導(dǎo)語：如何才能寫好一篇色譜分析，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：氣相色譜；檢測器；色譜柱

中圖分類號：X132 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）04-0099-03

一、氣相色譜法基本原理

1．氣相色譜分析的分離原理：基于不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù)，當兩相作相對運動時，試樣中的各組分就在兩相中進行反復(fù)多次的分配，使得原來分配系數(shù)只有微小差異的各組分產(chǎn)生很大的分離效果，從而各組分彼此分離開來。

2．色譜分離的塔板理論：將色譜分離過程比擬作蒸餾過程，引用了處理蒸餾過程的概念、理論和方法來處理色譜過程。把色譜柱比作一個分餾塔，色譜柱可由許多假想的塔板組成（既色譜柱可分成許多小段），在每一小段（塔板）內(nèi)，一部分空間為涂在擔(dān)體上的液相占據(jù)，另一部分空間充滿著載氣（氣相），載氣占據(jù)的空間稱為板體積V。當欲分離的組分隨載氣進入色譜柱后，就在兩相間進行分配。

3．氣相色譜的速率理論：吸收了塔板理論中板高和載氣流速的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴散和傳質(zhì)過程，從而在動力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響板高的各種因素，建立了定量關(guān)系式，，式中u為流動相的線速度；A，B，C為常數(shù)，分別代表渦流擴散項系數(shù)、分子擴散項系數(shù)、傳質(zhì)阻力項系數(shù)。

二、氣相色譜儀的組成部分

（1）載氣系統(tǒng)：包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量；（2）進樣系統(tǒng)：包括進樣器、汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣）；（3）色譜柱和柱溫：包括恒溫控制裝置（將多組分樣品分離為單個）；（4）檢測系統(tǒng)：包括檢測器，控溫裝置；（5）記錄系統(tǒng)：包括放大器、記錄儀、或數(shù)據(jù)處理裝置、工作站。

三、氣相色譜的定性定量分析

（一）定性分析

氣相色譜的定性分析主要有相對保留值定性法、保留值規(guī)律定性法、已知物增加峰高定性法、化學(xué)試劑定性法、文獻值對照定性法和檢測器定性法。

（二）定量方法

1．歸一化法：如果試樣中所有組分均能流出色譜柱，并在檢測器上都有響應(yīng)信號，都能出現(xiàn)色譜峰，可用此法計算各待測組分的含量。

2．內(nèi)標法：在試樣中加入一定量的純物質(zhì)作為內(nèi)標物來測定組分的含量。內(nèi)標物應(yīng)選用試樣中不存在的純物質(zhì)，其色譜峰應(yīng)位于待測組分色譜峰附近或幾個待測組分色譜峰的中間，并與待測組分完全分離，內(nèi)標物的加入量也應(yīng)接近試樣中待測組分的含量。

3．外標法：取待測試樣的純物質(zhì)配成一系列不同濃度的標準溶液，分別取一定體積，進樣分析。從色譜圖上測出峰面積（或峰高），以峰面積（或峰高）對含量作圖即為標準曲線。然后在相同的色譜操作條件，分析待測試樣，從色譜圖上測出試樣的峰面積（或峰高），由上述標準曲線查出待測組分的含量。

四、樣品前處理技術(shù)

1．樣品前處理是指樣品的制備及對樣品中被測組分進行提取、凈化、濃縮或衍生化處理以滿足分析需要的過程，其目的是消除基質(zhì)干擾、保護儀器、提高方法的準確度、精密度、選擇性和靈敏度。

2．樣品制備的基本要求，因為樣品為實驗室樣品中具有代表性的試樣，制備均勻的有代表性得的實驗室測試樣品是樣品前處理的重要環(huán)節(jié)，直接影響檢測結(jié)果的準確性和可靠性，制備中應(yīng)防止被測組分發(fā)生變化、降解、污染。

3．制備樣品的技術(shù)。（1）樣品萃取。采用索氏萃取、超臨界流體萃取、加速溶劑萃取、微波輔助萃取等技術(shù)，實現(xiàn)被測組分的分離，提高分析的準確性。（2）樣品凈化。利用化學(xué)平衡下的分配定律，采用液液分配、固相萃取、凝膠滲透色譜分離、分子印記技術(shù)、衍生化等方法，達到樣品的濃縮、富集、凈化，提高檢測靈敏度、準確度。

五、氣相色譜柱

1．氣相色譜柱的分類，按照尺寸、主要以色譜柱的內(nèi)經(jīng)分類為毛細管色譜空心柱和填充色譜柱；按色譜柱中固定相類型分類，可將色譜柱分為吸附柱和分配柱。

2．固定液的選擇和固定液的配比，試樣在色譜柱中兩相間的分配行為決定于試樣中各組分本身性質(zhì)與固定液，因而固定液對于試樣能否被有效分離起決定性作用，固定液的選擇是在基本原則指導(dǎo)下，多根據(jù)操作者的實踐經(jīng)驗進行。固定液選擇的總原則是“相似相溶”。

（1）固定液的選擇，分離非極性組分時，通常選擇用非極性固定相，各組分按沸點順序出峰，低沸點組分先出峰；分離極性組分時，一般選擇用極性固定液，各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰；分離非極性和極性的混合物，一般選用極性固定液，此時非極性（或易被極化的）組分后出峰；醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液；組成復(fù)雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液或混合固定相。

（2）固定液配比的選擇，固定液在擔(dān)體上涂漬量，一般指的是固定液與擔(dān)體的百分比，配比通常在5%～25%之間，配比越低，在擔(dān)體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小，柱效越高，分析速度也越快，配比較低時，固定相的負載量低，允許的進樣量較小，分析工作中通常傾向于使用較低的配比。

3．分離柱長和柱內(nèi)徑的選擇，填充色譜柱的柱長通常為1～3m，內(nèi)徑3～4mm，材質(zhì)有玻璃、石英玻璃、不銹鋼（較常用）。增加柱長對提高分離度有利，但組分的保留時間增加，且柱阻力增加，不便操作。柱長的選擇原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時間。對于空心毛細管色譜柱其選用原則相似，不過空心毛細管色譜柱不存在固定液配比之說，但講液層厚度，一般液層厚度在0.1～0.6um之間，液層薄、柱效高，但柱容量小。

4．色譜柱選擇原則，在滿足分析要求的條件下，先填充柱后毛細管柱，選毛細管柱，先大口徑后小口徑；柱長越短越好，固定相用量越少越好；非極性比記性好，最高使用溫度越高越好，自身穩(wěn)定性好，抗污染能力強、老化、活化、再生簡單、時間短、使用周期長。

六、檢測器

（一）TCD檢測器

1．原理：在一個處于熱平衡的TCD中，組分進入測量臂池腔，就會由于氣體組成的改變，引起氣體熱導(dǎo)系數(shù)的變化，從而引起熱敏元件溫度的變化，熱敏元件的溫度變化，就會引起熱敏元件阻值的變化，熱敏元件阻值的變化使惠斯頓電橋輸出信號的變化。信號大小與被測物質(zhì)濃度成函數(shù)關(guān)系。

2．TCD檢測條件的選擇。

（1）載氣種類，TCD檢測器通常使用氫氣或者氦氣作為載氣，因為它們的熱導(dǎo)系數(shù)遠遠大于其它化合物，故靈敏度高，且易于定量，線性范圍寬。從理論上講用氦氣較合理，但它價格昂貴，因此在我國一般都選用氫氣作載氣。

（2）載氣純度，載氣純度影響靈敏度，實驗證明：在電橋電流120～200mA 范圍內(nèi)，用99.999％的超純氫氣比用99％的普氫靈敏度高6％～13％，同時，基線漂移和噪聲也可以大大降低。載氣純度對峰形也有影響，用TCD作高純氣中雜質(zhì)檢測時，載氣純度應(yīng)比被測氣體高十倍以上，否則易出倒峰。

（3）載氣流速，TCD為濃度型檢測器，對流速波動很敏感，TCD的峰面積響應(yīng)值反比于載氣流速。因此，在檢測過程中載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下以低一些為妥。流速波動可能導(dǎo)致基線噪聲和漂移增大。

（4）電橋電流，電橋電流可以顯著提高TCD的靈敏度。一般認為S值與電流的3次方成正比。但是電流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。橋流設(shè)定與TCD檢測池的溫度及使用的載氣種類密切相關(guān)。

（二）FID檢測器

1．原理：當有機物經(jīng)過檢測器時，在火焰那里會產(chǎn)生離子，在極化電壓的作用下，噴嘴和收集極之間的電流會增大，對這個電流信號進行檢測和記錄即可得到相應(yīng)的譜圖。只有選擇最佳氣流比，使火焰達到穩(wěn)定的擴撒型火焰時，才能得到較高的靈敏度。

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關(guān)鍵詞：離子色素分析 現(xiàn)狀發(fā)展 探討研究

離子色素分析法對于現(xiàn)在的人們來說已經(jīng)是一個不再陌生的詞匯，因為它正在我國現(xiàn)階段社會的各個方面發(fā)揮著不能忽視的作用，離子色素分析法是一個相對較為高端的技術(shù)，在其應(yīng)用的時候要有一定的理論基礎(chǔ)與相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗。從多個方面看來，離子色素分析法仍然需要在實踐中完善與進步，只有這樣才能夠為其日后的更廣泛應(yīng)用做好準備。

一、離子色譜分析法的簡介

1.離子色譜分析法的來源

離子色譜分析，是七十年代中期提出的一種新的液相色譜技術(shù)，十多年來，發(fā)展迅速，并且越來越廣泛的應(yīng)用到各個方面，并發(fā)揮著很大的作用。在化學(xué)，生化工業(yè)、環(huán)境化學(xué)，藥物，溶液等方面應(yīng)用較為廣泛，雖然目前國內(nèi)尚未廣泛應(yīng)用到藥物分析方面但是在國外已初步用于藥物分析。離子色素分析法是在對色譜條件進行了研究之后所建立的分析方法，同時與中國藥典所載方法進行比較， 目前的離子色譜分析法在經(jīng)過了這些年的發(fā)展之后其更是具備了法選擇性好，靈敏度高，線性范圍寬，操作簡便，快速，等等優(yōu)點。

2.離子色譜分析法的發(fā)展趨勢

經(jīng)過了這些年的發(fā)展，離子色譜分析法在這個過程中也不斷地進行著自身的改進與完善，雖然與國外相比，我國目前的離子色素分析法與國外相比還有較大的差距，仍舊有這樣那樣的不足與進步空間，但是不得不否認，就單純的自引進國內(nèi)以來，離子色素分析法已經(jīng)有了很大的進步。離子色譜分析法是利用離子交換原理和液相色譜技術(shù)測定溶液中陰離子和陽離子的一種分析方法。不僅靈敏度高，快速簡便，能實現(xiàn)多種離子的同時分離，而且還能將一些非離子性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成離子性物質(zhì)后測定。是一項技術(shù)含量相對較高的技術(shù)手段，隨著這些年的應(yīng)用，已經(jīng)慢慢的廣泛應(yīng)用到我國社會主義建設(shè)的各個方面。因此近年來離子色譜分析法的研究主要集中在應(yīng)用方面，首先是擴大離子色譜分析法的應(yīng)用范圍，其次是使分析方法向標準化和簡便化發(fā)展。離子色譜分析法技術(shù)在藥物分析領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷擴展，隨著離子色譜分析法分離和檢測手段的不斷豐富，樣品前處理手段的相應(yīng)改進，離子色譜分析法在藥物分析領(lǐng)域中必將發(fā)揮更重要的作用。

