1 -.-c. 碳
4、分子筛TDXOl 60-80 0.5-1 H, 、OCO、CO,2 准备工作2. 1 检查、校正恒温定时振荡器的控温精确度与定时精确度,然后升温至50C恒温备用。2. 2 检查气相色谱仪性能,并使之处于稳定备用状态。2.3 用注水称重法校准注射器各刻度体积,洗净、烘干备用。2. 4 i1iJ做双头针头(见图1)。图l双头针头3 试验步骤3. 1 脱气-溶解平衡法(机械振荡法)本方法是基于顶空色谱法原理(分配定律),即在一恒温的密闷系统内使油中溶解气体在气、液两相788 SD 304 89 达到分配平衡。通过测定气相内气体浓度,并根据分配定律和物料平衡原理所导出的公式求出样品中的溶解气体浓度。K
5、,=号(或CiJ= K ,- c,-g) . ( 1 ) f 17 x,工c,K,十ffl. . . . . . . . . ., ., ( 2 ) 式中:(.1一平衡条件下,气体组分在液相中的浓度zXi 一一样品泊中气体组分的浓度;K,一一试验温度下气、液相平衡后气体组分的分配系数(或称溶解度系数hCig 一平衡条件下气体组分在气相中的浓度sV,-一平衡条件下气相体积;V,一一平衡条件下液相体帜。3. 1. , 操作步骤3. 1. ,. , 将100mL玻璃注射器A用试油冲洗23次。排尽注射器内残留空气,缓慢吸取试汹45mL,再准确调节注射器芯塞至40.0mL刻度(V1).立即用橡胶封帽将注
6、射器出口密封。3.2 取一支5mL玻璃注射器B.用氮气(或氧气)冲洗12次,再准确抽取5.0mL氮(或氧)气(总含气量低的油可适当增加抽取量)。然后将注射器B内气体缓慢注入有试泊的注射器A内.操作方法如图2。图2加气操作3.3 将注射器A放入恒温定时振荡器内,连续振荡20min,然后静止10min。3.4 另取一支5mL玻璃注射器C.用试汹冲洗12次,吸入约0.5mL试泊,戴上橡胶封帽、插入双头针头,使针头塞直向上。将注射器内的空气和试汹慢慢排出,从而使试油充满注射器的缝隙而不致残存空气。3. ,. 1-5 将注射器A从恒温定时振荡器内取出,立即将其中的平衡气体通过双头针头转移到注射器C内。室
7、温r放置2min,准确读其体积V,C准确至O.lmLl.以备分析用。3.2 样品分析3.2. , 仪器的标定用1mL玻璃注射器D准确抽取已知各组分浓度的标准混合气0.5mL(或1mL).在色谱仪已经稳定的情况下进样。从得到的色谱图上量取各组分的峰高h,(或峰面积A,), 至少重复操作两次,并取其平均值人(或A,)0 3.2.2 试样分析用注射器。从注射器C中准确抽取样品气。.5mL(或lmU.进样分析,从所得色谱图上量取各组分的峰高h,(或峰面积A,)。重复操作两次,取其平均值瓦(或五,)。3. 3 计算3. 3. , 样品气和油样体积的校正按式(3)和式(4)将在室温、试验压力下平衡的气样体
8、积V,和试油体积V1分别校正为规定状况789 (50C、101.3kPa)下的体积2SD 304-89 户323V.二V一一一一一一一-自101.3 zn十f式中:V,-50C,101.3kPa状况下平衡气体积,mL;VR 室温为t、压力为户的平衡气体积,mL;户试验时的大气压力.kPa;r一一试验时的室温.C。V , = V;(I + 0.0008 X (50 -, t)J 式中zVJ-50C油祥体积.1L;V,-室温t时所取袖样体积,mLt一一-试验时的室温.C 0 3. 3. 2 油中溶解气体各组分浓度的计算按式(5)计算泊中溶解气体各组分的浓度hl vhi =0.929c-Li , h
9、i V J l 式中:x , 油中溶解气体,组分浓度,ppm;4 标准气中z组分浓度,ppm;Ei 样品气中z组分的平均峰高,mm; 标准气中z组分的平均峰高.mm;K, 组分2在50C时的分配系数;V/ 50C、101.3 kPa时平衡气体积,mL;V , ._-50C油样体积,znL;O. 929一一油样中湾解气体浓度从50C校正到20C、101.3kPa时的校正系数。式巾的乱、儿也可用平均峰商积凡、A,代替。50 C国产变压器油中熔解气体各组分分配系数()见表3。表350 C时国产变压器泊的气体分配系数气体氢(H,)氧()z)氮(N,) 氧化碳(C()甲皖CCH,) 4 精确度4. 1
10、重复性油中熔解气体浓度大于20ppm 泊中熔解气体浓度小于20ppm 4.2 再现性相对偏差10兴。K , 气体0.06 二氧化碳(CO,) O. 17 O. 09 口12Q. 39 相对偏差小于5%。绝对偏差1ppm. 乙快(C,H,) 乙烯(C,凡)乙烧(C,H,) ( 3 ) . ( 4 ) ( 5 ) K , 0.92 1 . 02 1. 46 2.30 注:本方法精确度可革用对标准油样的回收率试验束验证。般要求l叶收率应不低于90%否则应查明原因3790 本方法适于作仲裁法。SD 304 - 89 附录A7.;银真空脱气法(托普勒泵法)(补充件)将油样童子预先抽真空的容器内脱出f容解
