TOGAS Analysis System with Manual Sampling Nexis GC-2030TOGAS2 GC-2014TOGAS2

Význam tématu

Analýza stopových plynů v transformátorovém oleji je klíčová pro diagnostiku stavu elektrických transformátorů. Včasné odhalení zvýšené koncentrace vodíku, oxidů uhlíku nebo izomerů C2 umožňuje predikovat poruchové procesy a optimalizovat údržbu zařízení.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje jednoduchou a efektivní metodu založenou na manuálním odběru vzorku a přepínání ventilů pro analýzu TOGAS (Transformer Oil Dissolved Gas Analysis System). Cílem je dosáhnout rychlé separace a spolehlivé detekce klíčových plynných sloučenin v transformátorovém oleji v souladu s normou ASTM D3612C.

Použitá instrumentace

Metodika vychází ze systémové konfigurace:

• Dva přepínací ventily a čtyři náplňové kolony (P-N, MS-13X, P-Q).
• Detekce vodíku, kyslíku a dusíku termicko‐vodivostním detektorem (TCD).
• Methanizér a plamenový ionizační detektor (FID) pro CO a CO₂ po přeměně na metan.
• FID pro ostatní uhlovodíky (CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆).
• Volitelný hlavičkový vstřikovač (headspace) pro automatizovaný odběr plynu.
• Softwarové řízení a vyhodnocení pomocí LabSolutions GC.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje:

• Kompletní rozdělení skupin plynů za 16 minut analýzy.
• Detekci H₂ od 2,5 do 50 ppm, O₂ od 50 do 500 ppm a N₂ do 1 % obj.
• Citlivé stanovení CH₄, CO, CO₂ a C₂-x na úrovni 1 ppm až 1 % obj.
• Reprodukabilní chromatogramy s jasně oddělenými píky (viz obr. 1 a 2).
• Minimalizaci rušení díky separaci permanentních plynů na kolonu MS-13X a uhlovodíků na P-Q.

Diskuse poukazuje na spolehlivost metodiky při měření v náročných průmyslových podmínkách a na význam methanizéru pro zvýšení citlivosti CO₂.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace popsané metody v praxi přináší:

• Rychlou diagnostiku stavu transformátorového oleje a včasné varování před poruchou.
• Možnost připojení k headspace modulu pro vyšší automatizaci.
• Jednoduché ovládání a údržbu díky standardizované instrumentaci.
• Shodu s průmyslovými normami (ASTM D3612C).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj metod zaměřený na:

• Integraci plně automatizovaných vzorkovačů a on-line monitorovacích systémů.
• Rozšíření metodiky o stanovení stopových izomerů a dalších rozkladných produktů oleje.
• Využití pokročilých detekčních technik (MS, FPD) pro vyšší selektivitu.
• Implementaci umělé inteligence pro prediktivní analýzu trendů v datech.

Závěr

Popsaná metoda GC-TOGAS nabízí robustní, rychlé a citlivé řešení pro analýzu plynů v transformátorovém oleji. Díky kombinaci TCD, methanizéru a FID je možné přesně kvantifikovat klíčové analyty a přispět tak k prevenci poruchového procesu v elektrických zařízeních.

Reference

• Shimadzu Corporation Application Note SGC-ADS-0033A, First Edition November 2017.
• ASTM D3612-12C Standard Test Methods for Analysis of Gases Dissolved in Electrical Insulating Oils.