二、離子色譜工作原理

離子色譜儀主要包括流動相容器、脫氣裝置、高壓輸液泵和梯度洗脫裝置等。對于這些基本裝置的要求是其耐高壓、耐腐蝕、重復(fù)性好、操作方便。離子色譜的分離機理主要是離子交換，主要原理是由于不同的離子因與交換劑的親和力不同而被分離，離子色譜選擇性的改變主要是通過采用不同的固定相來實現(xiàn)的。離子色譜的檢測系統(tǒng)主要指檢測器，主要有電導(dǎo)檢測器、紫外可見光檢測器、安培檢測器、熒光檢測器等。當然在離子色譜分析進行時更加重要的是其數(shù)據(jù)分析的能力與過程，而數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要由色譜工作站組成，包括信號收集及轉(zhuǎn)化模塊、電腦和打印機。黨檢測的樣品進樣后，經(jīng)過泵傳送進入分離柱，經(jīng)過分離洗脫，達到各離子分離的目的，最后進入檢測器轉(zhuǎn)化為電信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理，即可得出檢測結(jié)果。

三、影響我國現(xiàn)階段色譜分析的因素

在進行離子色譜分析的過程中，有著各種各樣的因素會對離子色譜的分析結(jié)果造成影響，主要有以下幾個因素：色譜柱的選擇；淋洗液的溫度；淋洗液的濃度與組成；淋洗液的流速；淋洗液中的雜質(zhì)等等，這些都會或多或少的對分析結(jié)果造成一定的影響，因此在進行時一定要慎重認真，盡量較少這些因素對色譜分析的干擾，保證離子色譜分析的準確性。

四、目前我國現(xiàn)階段離子色譜分析法的改進建議

我們都知道并且相信離子色譜分析法方面的發(fā)展仍然具有很大的進步空間。離子色譜分析法方面需要不斷研究和開發(fā)新技術(shù)，來適應(yīng)目前快速的社會變化。不可否認，離子色譜分析法方面要有更加長足的發(fā)展就必須經(jīng)歷不斷的改正和完善，只有這樣才有可能使離子色譜分析法在以后繼續(xù)保持先進的活力為中國社會的工程建設(shè)提供更加有力的支持。

1.進行離子色素分析法之前要將其大體流程進行了解

在進行任何事情的時候我們都要在開始前做到心中有數(shù)，對于事情要有一個大體上的把握，只有了解了這些大的脈絡(luò)才有可能在后續(xù)的細節(jié)問題上做到準確又快捷。任何事情的進行都不能以偏概全，否則后續(xù)會有更多的麻煩產(chǎn)生，因此在進行離子色譜分析法之前，我們必須對于創(chuàng)建離子色譜分析法的相關(guān)措施和可能發(fā)生的問題以及相應(yīng)的處理手段、最行之有效的方法等等有一個較為全面的了解認識，對于離子色譜分析法從開始到最后的實施手法有個較為系統(tǒng)的認識，只有兼顧了這些方面，才有可能同時將效率與利用率提高到最佳，這樣才能夠高度響應(yīng)現(xiàn)階段社會建設(shè)的要求。

2.要對于離子色譜分析法制定嚴格的實施標準

行之有效的行為準則與流程規(guī)范是進行一切事情的必要程序，只有有了這樣的準則才會保證后續(xù)一切的順利進行。想要規(guī)范離子色譜分析法就必須先將相關(guān)的法律法規(guī)進行很好的完善，為其以后進行良好的運營提供良好的大環(huán)境。因此，離子色譜分析法要有完善并且行之有效的流程規(guī)范，為現(xiàn)代社會的離子色譜分析法提供充足的技術(shù)保證。只有有了較為細致并且又實用價值的取值規(guī)范，才有可能在進行我國離子色譜分析法的時候做到少出錯，并且針對不同的類型以及使用要求要有不同的方法，不能死板教條化，遇到問題要在合理的范圍內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗懂得變通，具體問題具體對待，只有這樣才能夠保證每次進行的離子色譜分析法是正確可行的。

3.進一步明確其使用的目的

現(xiàn)在全球的環(huán)境問題日益嚴重，因此能源的消耗如何做到最小化，能源的利用率如何做到最大化成為了當今社會不能逃避而亟待解決的問題，離子色譜分析法在進行時也應(yīng)該結(jié)合這個問題，不能盲目的進行，而是在考慮到使用的原則之外更加應(yīng)該注意如何能夠使最小的原料消耗帶來最大的效率，因此在進行離子色譜分析法的時候我們一定要明確其使用的目的，讓離子色譜分析法更為長久和有更強的實用性，從而帶來經(jīng)濟效益。

4.進行可行性分析

任何事情如果沒有可使用性那么一切都是毫無意義的，使用價值是我們進行一切事情的根本出發(fā)點與主要服務(wù)點，因此在進行離子色素分析法時，對于其可行性的分析也是必不可少的?？尚行苑治龅倪M行.主要從離子色譜分析法的必要性、先進性、合理性三個角度進行。我們提出的取值范圍既要符合國家規(guī)定的技術(shù)標準.又可以滿足需求的要求。因為我們進行一切的最終目的都是實用性，如果滿足不了這個要求那么我們前期進行的所有問題都是沒有意義的，白白耗費了大量的人力物力卻沒有任何作用，因此在進行離子色譜分析法時對于其可行性的分析是必不可少的一項工作。

五、結(jié)語

任何工作的進行都會隨著時間與科技的發(fā)展而日漸完善，但在這個過程中卻需要我們給與足夠的重視，思考與創(chuàng)新，我國的離子色素分析法是一項關(guān)系到社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)項目之一，如何更好地進行我國離子色譜分析法也需要我們給與足夠的重視，相信隨著我國科技水平的提高會有更加先進的技術(shù)支持應(yīng)用到我國的離子色素分析法中，而這樣也必定會是離子色素分析法更加的完善與有應(yīng)用價值。

參考文獻

[1]張新申：離子色譜分析及應(yīng)用，四川科學(xué)技術(shù)出版社，1986

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論文摘要：電力變壓器故障檢測主要有電氣量檢測和化學(xué)檢測方法。化學(xué)檢測主要是通過變壓器油征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進行分析判斷，它對變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。實際應(yīng)用過程中，為了更準確的診斷變壓器的內(nèi)部故障，色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備歷史運行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設(shè)備運行是否屬于正常或存在潛伏性故障以及故障類別。

0. 引言

變壓器故障診斷中應(yīng)綜合各種有效的檢測手段和方法，對得到的各種檢測結(jié)果要進行綜合分析和評判，根據(jù)DL/T596—1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定的試驗項目及試驗順序，通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學(xué)檢測的方法，在不停電的情況下，對發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效。經(jīng)驗證明，油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質(zhì)及程度直接有關(guān)，它們之間存在不同的數(shù)學(xué)對應(yīng)關(guān)系。

Abstract：There are two main methods for fault detection of power transformer， electrical detection and chemical detection. Chemical detection is mainly production rate and the ratio of three to analysis and judge， through the transformer oil content of gas. It is effective to find transformer latent fault and fault degree in early stage. In the course of practical application， in order to diagnosis the internal transformer failure more accurately， Chromatographic analysis should be in accordance with the equipment previous running conditions， characteristics of the gas content and using different analysis model to determine whether the operation of equipment is normal or equipment exist latent fault and fault category.

Keywords：Transformer Chromatographic Analysis The Defect-judgement Method

1. 電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過熱性、放電性及絕緣受潮等類型

1.1 過熱性故障是由于設(shè)備的絕緣性能惡化、油等絕緣材料裂化分解。又分為裸金屬過熱和固體絕緣過熱兩類。裸金屬過熱與固體絕緣過熱的區(qū)別是以CO和CO2的含量為準，前者含量較低，后者含量較高。

1.2 放電性故障是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生電效應(yīng)（即放電）導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能惡化。又可按產(chǎn)生電效應(yīng)的強弱分為高能放電（電弧放電）、低能量放電（火花放電）和局部放電三種[1]。

1.2.1 發(fā)生電弧放電時，產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體。這種故障在設(shè)備中存在時間較短，預(yù)兆又不明顯，因此一般色譜法較難預(yù)測。

1.2.2 火花放電，是一種間歇性的放電故障。常見于套管引線對電位未固定的套管導(dǎo)電管，均壓圈等的放電;引線局部接觸不良或鐵心接地片接觸不良而引起的放電;分接開關(guān)撥叉或金屬螺絲電位懸浮而引起的放電等。產(chǎn)生氣體主要為乙炔和氫氣，其次是甲烷和乙烯氣體，但由于故障能量較低，一般總烴含量不高。

1.2.3 局部放電主要發(fā)生在互感器和套管上。由于設(shè)備受潮，制造工藝差或維護不當，都會造成局部放電。產(chǎn)生氣體主要是氫氣，其次是甲烷。當放電能量較高時，也會產(chǎn)生少量的乙炔氣體。

1.3 變壓器絕緣受潮時，其特征氣體H2含量較高，而其它氣體成分增加不明顯。

值得注意的是，芳烴含量問題。因為它具有很好的“抗析氣”性能。不同牌號油含芳烴量不同，在電場作用下產(chǎn)生的氣體量不同。芳烴含量少的油“抗析氣”性能較差，故在電場作用下易產(chǎn)生氫和甲烷，嚴重時還會生成蠟狀物質(zhì)；而芳烴含量較多的絕緣油“抗析氣”性能較好，產(chǎn)生的氫氣和甲烷就少些，因此，具體判斷時要考慮這一因素的影響。

2. 色譜分析診斷的基本程序

2.1 首先看特征氣體的含量。若H2、C2H2、總烴有一項大于規(guī)程規(guī)定的注意值的20%，應(yīng)先根據(jù)特征氣體含量作大致判斷，主要的對應(yīng)關(guān)系是：①若有乙炔，應(yīng)懷疑電弧或火花放電；②氫氣很大，應(yīng)懷疑有進水受潮的可能；③總烴中烷烴和烯烴過量而炔烴很小或無，則是過熱的特征。

2.2 計算產(chǎn)生速率，評估故障發(fā)展的快慢。

2.3 通過分析的氣體組分含量，進行三比值計算，確定故障類別。

2.4 核對設(shè)備的運行歷史，并且通過其它試驗進行綜合判斷。

3. 油中主要氣體含量達到注意值時故障分析方法

在判斷設(shè)備內(nèi)有無故障時，首先將氣體分析結(jié)果中的幾項主要指標，（H2，∑CH，C2H2）與色譜分析導(dǎo)則規(guī)定的注意值（表1）進行比較。

