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精密仪器，其工作原理基于气相色谱技术，通过分离和定量分析油中溶解的特征气体（如H₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、CO、CO₂等），评估变压器的运行状态和潜在故障。以下是其核心工作原理和步骤：

1. 气体萃取（脱气）

目的：将溶解在变压器油中的气体分离出来。

方法：

真空脱气法：在真空环境下震荡油样，使溶解气体释放。

顶空脱气法：将油样注入密封容器，加热后收集油面上方的气体（气液平衡）。

膜渗透法：通过特殊薄膜选择性渗透气体。

2. 气体进样

脱出的气体通过载气（如高纯氮气或氦气）携带进入色谱柱。进样方式通常为定量环（Loop）或注射器，确保气体体积精确可控。

3. 色谱分离

色谱柱：填充柱或毛细管柱，内部涂覆固定相（如分子筛、Porapak等）。

分离原理：不同气体组分在固定相和载气之间的分配系数不同，导致通过色谱柱的速度差异。例如：

轻气体（H₂、CO）先流出。

烃类气体（CH₄、C₂H₄、C₂H₂等）按分子大小和极性依次分离。

4. 气体检测

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C₂H₂、CH₄）灵敏度高，但无法检测H₂、CO、CO₂。

火焰光度检测器（FPD）或电子捕获检测器（ECD）：用于特定气体（如含硫化合物）。

复合系统：常结合TCD（测H₂、CO）和FID（测烃类）以提高全面性。

5. 数据分析

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，对比标准气体浓度曲线计算实际含量。

故障诊断：依据气体比值法（如IEC 60599、Rogers Ratio）判断故障类型（局部放电、过热、电弧等）。

6. 关键技术特点

高灵敏度：可检测ppm甚至ppb级气体浓度。

多组分分析：单次运行即可分析多种气体。

自动化：现代仪器集成自动进样、数据处理和报告生成。

应用意义

通过监测特征气体（如C₂H₂指示电弧放电，CH₄/C₂H₄指示过热），及时发现变压器内部绝缘劣化、局部过热或放电等隐患，预防重大故障。

如果需要更深入的技术细节（如色谱柱类型选择或故障诊断标准），可进一步探讨！