ANÁLISIS DE GAS DE ACEITE DE TRANSFORMADOR UTILIZANDO UNA COLUMNA DE SEPARACIÓN CON CROMATÓGRAFO DE GASES (ASTM D3612)

INTRODUCCIÓN

Los fluidos aislantes, generalmente aceites minerales, se utilizan en los transformadores en condiciones normales y suaves, hay muy poca descomposición. Sin embargo, ocasionalmente se produce un calentamiento localizado o general del aceite y se forman productos de descomposición. Si la concentración de estos gases alcanza un punto crítico, las posibilidades de falla catastrófica del transformador son altas ASTM D3612 describe en detalle tres rutas diferentes para el análisis de gas del transformador.

Durante la extracción al vacío, los gases se extraen del aceite a través de un dispositivo de extracción al vacío y se analizan mediante cromatografía de gases (la extracción en columna de separación detalla la extracción de gases disueltos de una muestra de aceite rociando el aceite con el gas portador, en una columna de separación que contiene un alto contenido de aceite de área de superficie). Los gases se lavan de la columna de separación en un GC para su análisis. El método final es el muestreo del espacio de cabeza en el que una muestra de aceite se pone en contacto con el espacio de cabeza en un recipiente cerrado burbujeado con argón. Como resultado, una porción de gas disuelto en el aceite se transfiere al espacio de cabeza. Esta nota de aplicación describe el segundo método de análisis de columna de separación.

EXPERIMENTAL

El analizador SCION TOGA compuesto por un SCION 456 GC con detectores FID y TCD. También se utilizó un muestreador de espacio de cabeza en modo de bucle de muestra. La Figura 1 detalla la descripción esquemática del analizador TOGA.

El sistema estaba equipado con conexiones de cierre luer para una fácil operación. La bomba de infusión de jeringa TOGA se utilizó para introducir la muestra de aceite en el analizador TOGA. La Tabla 1 detalla los parámetros analíticos del Analizador TOGA.

Se utilizó una mezcla de gas estándar de referencia de baja concentración para calibrar el sistema. La Tabla 2 detalla los niveles de LDL de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Las cifras de LDL cumplieron con las especificaciones del método ASTM. Mediante el uso de una bomba de infusión de jeringa, la muestra de aceite se inyecta a través de dos válvulas de diez puertos, cada una equipada con bucles de muestra conectados a las columnas de separación. Cada columna de stripper extrae los gases disueltos que contiene el aceite y los pasa a dos canales separados para su análisis. Un canal está equipado con dos columnas Molsieve 5 que utilizan argón como gas portador. La columna está optimizada para separar gases más ligeros como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. El otro canal está equipado con columnas PoraPlot, con helio como gas portador. Este canal se utiliza para separar los gases de carbono, incluidos el dióxido de carbono y el monóxido de carbono. La Figura 2 muestra el canal TCD del analizador TOGA, mientras que la Figura 3 muestra el canal FID.

Se utiliza un metanizador en combinación con el FID para que los gases de carbono se conviertan en hidrocarburos, lo que les permite detectar un nivel bajo de ppm. El uso de argón como uno de los gases portadores asegura que se obtengan los mejores niveles de detección de hidrógeno mientras se siguen proporcionando niveles de detección satisfactorios tanto para oxígeno como para nitrógeno.

Una vez que se ha completado la extracción del aceite, todos los componentes restantes (sin interés) se lavan y ventilan. Los componentes de interés en el gas extraído son H2, O2, N2, CO, CO2, metano, etano, etileno, acetileno, propano y propileno.

La repetibilidad en reposo se realizó utilizando tres inyecciones de la misma muestra. Las áreas de los picos obtenidas del análisis se resumen en la Tabla 3. También se muestran las concentraciones correspondientes. Las repetividades que se muestran están en línea con las especificadas en el método ASTM. Es importante tener en cuenta que las formas de los picos de los componentes son significativamente mejores cuando los gases se analizan directamente usando GC que cuando se usa el método de extracción. Esto se debe a la interacción de los gases disueltos con la columna de separación y al tiempo que tardan los gases en evaporarse y pasar a las columnas analíticas.

CONCLUSIÓN

La separación completa de todos los componentes de interés con una cuantificación fácil y confiable da como resultado una muy buena repetibilidad con el analizador de gasóleo SCION Transformer. El análisis de gases disueltos en aceite de transformador según ASTM D3612, método C, también se puede realizar perfectamente con el analizador SCION TOGA con columnas stripper.

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