表1

正常變壓器油中氣，烴類氣體含量的注意值

氣體組分

H2

CH4

C2H6

C2H4

C2H2

總烴

含量（10-6）

150

60

40

70

5

150

3.1 當任一項含量超過注意值時都應(yīng)引起注意。但是這些注意值不是劃分設(shè)備有無故障的唯一標準，因此，不能拿“標準”死套。如有的設(shè)備因某種原因使氣體含量較高，超過注意值，也不能斷言判定有故障，因為可能不是本體故障所致，而是外來干擾引起的基數(shù)較高，這時應(yīng)與歷史數(shù)據(jù)比較，如果沒有歷史數(shù)據(jù)，則需要確定一個適當?shù)臋z測周期進行追蹤分析。又如有些氣體含量雖低于注意值，但含量增長迅速時，也應(yīng)追蹤分析。就是說：不要以為氣體含量一超過注意值就判斷為故障，甚至采取內(nèi)部檢查修理或限制負荷等措施，是不經(jīng)濟的，而最終判斷有無故障，是把分析結(jié)果絕對值超過規(guī)定的注意值，（注意非故障性原因產(chǎn)生的故障氣體的影響，以免誤判），且產(chǎn)氣速率又超過10%的注意值時，才判斷為存在故障。

3.2 注意值不是變壓器停運的限制，要根據(jù)具體情況進行判斷，如果不是電路（包括絕緣）問題，可以緩?fù)＿\檢查。

3.3 若油中含有氫和烴類氣體，但不超過注意值，且氣體成份含量一直比較穩(wěn)定，沒有發(fā)展趨勢，則認為變壓器運行正常。

3.4 表1中注意值是根據(jù)對國內(nèi)19個省市6000多臺次變壓器的統(tǒng)計而制定的，其中統(tǒng)計超過注意值的變壓器臺數(shù)占總臺數(shù)的比例為5%左右。

3.5 注意油中CO、CO2 含量及比值。變壓器在運行中固體絕緣老化會產(chǎn)生CO和CO2。同時，油中CO和CO2的含量既同變壓器運行年限有關(guān)，也與設(shè)備結(jié)構(gòu)、運行負荷和溫度等因素有關(guān)，因此目前導(dǎo)則還不能規(guī)定統(tǒng)一的注意值。只是粗略的認為，開放式的變壓器中，CO的含量小于300μl/L，CO2/CO比值在7左右時，屬于正常范圍；而密封變壓器中的CO2/CO比值一般低于7時也屬于正常值。

3.6 應(yīng)用舉例

3.6.1 濟源供電公司220KV虎嶺變電站3#主變，1978年生產(chǎn)，1980年投運至今已運行28年，接近設(shè)備的壽命期。從2004年開始的油色譜報告分析中就存在多種氣體含量超標現(xiàn)象，具體數(shù)據(jù)見表2

表2 虎嶺變2#主變油色譜分析報告

對上述數(shù)據(jù)跟蹤分析，有不同程度乙炔、乙烯、總烴超過注意值，考慮變壓器運行年限、內(nèi)部絕緣老化，結(jié)合外部電氣檢測數(shù)據(jù)，認為該變壓器可繼續(xù)運行，加強跟蹤，縮短試驗周期。目前此變壓器仍在線運行。

3.6.2 2003年4月15日，35KV黃河變電站1#主變預(yù)試時發(fā)現(xiàn)氫氣含量明顯增長。變壓器型號為：SL7-5000KVA/35，2001年8月投運，具體色譜數(shù)據(jù)如下：

分析結(jié)果:色譜分析顯示氫氣含量雖未超過注意值，但增長較快，為原數(shù)值的12倍，其它特征氣體無明顯變化，說明變壓器油中有水份在電場作用下電解釋放出氫氣，同時對油進行電氣耐壓試驗，擊穿電壓為28KV，微水測定為80ppm，進一步驗證油中有水份存在。經(jīng)仔細檢查發(fā)現(xiàn)防暴筒密封玻璃有裂紋，內(nèi)有大量水銹，外部水份通過此裂紋進入變壓器內(nèi)部。經(jīng)處理后變壓器油中氫氣含量恢復(fù)正常。

4.故障產(chǎn)氣速率判斷法方法

4.1 實踐證明，故障的發(fā)展過程是一個漸進的過程，僅由對油中溶解的氣體含量分析結(jié)果的絕對值很難確定故障的存在和嚴重程度。因此，為了及時發(fā)現(xiàn)雖未達到氣體含量的注意值，但卻有較快的增長速率的低能量潛伏性故障，還必須考慮故障部位的產(chǎn)氣速率。根據(jù)GB/T7252—2001《變壓器油中溶解氣體分析判斷導(dǎo)則》中推薦通過產(chǎn)氣速率大小作為判斷故障的危害程度，對分析故障性質(zhì)和發(fā)展程度（包括故障源的功率、溫度和面積等）具有重要的意義。當相對產(chǎn)氣速率（每運行月某種氣體含量增加值占原有起始值的百分數(shù)的平均值），總烴的產(chǎn)氣速率大于10%時應(yīng)引起注意，變壓器內(nèi)部可能有故障存在，如大于40μl/L/月可能存在嚴重故障。但是，對總烴起始含量很低的變壓器不易采用此判據(jù)[2]。

4.2 根據(jù)總烴含量、產(chǎn)氣速率判斷故障的方法

4.2.1 總烴的絕對值小于注意值，總烴產(chǎn)氣速率小于注意值，則變壓器正常；

4.2.2 總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率小于注意值，則變壓器有故障，但發(fā)展緩慢，可繼續(xù)運行并注意觀察。

4.2.3 總烴大于注意值，但不超過注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率為注意值的1～2倍，則變壓器有故障，應(yīng)縮短試驗周期，密切注意故障發(fā)展；

4.2.4 總烴大于注意值的3倍，總烴產(chǎn)氣速率大于注意值的3倍，則設(shè)備有嚴重故障，發(fā)展迅速，應(yīng)立即采取必要的措施，有條件時可進行吊罩檢修[2]。

4.2.5 應(yīng)用舉例

2006年6月2日，濟源供電公司110KV星光變1#主變投運，投運時油色譜分析報告為:

投運后1個月，2006.7.21號開始跟蹤，具體所測數(shù)據(jù)如下:

分析結(jié)果:從7月～8月份跟蹤試驗數(shù)據(jù)認為，特征氣體含量屬正常范圍，產(chǎn)氣速率較小，考慮是新投運變壓器，繼續(xù)跟蹤運行；9月份后發(fā)現(xiàn)乙烯、乙炔、總烴含量超過注意值，同時產(chǎn)氣速率超過15%，乙炔、氫氣增長較快。結(jié)合投運時電氣交接試驗情況，此變采用ABB油氣套管，且變壓器出廠時雖做局部放電試驗，但油氣套管未進工廠是在現(xiàn)場組裝的。由于變壓器套管直接與GIS設(shè)備連接，交接時無法進行主變局放試驗。通過特征氣體產(chǎn)生率、三比值法判斷內(nèi)部可能有火花放電存在，懷疑高壓引線與套管連接處可能存在缺陷。經(jīng)常規(guī)電氣試驗未發(fā)現(xiàn)異常，放油后檢查發(fā)現(xiàn)，套管未端屏蔽罩固定螺絲三個中有一個較松動，但無明顯放電痕跡，緊固后對油進行脫氣處理，主變試運至今色譜分析正常。

5. 根據(jù)三比值法分析判斷方法

所謂的IEC三比值法實際上是羅杰斯比值法的一種改進方法。通過計算，C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值，將選用的5種特征氣體構(gòu)成三對比值，對應(yīng)不同的編碼，分別對應(yīng)經(jīng)統(tǒng)計得出的不同故障類型。應(yīng)用三比值法應(yīng)當注意的問題：

5.1 對油中各種氣體含量正常的變壓器，其比值沒有意義。

5.2 只有油中氣體各成份含量足夠高（通常超過注意值），氣體成分濃度應(yīng)不小于分析方法靈敏度極限值的10倍[3]，且經(jīng)綜合分析確定變壓器內(nèi)部存在故障后，才能進一步用三比值法分析其故障性質(zhì)。如果不論變壓器是否存在故障，一律使用三比值法，就有可能將正常的變壓誤判斷為故障變壓器，造成不必要的經(jīng)濟損失[3]。

5.3 應(yīng)用舉例

2006年4月30號，110KV濟源變2#主變差動、瓦斯動作跳閘，油色譜分析報告為：

分析結(jié)果：變壓器差動、瓦斯繼電器同時動作，甲烷、乙烯、乙炔、氫氣、總烴含量均超過注意值數(shù)倍，可直接采用三比值法判斷故障類型。查編碼為102，屬高能放電故障，可能會出現(xiàn)工頻續(xù)流放電、繞組之間或繞組對地之間的絕緣油發(fā)生電弧擊穿、調(diào)壓開關(guān)切斷電源等；結(jié)合外部電氣試驗測得B相高壓繞組直流電阻不平衡率達25%，初步判斷為B相繞組有嚴重電弧故障。吊罩檢查發(fā)現(xiàn)B相高壓繞組中性點處出現(xiàn)嚴重匝間短路，并有電弧放電痕跡，主變本體損壞嚴重。

6. 結(jié)束語

變壓器油中氣體含量色譜分析方法能有效診斷變壓器內(nèi)部潛伏性故障的早期存在。具體應(yīng)用中要根據(jù)故障或缺陷的不同發(fā)展階段，采用不同的分析方法，結(jié)合設(shè)備的實際運行狀況及外部電氣試驗數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮油化學(xué)檢測的靈敏性，正確評判設(shè)備狀況或制定針對性的檢修策略，提高變壓器的運行可靠性。

參考文獻

1、譚志龍等編，電力用油（氣）技術(shù)問答，中國電力出版社[M]，2006：89

篇4

【摘要】

目的探索傘形科植物萊陽沙參莖葉的質(zhì)量及成分，為萊陽沙參莖葉的質(zhì)量鑒定與質(zhì)量標準的制定及開發(fā)利用提供依據(jù)。方法采用測定萊陽沙參莖葉各種溶劑提取液的TLC及其水溶性提取物和醇溶性提取物含量等。結(jié)果萊陽沙參莖葉各種溶劑提取液的TLC顯示其中物質(zhì)較為豐富，其水溶性提取物和醇溶性提取物含量分別為45.65 %和16.80%。結(jié)論研究為北沙參莖葉的鑒別，質(zhì)量標準的制定及后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 萊陽沙參莖葉 提取物 薄層色譜

北沙參又名萊陽沙參［1］，野香草菜根［2］。近些年國內(nèi)外學(xué)者對萊陽沙參進行了大量的研究［3］，但對其地上部分萊陽沙參莖葉的研究未見報道。本實驗對傘形科植物萊陽沙參莖葉各種溶劑（石油醚、乙醚、氯仿、乙醇、甲醇、水）的提取液進行了TLC測定，并對其水溶性提取物和醇溶性提取物進行了含量測定，以期為萊陽沙參莖葉的鑒別，質(zhì)量標準的制定及后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。

1 儀器與試藥

電子天平，AB204E（METTLER TOLEDO）；紫外燈（λ254nm+λ366nm），日本島津公司； 101-2A型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海滬南科學(xué)儀器聯(lián)營廠）；電熱恒溫水浴箱（龍口市先科儀器公司）；硅膠H板（煙臺化學(xué)工業(yè)研究所）；微量點樣器（Made in U．S．A．）；所用試劑均為A·R級。

