STI5000型液相色譜儀檢測(cè)變壓器油中的糠醛含量

1 前言

長(zhǎng)期以來，采用氣相色譜法檢測(cè)絕緣油中的CO、CO₂和低炭烴類含量作為判斷電氣設(shè)備固體絕緣材料老化程度或進(jìn)行故障分析的依據(jù)。但是實(shí)驗(yàn)證明，絕緣油氧化分解也能產(chǎn)生絕緣紙老化、降解的特征產(chǎn)物CO和CO₂，所以給正確判斷帶來了難度。

在充油電氣設(shè)備中，由于構(gòu)成固體絕緣的纖維質(zhì)材料的老化導(dǎo)致纖維素的分解而產(chǎn)生幾種化合物，如糠醛和呋喃衍生物，呋喃衍生物太部分被吸附在紙上，而小部分溶于油中。這些物質(zhì)的存在可以作為運(yùn)行設(shè)備固體絕緣老化程度的診斷依據(jù)，也可以作為對(duì)溶解氣體分析的補(bǔ)充。1984年12屆大電網(wǎng)會(huì)議上，英國(guó)學(xué)者首先提出油中糠醛可作為變壓器內(nèi)絕緣紙老化的特征產(chǎn)物，檢測(cè)絕緣油中的糠醛含量，可以判斷電氣體絕緣材料劣化程度。根據(jù)中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，當(dāng)變壓器油中的糠醛含量達(dá)到4mg/L時(shí)，可以認(rèn)為變壓器絕緣老化已經(jīng)比較嚴(yán)重。測(cè)量糠醛時(shí)取樣簡(jiǎn)單方便，打開變壓器油箱下方閥門即可，無須設(shè)備停運(yùn)。

關(guān)于液相色譜法檢測(cè)變壓器油中的糠醛，已有一些相關(guān)報(bào)道。但是他們所采用的方法耗時(shí)較長(zhǎng)，不符合電力部門快速檢測(cè)和應(yīng)急處理的要求。并且他們采用的是國(guó)外進(jìn)口儀器，價(jià)格昂貴。本文介紹了一種使用國(guó)產(chǎn)STI5000液相色譜儀快速、準(zhǔn)確檢驗(yàn)變壓器油中糠醛含量的方法。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

液相色譜儀輸液泵（P5000型），紫外檢測(cè)器（UV5000），手動(dòng)進(jìn)樣閥(7725i)，色譜工作站，超聲波清洗器，甲醇（HPLC級(jí)），超純水。

2.2 色譜條件

色譜柱為Venusil XBP－C18（5μm，250mm×4.6mm）；柱溫為室溫；流動(dòng)相為甲醇—水（40/60，V/V），流速為1.0mL/min，使用前需進(jìn)行超聲波脫氣處理；紫外檢測(cè)器波長(zhǎng)為280nm；進(jìn)樣量10μL。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制：量取10uL糠醛，加入1000mL容量瓶中，用甲醇定容至1000mL。該標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的濃度為10μL/L。

2.4 樣品預(yù)處理

量取5mL變壓器油置于10mL離心管中，加入5mL甲醇，用旋渦混合器振蕩混合5min后，4000r/min離心10min。取上層甲醇溶液進(jìn)樣檢測(cè)。

3 結(jié)果與討論

3.1 線性關(guān)系

配制濃度分別為：0.05μL/L,0.1μL/L,1μg/mL,5μL/L，10μL/的糠醛標(biāo)樣溶液，依次進(jìn)樣檢測(cè)，測(cè)得R＝0.9998，線性方程為y = 89021x +4711.7，在0.05μL/L～10μL/L范圍內(nèi)線性良好。

圖1 線性曲線

3.2 zui低檢測(cè)限

以噪聲信號(hào)的三倍做為測(cè)試的zui低檢測(cè)限，糠醛的zui低檢測(cè)限可達(dá)到0.01μL/L，能符合一般的產(chǎn)品檢測(cè)要求，同時(shí)適合電力部門作為判斷電氣設(shè)備固體絕緣材料老化程度或進(jìn)行故障分析的依據(jù)。圖譜如圖2所示：

圖2 zui低檢測(cè)限圖譜

3.3 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）

取同一標(biāo)樣溶液重復(fù)進(jìn)樣5次，記錄數(shù)據(jù)如表1。

表1 RSD數(shù)據(jù)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，計(jì)算糠醛峰面積的RSD為0.37％。

3.4 加標(biāo)回收率

取一定量的不含糠醛的油樣，分別加入不同量的10μL/L的糠醛標(biāo)樣，計(jì)算回收率分別為70.6％和71.1％。更高濃度的加標(biāo)回收率一般不會(huì)低于低濃度的加標(biāo)回收率。

表2 加標(biāo)回收率

3.5 實(shí)樣分析

    按照2.4所示的樣品預(yù)處理方法，檢測(cè)某單位提供的變壓器油樣品，其中糠醛的含量達(dá)到了1.87μL/L。