11、的气体,然而由水银泵托普勒泵收集脱出的气体并将其压缩重大气压,再由锺气管测量其总体积2A1 仪器仪器通用型式见图A1、图A20此仪器适用于50200mL油样的脱气。2 图A1水银真空法脱气装置(托普勒泵法)l 油样注射器a2直通旋塞,3二i!l旋塞,4脱气瓶$5一磁力搅拌器,6-7银泵;7一量气管;8-;1(银接受器9 因A2水银真空法脱气装置(改良托普勒泵f豆、)l 集气瓶,2;1(银接受精:3取气喘川一最气管,1誓比水银柱,6脱气瓶37 磁力搅拌器;8. ,_真空计:日油样注射器;1 0 聚囚氟乙烯管;11 于功底气球791 SD 304-89 A. , 脱气瓶瓶内装有玻璃烧结喷头,喷头下
12、容纳50ml.泊,能承受所要求的真空度。瓶底放-个包有聚囚氟乙烯的磁力搅拌棒。整个脱气瓶组装好后安装在磁力搅拌器LA 1.2 真空计麦氏真空规或其他真空计。A. 3 水银泵(托普勒泵)其集气瓶容权约500600mL A 4量气管总刻度为5mLC或10mL),分度为0.05mLC或0.1r11L) , A ,. 5真空泵系统能使装置残压不大于130MPa , A.6真宅活塞或真空阀密封性良好。A.7聚四氟乙烯软管厚壁、小于1径。A2 准备工作A2. , 装置的密封性试验将装贵拍到内部残压为10Pa.保持h真空度不变cA2.2 脱气效率试验将50mL含有溶解气体的抽样放入脱气装置。测定抽垠97%熔
13、解气体(指各气体组分)所甫耍的操作次数。A3 操作步骤A3. , 将油样注射器称重后与脱气瓶上的三通旋塞连接。A 3. 2 将脱气装置抽真空至10Pa(残压)。A3.3 转动脱气瓶上的三通活塞,使油进入脱气瓶,同时开动磁力搅拌器。当一定泊样进入后,关闭注射器出口旋塞(注射器内应留一些泊,以避免注射器处于真空)。A3. 4 操作水银泵收集气体。把气体转移到量气管。重复操作,直至收集的气体体积不再增加。mL量气管准确至O.05 mL; 1 0 mL量气管准确至0.1mL)为止。A3.5 记录最气管内气体体积,试验时的压力及环境温度.并尽快对脱出气体进行色谱分析。A 3. 6 将脱出气体的体积换算成
14、规定状况(20C、101.3kPa)下的体积,并求出泊中溶解气体的总体积百分数。 饱和食盐水真空法一一次脱气法附录B其他脱气方法(参考件)用真空泵将脱气装置的脱气空腔抽真空,将袖样喷人空腔.脱出j窑解气体.然后再充入饱和食盐水使空间恢复常压,收集并取出脱出的气体。B1. 1 仪器B1. 1. 1 脱气装置(兑阁B1l。B1.1.1.1 真空脱气器主件脱气空腔体积为550600mL,量气管总体积为5mL.分度值。1mL (2 mL以下时1, 0.2 mL(Z mL以上时)0 81.1.2 脱气器残汕阱。B.3 直路真空旋塞。B1.1.1.4 双路旋塞。B1. .2 真空泵。B1.3 麦氏真空规。
15、B1.1.4 注射器50 mL或lOOmL,俨792 SD 304 - 89 接真空犁3 图Bl真空脱气装置系统1. 2-双路真空旋塞儿,4直路真旋塞15一双路旋塞;6脱气空腔;7 量气管沛残油阱z9 -盐水水准瓶;10盐水储存瓶;11一泊样注射器;12一盛油烧杯;13 取气嘴B1.2 试剂与材料B1. 2.1饱和食盐水密度(20C )1. 20 g/mLo B1. 2. 2 高真空润滑脂。B 1. 2. 3 真空胶泥。B1.3 准备工作B1- 3- 1 将真空脱气装置与真空泵等按图Bl组装(各真空旋塞涂上真空脂,各接头处用真空胶泥封堵),真空系统应严密不漏。B1. 3- 2 检查脱气装置的密
16、封性,关闭旋塞1和旋塞3,旋塞2接通真空系统.打开旋塞4,启动真空泵,待系统残压降到50Pa以下并维持510min后,关闭旋塞4,停泵,保持15-20min,然后将旋塞5接通盐水储存瓶,让盐水进入脱气空腔,待恢复常压后.将旋塞5接通盐水水准瓶,读出贵气管内残气体积(应不大于0.1mLlo上述检查不少于三次。检查后.将旋塞l接通大气,旋塞5接通盐水储存瓶,将脱气空腔内盐水放空后1,再将旋塞2仍接通真空系统,并关断旋塞LB1.4 试验步骤B1.4.1 将油样注射器接在进样处,然后将旋塞1接通注射器,轻推注射器,用油排挤出接头处的残气.当油刚流过旋塞1时,关闭旋塞1。B1. 4. 2 打开旋寒4,启
17、动真空泵,待系统残压降至50Pa以下并维持5-10min后,关闭旋塞2。B1. 4. 3 用旋塞1接通泊样注射器,使2050mL(根据油含气量确定)试油进入脱气空腔后立即关闭旋塞1,使试泊在真空下释放出榕解的气体。待脱气汹汹闹气泡消失后.将旋塞2小心地接通残油阱,梓残油慢慢排尽后(注意不让脱出的气体排出),立即将旋塞2接通盐水储存瓶让盐水进入脱气空腔,使空腔内压力恢复至常压曰再将旋塞5接通盐水水准瓶,读出量气管内气体体积数(准确至0.1mL)。然后用进样注射器从取气嘴取出脱出的气体进行分析。B1- 4. 4 将脱出的气体体积,换算至规定状况(20C , 10 1. 3 kPa)下的体帜,并求出
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