萊陽沙參莖葉于2007-10采自山東省萊陽市高格莊鎮(zhèn)胡城村，為人工栽培北沙參。經(jīng)山東中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校張欽德教授鑒定為傘形科植物珊瑚菜Glehnia littoralis Fr.Schmidtex Miq的莖葉（大紅袍品種）。

2 方法與結(jié)果

2.1 不同溶劑提取物的TLC

2.1.1 樣品的采取與制備萊陽沙參莖葉從其植物株上摘下，自來水洗凈于陰處晾干3 d后，在62℃的干燥箱中干燥72 h，備用。

2.1.2 試液的制備 準確稱取上述樣品10 g，精密加入石油醚(沸程60～90℃)150 ml，在（73±1）℃水浴上進行回流提取2 h，之后過濾，揮去石油醚，定容于50 ml 容量瓶中備用；在殘渣中加入150 ml乙醚，在（57±1）℃水浴上回流提取2 h，之后過濾，濾液濃縮定容于50 ml容量瓶中備用；在殘渣中加入150 ml氯仿，在（60±1）℃水浴上回流提取2 h，之后過濾，濾液濃縮定容于50 ml容量瓶中備用；在殘渣中加入95%乙醇150 ml，在（85±1）℃水浴上回流提取2 h，之后過濾，濾液濃縮定容于50 ml容量瓶中備用。

另準確稱取樣品10 g置帶塞的錐形瓶中，精密加入甲醇150 ml，浸泡1 h，超聲提取1 h后過濾，濾液濃縮定容于50 ml的容量瓶中備用；再在殘渣中加入蒸餾水150 ml，微沸1 h后過濾，濾液濃縮定容于50 ml的容量瓶中備用。

轉(zhuǎn)貼于

2.1.3 各種試液的TLC 將上述制備的各種試液分別點樣10 μl于硅膠H板上，放于盛有不同展開劑的展開缸中，上行展開15 cm，在熒光燈下觀看。結(jié)果見圖1～4。圖1的展開劑為：石油醚-乙醚-冰醋酸（6∶6∶1）；圖2的展開劑為：石油醚-乙醚-冰醋酸（10∶10∶1）；圖3的展開劑為：苯-氯仿-冰醋酸（6∶5∶1）；圖4的展開劑為：石油醚-醋酸乙酯-冰醋酸（16∶8∶1）。

圖1 萊陽沙參莖葉TLC圖譜（略）

圖2 萊陽沙參莖葉TLC圖譜（略）

2.2 水提物和醇提物的含量測定在萊陽沙參莖葉成分不明確的情況下，測定其水溶性提取物和醇溶性提取物的含量作為評價其內(nèi)在質(zhì)量的指標。按《中國藥典》方法［4］測定了萊陽沙參莖葉中的水溶性提取物和醇溶性提取物的含量，分別為45.65 %和16.8%。另外，用超聲法測定了其水溶性提取物和醇溶性提取物的含量，方法是用醇（水）冷浸4 h后，超聲提取30 min過濾，提取兩次，萊陽沙參莖葉中的水溶性提取物和醇溶性提取物的含量分別為30.29%和4.79%。

圖3 萊陽沙參莖葉TLC圖譜（略）

圖4 萊陽沙參莖葉TLC圖譜（略）

3 討論

實驗比較了萊陽沙參莖葉6種溶劑提取液的12種展開系統(tǒng)的展開效果，以上述4種展開系統(tǒng)為佳。由TLC看出，萊陽沙參莖葉各種溶劑提取液在展開后熒光斑點比較多，說明物質(zhì)較為豐富。比較可以看出，展開劑極性增加，極性溶劑提取液在TLC中的色斑增多。在這些色斑中，藍綠色熒光斑點多，依次為紅色和黃色熒光斑點。在各種展開系統(tǒng)中，石油醚提取液最少2個斑點；乙醚提取液最少7個斑點；氯仿提取液最少5個斑點；乙醇提取液最少3個斑點；甲醇提取液最少5個斑點；水提取液最少1個斑點，這些構(gòu)成了萊陽沙參莖葉各種提取液的特征色譜，為萊陽沙參莖葉質(zhì)量標準的研究提供了依據(jù)。

由實驗可以看出，萊陽沙參莖葉的水溶性物質(zhì)和醇溶性物質(zhì)含量熱浸藥典法明顯高于冷浸超聲法。測定其水溶性物質(zhì)和醇溶性物質(zhì)以熱浸法為好。

探索萊陽沙參莖葉的質(zhì)量和成分，對于全面認識萊陽沙參全草具有積極意義，亦為萊陽沙參莖葉化學(xué)成分的后續(xù)研究及開發(fā)利用研究打下基礎(chǔ)。

【參考文獻】

［1］ 蔡永敏．中藥藥品辭典［M］．北京:中國中醫(yī)藥出版社，1996∶97．

［2］ 中華人民共和國衛(wèi)生部藥政管理局，中國藥品生物制品檢定所．中藥材手冊［M］．北京：人民衛(wèi)生出版社，1959∶74．

篇5

關(guān)鍵詞醚磺??；高效液相色譜分析；二極管陣列檢測器

醚磺?。╟inosulfuron），化學(xué)名稱為1-（4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基）-3-[2（2-甲氧基乙氧基）苯基磺酰]脲，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

醚磺隆屬磺酰脲類除草劑、側(cè)鏈氨基酸合成抑制劑。在水稻體內(nèi)藥劑被代謝成無毒物，適用于防治水稻本田、直播田及秧田一年生闊葉雜草和莎草科雜草。本文通過對醚磺隆高效液相色譜分析條件，如液相色譜柱、檢測波長、流動相及配比等方面進行選擇與優(yōu)化，建立了一種可用于醚磺隆原藥和醚磺隆可濕性粉劑中有效成分的分析方法。

1試驗部分

1.1儀器與試劑

高效液相色譜儀（Agilent 美國）配G1379A在線脫氣裝置、G1311A四元梯度泵、G1313A自動進樣器、G1316A柱溫箱、G1315B二極管陣列檢測器、化學(xué)工作站；UP 250H超聲波清洗器（上海超聲波儀器廠）；針筒式微孔濾膜過濾器0.45μm（天津市騰達過濾器件廠）；其他所用玻璃儀器均經(jīng)過校準。

乙腈、甲醇為色譜純；水為高純水；醚磺隆標準品（≥98.0%，北京百靈威公司提供）。

1.2試驗方法

1.2.1液相色譜分析條件。液相色譜柱：SupelcosilTM LC-18（250mm×4.6mm，5μm）；流動相：乙腈+甲醇+水=30+30+40（V/V）；流速：1.0mL/min；柱溫：室溫；檢測波長：220nm；進樣體積：2μL。典型的醚磺隆試樣高效液相色譜圖見圖2。

1.2.2標準溶液以及試樣溶液的配制。稱取醚磺隆標樣約0.025g（準確至0.000 2g）于25mL容量瓶中，加甲醇超聲振蕩溶解，并定容至刻度，振勻，準確移取此液5.0mL于50mL容量瓶中，用流動相定容，搖勻。標樣溶液現(xiàn)配現(xiàn)用。

稱取約含0.025g醚磺隆的試樣（準確至0.000 2g）于25 mL容量瓶中，加甲醇超聲振蕩溶解，再用甲醇定容至刻度，振搖5min，然后用0.45μm孔徑濾膜過濾。準確移取此濾液5.0mL于50mL容量瓶中，用流動相定容，搖勻。

1.2.3方法的添加回收率。移取5.0 L濃度為19.0mg/L的醚磺隆標準溶液于2支10mL具塞刻度管中，向其中分別移取5.0mL濃度為6.4mg/L、12.7 g/L的醚磺隆標準溶液，搖勻，配成1號、2號添加溶液，在上述操作條件下重復(fù)進樣，分別計算其峰面積平均值，并代入線性方程計算測定濃度和添加回收率。

2結(jié)果與討論

2.1色譜柱選擇

在流動相及檢測波長一定時，我們采用supelcosilTM LC-18（250mm×4.6mm，5μm）和supelcosilTM LC-8（250mm×4.6 mm，5mm）兩根色譜柱，分別對醚磺隆標準溶液進行了測定，發(fā)現(xiàn)醚磺隆與雜質(zhì)在supelcosilTM LC-18（250mm×4.6 mm，5μm）色譜柱上分離較好。

2.2流動相的選擇

在supelcosilTM LC-18色譜柱上，選用不同比例的①乙腈+甲醇+水＝30+30+40；②乙腈+甲醇+水＝30+20+50作為流動相對醚磺隆樣品溶液進行測定，發(fā)現(xiàn)在①條件下醚磺隆的出峰時間在4.6 min左右，與雜質(zhì)的分離效果較為理想，并且醚磺隆峰形好，色譜峰尖銳；在②條件下醚磺隆與雜質(zhì)分離不好，色譜峰有些拖尾，峰寬較寬。所以本文采用①為流動相。

2.3檢測波長的選擇

對醚磺隆在190~400nm紫外吸收波長下進行掃描，發(fā)現(xiàn)其最大吸收波長為210nm，考慮到甲醇的紫外吸收截止波長和檢測器最適宜的波長范圍，我們最終選擇了220nm為醚磺隆液相色譜的檢測波長。結(jié)果顯示：在此波長下醚磺隆吸收峰面積較大、穩(wěn)定，并且不受干擾。

2.4標準曲線的繪制

用液相色譜對醚磺隆標準溶液（濃度分別為1.6mg/L、3.2mg/L、6.4mg/L、12.7mg/L、19.0mg/L）進樣2次，以峰面積平均值―濃度進行線性回歸，得到直線方程為Y= 1.4 623 475+9.1 330 858X，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 98。

2.5方法的精密度和準確度

用液相色譜對醚磺隆標準溶液（濃度為12.7mg/L）進樣8次，并計算其峰面積的平均值和相對標準偏差，結(jié)果見表1。

3結(jié)語

通過對高效液相色譜分析條件的選擇與優(yōu)化，建立的醚磺隆高效液相色譜分析方法精密度和準確度較好，能滿足醚磺隆原藥和醚磺隆可濕性粉劑中有效成分分析的要求。

篇6

關(guān)鍵詞：潛在故障；充油設(shè)備；絕緣油；色譜分析

中圖分類號：TM307文獻標識碼： A

前言：

在現(xiàn)代電網(wǎng)快速發(fā)展的今天，對設(shè)備狀態(tài)的檢測方法有更高的要求。在保證電網(wǎng)設(shè)備安全及供電可靠的前提下，要求試驗人員對設(shè)備的實際狀態(tài)有一個全方位立體化的掌握。而在高壓充油設(shè)備的檢測方法中，絕緣油分析技術(shù)與高壓試驗檢測手段兩者不可分割，起到了相輔相成的作用。尤其在一些重要變電設(shè)備如變壓器和電抗器等的狀態(tài)檢測，要求設(shè)備在保證供電的情況下不停電試驗及跟蹤效驗時，絕緣油的色譜分析結(jié)果則顯得尤為重要。本文就這一觀點舉例闡述了絕緣油色譜分析對設(shè)備潛在故障的診斷。

