变压器油气相色谱仪（DGA，Dissolved Gas Analysis）是一种用于检测变压器油中溶解气体成分和含量的关键设备，其工作原理基于气相色谱技术，通过分析油中气体来判断变压器内部潜在故障（如局部放电、过热等）。以下是其核心工作原理和步骤：

1. 样品采集与脱气

油样采集：从变压器中取出绝缘油样品，避免空气混入。

脱气处理：通过真空脱气法（如顶空脱气、膜脱气）将溶解在油中的气体（如H₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、CO、CO₂等）提取到气相中，形成待测气体样本。

2. 气体分离（色谱柱核心作用）

载气输送：惰性气体（如氮气、氦气）作为载气，携带气体样本进入色谱柱。

色谱柱分离：色谱柱内填充特定固定相（如分子筛、高分子多孔微球），不同气体因吸附/溶解能力差异，在载气推动下以不同速度通过色谱柱，实现分离。

示例：轻气体（H₂）先流出，重烃类（C₂H₂、C₂H₄）后流出。

3. 气体检测（检测器关键作用）

分离后的气体依次进入检测器，常见检测器类型：

热导检测器（TCD）：基于气体导热系数差异，通用性强但灵敏度较低。

氢火焰离子化检测器（FID）：对烃类（如CH₄、C₂H₄）灵敏度高，但无法检测H₂、CO、CO₂。

脉冲放电检测器（PDD）或电子捕获检测器（ECD）：用于检测CO、CO₂等气体。

4. 数据分析与故障诊断

定性分析：通过保留时间（各气体流出时间）确定气体种类。

定量分析：根据峰面积或峰高计算气体浓度（ppm或μL/L）。

故障判断：依据气体比值法（如IEC 60599、Rogers Ratio）诊断故障类型：

H₂+C₂H₂：可能为电弧放电。

CH₄+C₂H₄：可能为过热故障。

CO+CO₂：反映固体绝缘材料老化。

关键特点

高灵敏度：可检测ppm级甚至ppb级气体。

多组分分析：单次运行同时分析多种气体。

预防性维护：通过气体变化趋势预测变压器早期故障。

注意事项

需定期校准仪器，确保数据准确性。

采样过程需严格避免空气污染。

结合电气试验数据综合判断故障。

通过这一技术，运维人员可及时发现变压器内部异常，避免重大事故，保障电力系统稳定运行。