1.絕緣油的組成及性能

對于絕緣油的組成，我們知道，油在不同電壓等級、不同設(shè)備中的作用及不同環(huán)境要求下，其組成會略有不同，實際應(yīng)用的絕緣油普遍為礦物絕緣油，即由石油分餾產(chǎn)物經(jīng)多種工藝精制而成，屬于多種烴類化合物的混合體。組成可劃分為飽和烴、環(huán)烷烴和芳香烴三種類型。變壓器油的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，從應(yīng)用的角度看，不一定要完全搞清楚所有的烴類成分，但是必須了解變壓器油的種種特性和功能，還應(yīng)該知道在運行過程中油的氧化過程及其氧化產(chǎn)物的危害。

絕緣油在設(shè)備中要發(fā)揮多方面的功能作用，必須具備良好的化學(xué)、物理和電氣等方面的性能。這就需要試驗人員依據(jù)各類絕緣油運行維護管理導(dǎo)則及試驗規(guī)程要求，對絕緣油進行定期檢測，保證設(shè)備內(nèi)絕緣油的實際性能符合運行條件。

2.絕緣油在設(shè)備中的作用

在高壓電氣設(shè)備中，有大量的充油設(shè)備（如變壓器、互感器、油斷路器等）。這些設(shè)備中的絕緣油主要作用如下:

（1）使充油設(shè)備有良好的熱循環(huán)回路，以達到冷卻散熱的目的。在油浸式變壓器中，就是通過油把變壓器的熱量傳給油箱及冷卻裝置，再由周圍空氣或冷卻水進行冷卻的。

（2）增加相間、層間以及設(shè)備的主絕緣能力，提高設(shè)備的絕緣強度。例如油斷路器同一導(dǎo)電回路斷口之間絕緣。

（3）隔絕設(shè)備絕緣與空氣接觸，防止發(fā)生氧化和浸潮，保證絕緣不致降低。特別是變壓器、電容器中的絕緣油，防止潮氣侵入，同時還填充了固體絕緣材料中的空隙，使得設(shè)備的絕緣得到加強。

（4）在充油斷路器中，絕緣油除作為絕緣介質(zhì)之外，還作為滅弧介質(zhì)，防止電弧的擴展，并促使電弧迅速熄滅。

3.絕緣油的檢測方法

在實際工作中，試驗人員對絕緣油的檢測方式大致分為簡化試驗和色譜分析兩種。在正常情況下，充油電氣設(shè)備內(nèi)的油、紙絕緣材料在熱和電的作用下會逐漸老化和分解，產(chǎn)生各種特征氣體，并且絕緣油的各種特性也會因為運行條件、環(huán)境的變化及遇到各種設(shè)備故障時，產(chǎn)生不同程度的改變。絕緣油簡化試驗主要運用各種方法，針對油的物理、化學(xué)及電氣性能的變化分別來檢測，對油的狀態(tài)及設(shè)備內(nèi)部情況做一個基本了解。絕緣油色譜分析，是指從油中取出溶解氣體，用氣相色譜分析該氣體成分和含量，判定設(shè)備有無內(nèi)部故障，診斷故障類型，并推定故障點溫度、故障能量等。

4.絕緣油中色譜分析在實際中的應(yīng)用

早期預(yù)測變壓器等充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障，對于安全供電，防范事故與未然，是極為重要的。作為絕緣監(jiān)督的手段，有各類電氣絕緣特性試驗。但是，這些試驗共同特點是要求被試設(shè)備停運，降低了供電可靠性，也很難測出事故發(fā)生前的潛在故障。而運用絕緣油色譜分析技術(shù)就能在不影響供電的前提下，有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及故障發(fā)展趨勢，及時對設(shè)備運行狀態(tài)做出評價。

4.1.設(shè)備內(nèi)部故障診斷實例

實例1

（一）、故障概況

500kV王石變王渤一線500kV電抗器型號XMZ46,1986年投運。該產(chǎn)品在2013年3月26日至4月7日進行了B 類檢修，更換了散熱器的膠圈、瓦期繼電器、壓力釋放閥、溫度表、分線箱，進行了油處理。處理后經(jīng)現(xiàn)場試驗高壓絕緣試驗合格。絕緣油簡化試驗結(jié)果顯示介質(zhì)損耗因數(shù)、體積電阻率、擊穿電壓、閃點和水分等的試驗結(jié)果均合格（見表1）。絕緣油色譜分析試驗結(jié)果各項指標顯示良好，具備投運條件（見表2）。

表1電抗器C相絕緣油簡化試驗數(shù)據(jù)

備注： 電抗器大修后送電前試驗

該組電抗器于4月22日投入系統(tǒng)運行。4月23日、24日，進行了絕緣油色譜分析跟蹤試驗，色譜數(shù)據(jù)顯示C相乙炔、乙烯、總烴、二氧化碳等均超標，并且增長趨勢明顯，懷疑電抗器內(nèi)部放電（見表2）。該組高抗于4月24日17時退出運行，做進一步分析和處理。

表2電抗器C相絕緣油色譜試驗數(shù)據(jù)

該組電抗器于4月24日17時退出運行進行內(nèi)檢。

故障處理過程

第一次處理

1.內(nèi)檢情況

（1）打開上蓋人孔后，首先對器身上部進行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異物和異常部位。

（2）檢查人員換專用服裝后進入電抗器內(nèi)，在檢查到中性點出線部位時，發(fā)現(xiàn)鐵心夾件上有一等電位連線有燒黑跡象，用手輕輕觸摸即斷線，經(jīng)確認導(dǎo)線已經(jīng)完全燒斷，外層絕緣紙已經(jīng)完全碳化。連接片燒損情況見下圖。

（3）油箱內(nèi)臟污嚴重，油箱底部有大量雜質(zhì)，經(jīng)檢查確認為橡膠老化后的碎末；油色渾濁，分析為凈油器中硅膠早已失效粉化，進入油中。

（4）其余部位未發(fā)現(xiàn)異常情況。

2.處理情況

（1）拆除燒斷的等電位連接線，重新更換為截面更大的軟銅絞線，外表面采用專用皺紋紙包扎后又包繞一層收縮帶，然后恢復(fù)安裝。

（2）將油箱內(nèi)底部變壓器臟油全部抽出。

（3）因凈油器內(nèi)硅膠已經(jīng)失效，決定將凈油器閥門關(guān)閉。

（4）抽真空后重新注油，并在器身內(nèi)部進行熱油循環(huán)處理油中乙炔，至合格為止。

3.原因分析：

通過連接銅片燒損情況分析，認為此銅片此前存在缺陷，可能已經(jīng)有一定深度的折痕但還未完全斷開。此次檢修后按工藝要求從本體底部回油至上蓋約0.1-0.2m時，需要從油箱上部將油補滿。檢修單位選擇的補油部位剛好在此引線上部（相距約0.8m）。因此在補油時，此引線在油流的持續(xù)作用下，使得已經(jīng)虛接的銅片完全斷開，因此投入運行后斷開的銅片開始放電。

根據(jù)以上檢查情況并結(jié)合油色譜化驗結(jié)果，認為此處鐵心夾件間的等電位連接線斷線是產(chǎn)生本次故障的主要原因。

第二次處理

經(jīng)過第一次故障處理后該組電抗器于5月4日上午10時投運。依照試驗規(guī)程規(guī)定，對該組電抗器進行絕緣油色譜分析跟蹤試驗。5月5日在油化試驗中發(fā)現(xiàn)乙炔、乙烯、總烴數(shù)據(jù)均超標（見表3）

表3電抗器C相絕緣油色譜試驗數(shù)據(jù)

經(jīng)過多次跟蹤監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)增長趨勢明顯，懷疑電抗器內(nèi)部有放電。5月9日、10日對其進行排油第二次內(nèi)檢，發(fā)現(xiàn)另一側(cè)鐵心夾件和聚磁板連接片燒損。同時對A、B相電抗器進行油色譜化驗時也發(fā)現(xiàn)痕量乙炔。根據(jù)上次內(nèi)檢經(jīng)驗及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家研討決定，將該組電抗器停運并全部進行內(nèi)檢。結(jié)果發(fā)現(xiàn)王渤#1線C相電抗器主回路絕緣無問題，出現(xiàn)乙炔的主要原因是集磁板接地線異常引起，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)集磁板夾件存在有多根連接線接地的問題，出現(xiàn)環(huán)流、局部過熱導(dǎo)致一根接地線燒斷放電。B、C相上相同部位處，均有不同程度的燒損?，F(xiàn)該組電抗器已退出運行并更換新設(shè)備。

實例2

2009年10月16日，對王石變電站500 kV 1號主變A相進行例行油色譜分析試驗（見表1），

發(fā)現(xiàn)A相本體油色譜分析異常，總烴略有增長，并出現(xiàn)0.25 μL/L乙炔，9月份月檢油色譜無乙炔，總烴正常。經(jīng)公司研究，該組變壓器為重要設(shè)備，決定不停電繼續(xù)油色譜跟蹤試驗，17日、18日2天油色譜跟蹤總烴略有增長，乙炔增長到0.32 μL/L，CO增長幅度較大（從595 μL/L增長到1 223 μL/L），根據(jù)該變壓器3天油色譜成績、負荷及溫度情況進行綜合分析，確定為變壓器內(nèi)部存在絕緣中溫過熱性故障或懸浮電位火花放電，應(yīng)加強色譜跟蹤檢測，考察氣體產(chǎn)氣速率。

表1王石變電站500 kV原1號主變A相本體油色譜數(shù)據(jù)

19～21日每天采取上、下午2次油樣跟蹤試驗，結(jié)果顯示乙炔、CO、總烴數(shù)值繼續(xù)增長，根據(jù)16～22日油中氣體組分分析認為結(jié)論正確。鑒于1994年該變壓器發(fā)生過爆炸事故，公司決定停用A相主變，倒D相備用主變。10月22日該變壓器A相停電并倒備用相完成。

2010年2月23日，對王石變電站500 kV 1號主變C相進行例行油色譜分析化驗，發(fā)現(xiàn)C相本體油色譜分析異常，總烴含量175 μL/L（標準為150 μL/L），超標不合格。該變壓器1～3月份試驗數(shù)據(jù)如表2所示。

表2王石變電站500 kV原 1號主變C相本體油色譜數(shù)據(jù)

王石1號主變?yōu)樵蜿栕儔浩鲝S首批國內(nèi)產(chǎn)品。1984年出廠，1986年投運，截止2010年已運行25年，已超過其設(shè)計20年的使用壽命，同型號變壓器已全部退出運行。A相主變已于2009年10月22日退出運行，倒備用相運行。從上面數(shù)據(jù)可以看出，C相主變總烴數(shù)值一直居高不下，可能存在過熱性故障。2010年4月22日、5月11日，再次對王石變電站500 kV 1號主變C相進行例行油樣化驗，發(fā)現(xiàn)C相本體油色譜分析異常，總烴含量分別為165.61 μL/L、163.35 μL/L，標準為150μL/L，超標不合格（見表3）

表3王石變電站500 kV原1號主變C相本體油色譜數(shù)據(jù)

2010年6月18日，王石變電站500 kV 1號主變B、C、D相停電，A、B、C、D相均退出運行。并且決定于2010年6月更換1號主變，更換后的王石變電站500 kV 1號主變于2010年8月15日正式投入運行。

5.結(jié)論

經(jīng)過長期的實踐經(jīng)驗我們可以看出，當設(shè)備存在局部過熱、放電故障等一些潛在故障時，絕緣油中形成的特征氣體可溶于油中，這些可燃性氣體的組成和含量與設(shè)備故障類型及嚴重程度有密切關(guān)系。采用氣相色譜法檢測油中氣體組成和含量，能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，并可隨時監(jiān)視故障發(fā)展狀況，及時消除故障隱患，對保證電力系統(tǒng)安全可靠運行有很大作用。且油色譜分析方法簡單、速度快、發(fā)現(xiàn)問題及時。因此多年來該方法應(yīng)用廣泛，已積累許多實踐經(jīng)驗。該項試驗是絕緣油運行監(jiān)督中的一項必不可少的內(nèi)容。

參考文獻：

[1]電力用油分析及油務(wù)管理北京：中國電力出版社，2009．

[2]變壓器油色譜分析與故障診斷北京：中國電力出版社，2010.

[3]電氣設(shè)備預(yù)防性試驗方法北京：水利電力出版社，1994．

[4]運行變壓器油維護管理導(dǎo)則 GB/T 14542-2005

作者簡介：

楊越（1985―），女，大學(xué)本科，助理工程師/技師，從事高壓試驗和電力用油（氣）的檢測工作多年?，F(xiàn)在國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司鞍山分部試驗班工作。

蘇海南(1985-),女 ,2010年畢業(yè)于東北電力大學(xué),助理工程師,從事電氣試驗工作，

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關(guān)鍵詞：變壓器故障 氣相色譜技術(shù) 運用

變壓器是供配電系統(tǒng)中的核心設(shè)備，我集團供配電系統(tǒng)中，共有油浸式變壓器50多臺，有110KV主變壓器、6KV高壓電機變壓器、400V變壓器以及特殊用于靜電除塵的高壓變壓器。這些設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，將對生產(chǎn)產(chǎn)生停電面大、周期長的嚴重影響。及時了解油浸變壓器內(nèi)部運行情況并發(fā)現(xiàn)故障苗頭，對保證變壓器安全、可靠、優(yōu)質(zhì)運行有十分重要的意義。對于油浸式變壓器，線圈和鐵蕊全部浸沒在變壓器油中，無法通過肉眼及直接測量來判斷變壓器的故障隱患，必須采用一定的技術(shù)方法來了解變壓器的運行狀況。氣相色譜技術(shù)的運用充分解決了這一難題。

一、氣相色譜法的原理

氣相色譜法的一般流程主要包括三部分：載氣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器。當載氣攜帶著不同物質(zhì)的混合樣品通過色譜柱時，氣相中的物質(zhì)一部分就要溶解或吸附到固定相內(nèi)，隨著固定相中物質(zhì)分子的增加，從固定相揮發(fā)到氣相中的試樣物質(zhì)分子也逐漸增加，也就是說，試樣中各物質(zhì)分子在兩相中進行分配，最后達到平衡。這種物質(zhì)在兩相之間發(fā)生的溶解和揮發(fā)的過程，稱分配過程。分配達到平衡時，物質(zhì)在兩相中的濃度比稱分配系數(shù)，也叫平衡常數(shù)，以K表示，K=物質(zhì)在固定相中的濃度/物質(zhì)在流動相中的濃度，在恒定的溫度下，分配系數(shù)K是個常數(shù)。

由此可見，氣相色譜的分離原理是利用不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù)，當兩相作相對運動時，試樣的各組分就在兩相中經(jīng)反復(fù)多次地分配，使得原來分配系數(shù)只有微小差別的各組分產(chǎn)生很大的分離效果，從而將各組分分離開來。然后再進入檢測器對各組分進行鑒定。

二、變壓器的故障產(chǎn)生的氣體及故障類型

（一）變壓器絕緣材料產(chǎn)生的氣體組分

油和固體絕緣材料在電或熱的作用下分解產(chǎn)生的各種氣體中，對判斷故障有價值的氣體有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、氫、一氧化碳、二氧化碳。正常運行的老化過程產(chǎn)生的氣體主要是一氧化碳和二氧化碳。在油紙絕緣存在局部放電時，油裂解產(chǎn)生的氣體主要是氫和甲烷。在故障溫度高于正常運行溫度不多時，產(chǎn)生的氣體主要是甲烷。隨著故障溫度的升高，乙烯和乙烷逐漸成為主要特征。在溫度高于1 000℃時，例如在電弧弧道溫度（3 000℃以上）的作用下，油裂解產(chǎn)生和氣體中含有較多的乙炔。如果故障涉及到固體絕緣材料時，會產(chǎn)生較多的一氧化碳和二氧化碳。

絕緣油和絕緣材料在不同溫度和能量作用下主要產(chǎn)生的氣體組分，歸納如下：

1）在140℃以下時有蒸發(fā)汽化和較緩慢的氧化。

2）絕緣油在140℃到500℃時油分解主要產(chǎn)生烷類氣體，其中主要是甲烷和乙烷，隨溫度的升高（500℃以上）油分解急劇地增加，其中烯烴和氫增加較快，乙烯尤為顯著，而溫度（約800℃左右）更高時，還會產(chǎn)生乙炔氣體。

3）油中存在電弧時（溫度超過1 000℃，使油裂解的氣體大部分是乙炔和氫氣，并有一定的甲烷和乙烯等。

4）設(shè)備在運行中，由于負荷變化所引起的熱脹和冷縮，用泵循h(huán)油所引起的湍流，以及鐵芯的磁滯伸縮效應(yīng)所引起的機械振動等，都會導(dǎo)致形成空穴和油釋放溶解氣體。如果產(chǎn)生的氣泡集在設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)的高電壓應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，在較高電場下會引起氣隙放電（一般稱為局部放電），而放電本身又能進一步引起油的分解和附近的固體絕緣材料的分解，而產(chǎn)生氣體，這些氣體在電應(yīng)力作用下會更有利于放電產(chǎn)生氣體。這種放電使油分解產(chǎn)生的氣體主要是氫和少量甲烷氣體。

5）固體絕緣材料，在較低溫度（140℃以下）長期加熱時，將逐漸地老化變質(zhì)產(chǎn)生氣體，其中主要是一氧化碳和二氧化碳，且后者是主要成分。

6）固體絕緣材料在高于200℃作用下，除產(chǎn)生碳的氧化物之外，還分解有氫、烴類氣體，溫度不同，一氧化碳和二氧化碳的比值有所不同，這一比值在低溫時小而高溫時大。

7）鐵鋼等金屬材料起催化作用，水與鐵反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。此外，奧氏不銹鋼材能儲藏氫，與絕緣油接觸釋放出來溶解于油中。

（二）變壓器等充油設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障的部位

了解變壓器內(nèi)部可能發(fā)生的故障類型，對氣相色譜分析結(jié)果定論時有很大的幫助，變壓器等充油設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障的部位主要歸納為：

1）過熱故障發(fā)生的部位

①過熱性故障在變壓器內(nèi)常發(fā)生的部位主要為：載流導(dǎo)線和接頭不良引起的過熱故障。如分接開關(guān)動靜觸頭接觸不良、引線接頭虛焊、線圈股間短路、引線過長或包扎絕緣損傷引起導(dǎo)體間相接產(chǎn)生環(huán)流發(fā)熱，超負荷運行發(fā)熱、線圈絕緣膨脹、油道堵塞而引起的散熱不良等。另一種是磁路故障，如鐵芯多點接地、鐵芯片間短路、鐵芯與穿芯螺釘短路、漏磁引起的油箱、夾件、壓環(huán)等局部過熱。

②過熱性故障占少油設(shè)備（互感器和電容套管）故障比例較少，發(fā)生的部位主要為：電流互感器的一次引線緊固螺母松動，分流比抽頭緊固螺母松動等；電容套管的穿纜線鼻與引線接頭焊接不良，導(dǎo)管與將軍帽等連接螺母配合不當?shù)取?/p>

2）放電故障發(fā)生的部位

①高能量放電（電弧放電）在變壓器、套管、互感器內(nèi)均有發(fā)生。引起電弧放電故障原因通常是線圈匝層間絕緣擊穿，過電壓引起內(nèi)部閃絡(luò)，引線斷裂引起的閃弧，分接開關(guān)飛弧和電容屏擊穿等。這種故障氣體產(chǎn)生劇烈、產(chǎn)氣量大，故障氣體往往來不及溶解于油而聚集到氣體繼電器引起瓦斯動作。

②低能量放電一般是火花放電，是一種間歇性的放電故障，在變壓器、互感器、套管中均有發(fā)生。不同電位的導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體與絕緣體之間以及不固定電位的懸浮體，在電場極不均勻或畸變以及感應(yīng)電位下，都可能引起火花放電。

③局部放電是指油和固體絕緣中的氣泡和尖端，因耐壓強度低，電場集中發(fā)生的局部放電。這種放電不斷蔓延與發(fā)展，會引起絕緣的損傷（碳化痕跡或穿孔）。如電流互感器和電容套管的電容芯繞包工藝不良或真空干燥工藝不良等，都會造成局部放電。

三、診斷變壓器等充油設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障

在診斷變壓器等充油設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障時，應(yīng)綜合考慮以下三個方面的因素，做到準確判斷變壓器的故障類型及故障的大致部位：

（一）故障下產(chǎn)氣的累計性

充油電氣設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大部分會溶解于油。隨著故障的持續(xù)，這些氣體在油中不斷積累，直至飽和甚至析出氣泡。因此，油中故障氣體的含量及其累計程度是診斷故障的存在與發(fā)展情況的一個依據(jù)。

（二）故障下產(chǎn)氣的速率

正常情況下充油電氣設(shè)備在熱和電場的作用下也會老化分解出少量的可燃性氣體，但產(chǎn)氣速率很緩慢。當設(shè)備內(nèi)部存在故障時，就會加快這些氣體的產(chǎn)氣速率。因此，故障氣體的產(chǎn)氣速率，也是診斷故障的存在與發(fā)展程度的另一個依據(jù)。

（三）故障下產(chǎn)氣的特征性

變壓器內(nèi)部在不同故障下產(chǎn)生的氣體有不同的特征。例如局部放電時總會有氫；較高溫度的過熱時總會有乙烯；而電弧放電時也總會有乙炔。因此，故障下產(chǎn)氣的特征性是診斷故障性質(zhì)的又一個依據(jù)。

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在氣相色譜中,惰性氣體一般為其流動相,在氣固色譜法中,其固定相一般為有一定的活性、表面積大的吸附劑。當色譜柱中有多組分的混合樣品存在時,由于每個組分對吸附劑具有不同的吸附能力,在經(jīng)過一段時間之后,混合樣品的各個組分在色譜柱中會有不同的運行速度,而一些吸附能力較弱的組分就很容易被解析,并且離開色譜柱,開始進入檢測器,而一些吸附力強的組分,由于其吸附力的原因往往是最后離開色譜柱進入檢測器的。相比較來說,氣相色譜法具有較高的分離效率以及較快的分析速度,這是氣相色譜法的一個很重要優(yōu)勢。而近年來,由于對氣相色譜法應(yīng)用較為廣泛,使得其所采用的檢測器靈敏度更好,這也直接導(dǎo)致了檢測結(jié)果的高靈敏度。

2應(yīng)用研究領(lǐng)域

2.1煙草單體化學(xué)成分的熱裂解

目前,從煙草燃燒時所產(chǎn)生的氣體中就有4800多種化合物的存在,而總所周知,這些化合物中有的可以致癌,而有的則含有毒性。因此,研究者在對煙草化學(xué)進行研究時,為了使煙草燃燒時有害物質(zhì)的減少進行有效研究,一直將注意力主要集中在吸燃時對煙草化合物的轉(zhuǎn)變上,而裂解色譜技術(shù)就成了該研究的重要手段。

2.2煙草的熱裂解

對卷煙質(zhì)量的決定環(huán)節(jié)是煙氣的吸抽評定,而煙葉的組配又對卷煙的質(zhì)量起著決定作用,因此,對煙葉質(zhì)量的正確客觀評定可以提供卷煙組配的改革依據(jù),使得卷煙的組配更加合理。并且,對煙草的熱解還可以在卷煙煙葉的加工,以及研發(fā)新產(chǎn)品起到重要作用。就目前來說,具有專業(yè)水平技能的專家可以負責(zé)對煙葉質(zhì)量的評定,但是通過人工的吸抽來評定品級,可能由于人為的因素而造成一些偏差。

2.3香精香料的熱裂解

在卷煙的生產(chǎn)過程中,香料香精是很重要的原料,對煙氣產(chǎn)生時香料香精的裂解以及其在裂解時產(chǎn)生的產(chǎn)物的研究分析,可以在香煙燃燒時,香料香精對抽吸口感產(chǎn)生的刺激作用進行了解。這對于在香煙中香料香精的加入物以及加入量等的確定,更具有指導(dǎo)意義。也曾有人做過對香料香精產(chǎn)物的裂解試驗,在試驗中產(chǎn)生了75種裂解產(chǎn)物,包括薄荷醇、琥珀酸等,這個試驗也充分證明了氣象色譜技術(shù)在香料香精裂解過程中的作用。

3毛細管氣相色譜法測定煙草中主要生物堿實驗

3.1實驗前準備

(1)材料以及試劑:采用市面上的普遍煙葉,在40攝氏度的環(huán)境下烘烤三個小時,然后研磨,過篩,選用0.45毫米的篩,然后備用。標樣為94%的新煙堿,99%的尼古丁以及97%的去甲基尼古丁。(2)儀器以及條件:采用美國惠普公司產(chǎn)的HP-6890(PLUS+)GC色譜儀,進樣器為Agilent公司的HP-7683自動進樣器,毛細管柱為HP-5MS,30米*0.25毫米(id)*0.25微米,將進口樣的溫度保持在240攝氏度,載氣為氨氣,尾吹氣為氦氣,流速為30厘米每秒。(3)萃取生物堿:稱取0.50克煙末,放置于50毫升的三角燒瓶中,然后加入5毫升5%的氫氧化鈉,搖晃均勻,然后加入1毫升的內(nèi)標,再加入20毫升的萃取溶液,震蕩過后靜置,過一次性的濾膜,取過濾后的部分液體直接進樣。

3.2實驗過程

先加入氫氧化碳的水溶液,將煙草生物堿轉(zhuǎn)化為具有憎水性的有利狀態(tài)下的生物堿,生物堿的萃取溶液選擇為二氯甲烷或者乙醚等惰性溶劑?？梢栽诙燃淄橹屑尤隒H2CI2/CH3OH(V/V,311)混合溶劑,以增強其萃取能力。在萃取溶劑中所存在的水可以加強溶漲煙草組織,提高溶劑的萃取能力。其后,分別加入2、5、7毫升的5%氫氧化鈉溶液,通過對實驗的觀察,可以發(fā)現(xiàn)加入5毫升時其實驗狀態(tài)最好。4.3回收率與精密度進行回收率試驗,加入0.50克煙末,在加入標樣之后就可以進行回收率實驗。(如表1）。然后,選取同樣的樣品,按照相同的條件進行精密度實驗?？緹熒飰A含量平行測定結(jié)果選取n=15(如表2）。對上表進行分析,可以得出尼古丁、去甲基尼古丁以及新煙堿的百分含量,其結(jié)果較為準確,該實驗也證明了氣相色譜法煙草各類化學(xué)物的測定是有效的。

4結(jié)語

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關(guān)鍵詞：色譜分析；教學(xué)模式；視頻授課；自主學(xué)習(xí)

作者簡介：魏洪敏（1988-），女，黑龍江海倫人，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院碩士研究生；師宇華（1974-），女，吉林省吉林市人，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院，副教授。（吉林 長春 130012）

基金項目：本文系吉林大學(xué)研究生核心課程建設(shè)項目“色譜分析核心課程的建設(shè)”（項目編號：20102268）的研究成果。

中圖分類號：G643.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0070-01

色譜分析作為主要的分離分析技術(shù)，具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高、樣品用量少、易于自動化等特點。在生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥、食品、法庭和航天科學(xué)等科研領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。例如，GC對環(huán)境樣品分析、GC-MS在各領(lǐng)域的例行分析、HPLC 的中藥指紋圖譜分析、HPLC-MS 的生化樣品檢測及HPLC-NMR 對有機化合物分離鑒定等。[1] 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展，從事色譜分析工作的人員也越來越多，色譜分析理論的普及和技術(shù)的提高顯得更加重要。高等院校是培養(yǎng)專業(yè)人才的搖籃，對于分析化學(xué)專業(yè)研究生來說，“色譜分析”更是極其重要的一門課程。就本專業(yè)研究生來講，無論是在色譜或相關(guān)領(lǐng)域進行科學(xué)研究，還是日后成為企業(yè)的高級技術(shù)人才，“色譜分析”課程都是必不可少的理論基礎(chǔ)。

“色譜分析”課程的教學(xué)最初是教師將課程內(nèi)容以板書的形式教授給學(xué)生，以利于學(xué)生在書寫的過程中消化和理解所學(xué)的內(nèi)容。這種授課模式不僅費時費力，而且對于抽象的知識點，學(xué)生只能靠想象去慢慢體會，實際教學(xué)效果并不理想。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為主流?！吧V分析”是吉林大學(xué)（以下簡稱“我?！保┗瘜W(xué)學(xué)院分析化學(xué)專業(yè)研究生的一門核心課程。筆者在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)外色譜分析的相關(guān)書籍和文獻資料，編制出色譜分析教學(xué)初稿做成PPT課件，實現(xiàn)了多媒體授課。授課內(nèi)容更加豐富、生動形象，取得了較好的教學(xué)效果。然而，這種以PPT為基礎(chǔ)的多媒體授課模式，實際教學(xué)效果有限。對于色譜儀器的內(nèi)部構(gòu)造、儀器的使用和維護等內(nèi)容，僅憑圖片的展示不能使學(xué)生充分理解和掌握所學(xué)的內(nèi)容，需要采取多媒體視頻授課模式。

對于研究生而言，研究生階段的學(xué)習(xí)和鍛煉對日后工作的開展非常重要。該階段的學(xué)習(xí)不但能培養(yǎng)研究生獨立思考問題的能力，更能使其在研究中不斷地提高自身的科研創(chuàng)新思維，研究生教學(xué)應(yīng)加強對學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。[2]目前，研究生階段教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)有待增加，學(xué)術(shù)交流活動開展少，學(xué)生并不能將理論知識與實踐緊密地結(jié)合起來。[3]“色譜分析”課程也存在類似的問題。

考慮到以上因素，筆者對本門課程的教學(xué)模式進行了探索和實踐：采用多種教學(xué)技術(shù)和手段相結(jié)合的方法，對儀器的內(nèi)部構(gòu)造和儀器的維護等內(nèi)容實施多媒體視頻授課，達到最佳的教學(xué)效果；布置相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生通過查閱文獻和資料自主完成，增強學(xué)生解決問題的能力，實施以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。

一、多媒體視頻授課模式的探索

我校分析化學(xué)專業(yè)研究生的培養(yǎng)要求如下：能扎實地掌握分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本實驗技能，對分析化學(xué)的最新進展和發(fā)展趨勢有一定的了解，對某一領(lǐng)域有較全面深入的了解，并有獨立從事某一領(lǐng)域科研工作的能力和實際工作。作為該課程的授課教師，如何更好地帶動學(xué)生掌握知識技能，是極其重要的。

在總結(jié)前人多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，將“色譜分析”課程各章節(jié)的內(nèi)容進行歸納整合、加工處理，最后以PPT課件的形式展示授課內(nèi)容，教學(xué)效果表明：授課內(nèi)容更加豐富，使抽象的知識形象化、具體化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在“色譜分析”課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，對于一些常用的儀器設(shè)備，研究生們更希望深入了解儀器應(yīng)用的相關(guān)知識。以《氣相色譜分析法》這一章為例，教師在課堂授課時講授氣相色譜儀的基本類型、氣相色譜儀的基本組成、毛細管氣相色譜法、裂解氣相色譜法、制備氣相色譜法、頂空氣相色譜法、程序升溫氣相色譜法等內(nèi)容。除此之外，儀器的構(gòu)造和儀器的日常使用與維護等內(nèi)容也是研究生們感興趣的內(nèi)容。例如，氣相色譜進樣口的拆與裝、進樣口玻璃襯管的選擇和清洗、氣相色譜柱的切割與安裝、FID檢測器的拆卸和清洗等。這些內(nèi)容單憑PPT課件中插入的圖片來講授比較抽象，難以理解，教學(xué)效果不好。

于是，要求教師對PPT課件進行整理和完善。首先，對于氣相色譜儀的主要部件的外觀結(jié)構(gòu)以實際拍攝圖片的形式插入到PPT課件中。其次，對于儀器的日常使用與維護等內(nèi)容錄制成視頻，在PPT課件中插入視頻進行多媒體教學(xué)，使理論與實踐相結(jié)合，使授課內(nèi)容更形象具體，以提高研究生對儀器的實際使用能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的水平。

二、以學(xué)生為主體的教學(xué)模式探索

“色譜分析”課程的實用性很強，由于課時的限制，很多內(nèi)容不能在課堂上逐一講授，需要引導(dǎo)研究生自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識。該項目對以學(xué)生為主體的教學(xué)模式進行了探索與研究，增加了實踐環(huán)節(jié)，加強了學(xué)生自學(xué)習(xí)慣和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。[4]

第一，為了達到事半功倍的效果，教師在教授理論知識后，組織學(xué)生到實驗室熟悉儀器，讓學(xué)生更具體全面地了解儀器的基本原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作方法、基本維護和故障排除等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

第二，氣相色譜和高效液相色譜是應(yīng)用最為廣泛的色譜分析儀器，在儀器使用過程中除了經(jīng)常需要對其進行維護和保養(yǎng)以外，在實際使用過程中還會遇到各種各樣的問題。學(xué)生要想應(yīng)用好儀器，就需要掌握相關(guān)知識。教師根據(jù)學(xué)生的興趣和科研取向?qū)W(xué)生分成若干小組，對色譜分析領(lǐng)域常見的問題展開了討論和學(xué)習(xí)。例如：將41名同學(xué)分成8個小組，教師指定或?qū)W生自由選擇某一專題。在液相色譜法中可以提出如下問題：壓力升高或降低的原因是什么，基線漂移的原因有哪些，色譜峰拖尾或出現(xiàn)雙峰的原因為何，保留時間的波動與哪些因素有關(guān)，靈敏度不夠的主要原因和解決辦法是什么等。研究表明：研究生能夠積極查閱文獻資料，有的到實驗室親自實驗，或請教師長，對實驗中遇到的各種問題進行探討和匯總，找到解決方案并做成PPT課件。在課件制作過程中，有的研究生還將自己拍攝的照片和在互聯(lián)網(wǎng)上下載的圖片或視頻插入到多媒體課件中。研究成果最終向大家匯報，取得了較好的教學(xué)效果。

第三，隨著色譜技術(shù)的不斷發(fā)展，新儀器和新方法也不斷出現(xiàn)，了解這些前沿技術(shù)，了解學(xué)科的發(fā)展動態(tài)，對于研究生的科研工作的開展也是至關(guān)重要的。教師在“色譜分析”授課內(nèi)容的相關(guān)處引出一些關(guān)鍵詞，讓研究生自己查找文獻，培養(yǎng)研究生的文獻檢索能力和概括總結(jié)能力。研究表明：研究生在文獻學(xué)習(xí)的過程中，提升了英文運用水平，掌握了最新的科研方法，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，取得了較好的教學(xué)效果。

這種以學(xué)生為主體的教學(xué)模式充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，加深了學(xué)生們對抽象知識的掌握，提高了課堂學(xué)術(shù)氛圍，還增加了彼此的溝通和了解，更有利于研究生的個體發(fā)展。

三、結(jié)語

在“色譜分析”課程的教學(xué)過程中，教師緊緊圍繞著學(xué)科特點和研究生的培養(yǎng)目標，利用多媒體視頻等直觀的教學(xué)手段和方法，建立適合本課程的特色授課模式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。同時，對以學(xué)生為主體的教學(xué)模式進行了探索，將實踐環(huán)節(jié)引入到教學(xué)活動中來，引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)的理論知識和實踐以及最新的發(fā)展技術(shù)結(jié)合起來，使其形成科學(xué)的思維方法，同時提高了教與學(xué)的水平。

參考文獻：

[1]傅若農(nóng).色譜分析概論[M].第1版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2]周海波，譚帥霞，段吉安.加強師生互動，提高研究生的創(chuàng)新能力[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2012，3（2）：81-83.

篇10

近年來，我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展帶動了工業(yè)化生產(chǎn)，乙烯工業(yè)也因此得到了較快的發(fā)展。色譜技術(shù)誕生于上個世紀中期，其在長期的發(fā)展過程中不斷地完善，最后發(fā)展成為一種極其重要的分析技術(shù)。目前我國的色譜分析技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。工業(yè)色譜分析儀是一種先進的分析系統(tǒng)，具有較高的穩(wěn)定性和準確性，被廣泛地應(yīng)用于目前乙烯裝置生產(chǎn)中。由于工業(yè)色譜分析系統(tǒng)相對比較復(fù)雜，因此，在應(yīng)用過程中必須仔細做好每個環(huán)節(jié)的設(shè)置工作以及色譜分析儀的日常維護工作，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，從而提高乙烯裝置的生產(chǎn)效益，促進乙烯工業(yè)的快速發(fā)展。

一、工業(yè)色譜分析儀的構(gòu)成

工業(yè)色譜分析儀主要是由保持恒溫的柱箱、檢測器和電子部分組成。首先由取樣裝置從保持恒溫的柱箱中抽取要分析的樣品，然后將樣品送入檢測器中進行加熱、氣化、過濾以及減壓等環(huán)節(jié)的處理，等到第二次的氣化、加熱和過濾等處理過程完成后，再由電子組成部分對樣品進行流路切換和分配，這些環(huán)節(jié)全部完成后，達到技術(shù)要求的樣品就形成了。最后由工業(yè)色譜分析儀的分析儀表對樣品的組成成分和物性參數(shù)進行自動連續(xù)地分析，然后將分析得出的樣品信息數(shù)據(jù)通過電信號傳送到控制系統(tǒng)，從而使操作人員可以通過DCS系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)測。

二、工業(yè)色譜分析儀在乙烯裝置生產(chǎn)中的作用

工業(yè)色譜分析儀可以在乙烯裝置生產(chǎn)過程中提供準確的物質(zhì)組成數(shù)據(jù)，操作人員通過這些數(shù)據(jù)可以清楚地了解和及時地調(diào)整操作運行狀況，從而在降低能耗的同時確保乙烯裝置的生產(chǎn)質(zhì)量。由于工業(yè)色譜分析儀具有較高的靈敏度，可以同時分析有機物、無機物以及多組份混合物，因此在介質(zhì)成分比較復(fù)雜的乙烯裝置生產(chǎn)過程中可以發(fā)揮重要作用，其中最關(guān)鍵的就是對乙烯和丙烯產(chǎn)品組分以及裂解氣組分的測量。工業(yè)色譜分析儀可以準確地測量裂解氣中乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲烷以及氫等組份的含量，操作人員可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)控制裂解爐出口的平均溫度，從而確保裂解氣的品質(zhì)。

三、工業(yè)色譜分析儀在乙烯裝置生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.取樣點的設(shè)置

取樣點的設(shè)置主要分為普通取樣點和特殊取樣點。普通取樣點的設(shè)置應(yīng)該選擇有利于提供潔凈且具有代表性工藝流體樣品，并能及時反映工況的地方，而且要達到過程分析儀對樣品溫度、含塵量以及壓力的要求，分析取樣管線不能太長，并要呈直線分布，以避免傳輸過程中出現(xiàn)問題。此外，在選擇采樣點位置時應(yīng)該考慮是否有利于維修人員的維修；特殊取樣點的設(shè)置。如果樣品比較干凈沒有明顯雜質(zhì)，且不易凝結(jié)，應(yīng)該使用直徑為3毫米的無縫不銹鋼管將液態(tài)樣品輸送到距離最近的操作臺前級氣化減壓站。如果樣品中含有明顯雜質(zhì)且易凝結(jié)，應(yīng)該使用直徑為12毫米的不銹鋼管進行輸送。如果樣品中含有C4和C5等介質(zhì)，應(yīng)該將液態(tài)樣品輸送至分析小屋進行氣化。

2.工藝分析點的設(shè)置

2.1塔靈敏板介質(zhì)成分的測量。通過在乙烯精餾塔和丙烯精餾塔的靈敏板處設(shè)置分析采樣點，以分析介質(zhì)中乙烯和丙烯的含量。精餾塔靈敏處的介質(zhì)可以反映塔釜介質(zhì)組成，通過有效地控制靈敏板可以有利于對塔釜物料組成的調(diào)整。

2.2產(chǎn)品純度的測量。通過在乙烯精餾塔和丙烯精餾塔的產(chǎn)品采出管線上設(shè)置分析采樣點，可以準確地分析出乙烯和丙烯的產(chǎn)品純度。通過對乙烯和丙烯產(chǎn)品中的甲烷、氫氣、乙烷、乙炔以及一氧化碳等物質(zhì)的監(jiān)測，操作人員可以及時地掌握和準確地控制不同組份的含量。

2.3進料介質(zhì)含量的測量。分別在液化氣、丙烷以及二元冷劑管線上設(shè)置分析采樣點，以此分析介質(zhì)中的組份，并要嚴格監(jiān)測原料和配比。此外，通過在氫氣管線上設(shè)置分析采樣點，以分析二氧化碳以及甲烷的含量，并對上游設(shè)備的運行情況進行嚴格的監(jiān)測。

2.4反應(yīng)器入口和出口氣體組份的測量。分別在乙炔加氫轉(zhuǎn)換器以及甲基乙炔、丙二烯反應(yīng)器的出口和入口管線上設(shè)置分析采樣點，以監(jiān)控反應(yīng)器的操作過程，并有利于操作人員對氫氣流量的及時調(diào)整。

3.樣品傳輸

3.1樣品傳輸管線。樣品傳輸管線一般分為三種：可控溫電伴熱管纜、自限溫電伴熱管纜以及蒸汽伴熱管纜?？煽販仉姲闊峁芾|適用于容易凝結(jié)的樣品輸送，它可以有效地避免因熱水和蒸汽伴熱而產(chǎn)生的凝固；自限溫電伴熱管纜適用于一般樣品的伴熱，它能避免樣氣冷凝；蒸汽伴熱管纜適用于以重組份為主的樣品傳輸。

3.2樣品預(yù)處理。樣品預(yù)處理具體分為液態(tài)樣品和氣體樣品的預(yù)處理。在液態(tài)樣品的預(yù)處理過程中通過采用大回流技術(shù)，可以有效地避免樣品傳輸滯后的問題，樣品的流量計應(yīng)該安裝在工業(yè)色譜分析儀出口位置；在氣體樣品預(yù)處理的過程中通過采用多流路切換的閥組，可以有效地防止不同流路間的交叉污染，有利于日常維護。

四、工業(yè)色譜分析儀的日常維護和故障處理

1.日常維護

操作人員應(yīng)該對樣品傳輸管線伴熱以及調(diào)整樣品前處理器的流量和壓力進行定時檢查，及時地更換過濾器濾芯，并地過濾器中的積液進行及時排放，還要對樣品管線和取樣管線中的雜質(zhì)和油污進行及時地清理。此外，要定時使用標準氣對儀器進行校驗，避免儀器出現(xiàn)偏差。使用同一個廠家生產(chǎn)標準氣可以確保工業(yè)色譜分析儀提供的數(shù)據(jù)和化驗室色譜儀提供的分析數(shù)據(jù)相一致。

2.故障處理

在一些裝置（比如：聚乙烯、聚丙烯裝置等），粉料過細極易造成前處理箱過濾器堵塞，最后會導(dǎo)致取樣管線也被堵塞。為了避免因堵塞而重新配置管線，可以通過在取樣探頭出口出增加過濾器的方法，這樣就可以避免重新配置管線，只要重新更換過濾器芯就可以了，這種方法不但可以有效地減少故障處理時間，還能大大降低維修成本。

五、結(jié)論

綜上所述，隨著我國色譜分析技術(shù)的不斷成熟，工業(yè)色譜分析儀已經(jīng)成為乙烯裝置生產(chǎn)過程中的重要儀器。由于工業(yè)色譜分析系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此在應(yīng)用過程中必須深入了解其構(gòu)成情況，并嚴格監(jiān)督和控制每個環(huán)節(jié)的設(shè)置工作，確保分析數(shù)據(jù)的及時性和準確性。此外，操作人員要定期對工業(yè)色譜分析儀進行維護，及時地排除故障，確保其穩(wěn)定運行，從而提高乙烯裝置的生產(chǎn)質(zhì)量和效益。

參考文獻

[1]韓啟策，王建軍.先進控制在裂解爐上的應(yīng)用[J]. 數(shù)字石油和化工. 2009（07）

[2]陳德燁，金宗賢.先進控制技術(shù)在燕化乙烯裝置上的實施[J]. 乙烯工業(yè). 2008（02）