变压器油色谱工作站操作纲要

§1 综 述 1
§2 建立有层次的谱图库目录框架 2
§3 双通道同时工作 3
§4 谱图采集与处理 5
§5 用标样计算校正因子 7
§6 计算油气比和脱气率 8
§7 计算油样中各溶解气体组份的浓度 9
§8 打印含谱图的原始记录 9
§9 打印设备分析档案卡片 10
§10 建立及使用数据库 11
§11 补充说明 13
 

§1 综 述
变压器油色谱工作站对从变压器绝缘油中脱出气体的色谱信号进行采集和处理，完成绝缘油中溶解的各种气体浓度的计算。它具有如下显著特点：

Ø 计算方法完全符合GB/T 7252-2001及DL/T 722-2000。在报告中自动给出三比值编码以及故障性质和典型例子。
Ø 可按采样点实现油样谱图库的管理（创建、增加、删除、修改、查询、排序）。
Ø 基于同一设备各次分析结果生成设备分析档案卡片，自动完成总烃增长、产气速率等计算。
Ø 可对同一采样点作出各气体组份浓度随时间变化的趋势曲线。
Ø 可将多次的样品分析结果综合在一张报表中，并给出这些结果的平均值、标准偏差及相对标准偏差（RSD）。
Ø 独有谱峰智能辨识技术，最大程度地减少需要用户设置的谱图处理参数，基本实现判峰、基线校正、重叠峰分割的自动处理。
Ø 可实现增峰、删峰及特定的基线校正方案，并可撤消和恢复对谱图进行手动处理的操作。可用鼠标快速调节程序检测到的峰的起、落点及重叠峰间的谷点。
Ø 提供手工从拖尾峰上精确切割肩峰（小鼓包）的功能，以便对微量组份进行定量。
Ø 可通过“发送”功能将谱图文件（含分析结果）通过Internet发送给上级单位或权威部门分析、审核。
Ø 定量结果、备注性文字等可直接进入Access数据库。
Ø 采用分割窗口技术，使表格和谱图显示在同一个谱图窗口中，并且表格排列采用直观易用的页签形式，避免操作时需要在不同的屏幕界面间来回切换，界面布局紧凑，操作非常简捷。

使用本软件首先应抓住的要领是分清“谱图处理”和“定量计算”两大步骤：

1. 谱图处理：这一步的主要任务是正确地将谱图中的峰检测到，并为这些峰确立恰当的基线，以及为重叠的峰确立恰当的分割线。程序在采集谱图的过程中会对谱图进行实时处理，但可在谱图采集结束后，调节“谱图处理参数”或制定“谱图处理方案”后对谱图进行再处理，直至满意为止。这一步完成后，程序就获得了谱图中所检测到的峰的位置、面积和高度等有关信息。
2. 定量计算：在第一步中得到了谱图中各个峰的位置和大小，就可以在这些信息的基础上用已知浓度的标样计算各组份的校正因子，或反过来用校正因子计算待测样品中各组份的浓度。

使用本软件必须抓住的第二个要领是，程序总体上采用了“多文档”结构，这与我们熟悉Microsoft Word的一样，可以在总框架窗口中同时打开几个子窗口，这些子窗口又称为谱图窗口。每个谱图窗口被分割为上下两部分，下面显示谱图，上面并列显示与这张谱图相关的六张表（谱图参数表、谱图处理表、定量组份表、定量方法表、定量结果表、分析报告表）：

实际上，学习本软件最主要就是学习如何填写这六张表。上面提到的“谱图处理”一步将用到前两张表，“定量计算”一步将用到第三至第五张表，最后一张表是在得到定量结果后出原始记录报告用的。

上图中整个谱图窗口里的内容都保存到一个磁盘文件中，称为谱图文件。谱图窗口上方六张表的内容也可以单独保存到“模板文件”中，以便软件日后自动按模板中记载的内容填写六张表。

如果您对Microsoft Word很熟悉，那么上图最上方的菜单如“文件”、“视图”、“工具”、“窗口”、“帮助”里所列菜单项的功能一试就明白，但“操作”菜单是本软件特有的，其中顺序列出了进完样品后应执行的几个操作命令：谱图采集、手动停止、再处理、定量计算、打印报告。前三个命令用于第一步“谱图处理”（也就是，用“谱图采集”命令开始实时采集并实时处理样品谱图，用“手动停止”命令终止这个过程，用“再处理”命令对已采集到的谱图按照新的处理参数重新进行处理），第四个命令用于第二步“定量计算”，第五个命令用于最后打印原始记录报告。实际上，在菜单条紧下方的工具条上也可找到上面这五个命令的形象的图标按钮，其中绿灯按钮代表“谱图采集”， 红灯按钮代表“手动停止”，黄灯按钮代表“再处理”，计算器按钮代表“定量计算”、打印机按钮代表“打印报告”。

由此可见，“操作”菜单中的命令与谱图窗口中的表格之间相互配合，协同完成“谱图处理”、“定量计算”两大步骤。

在您对软件上述总体结构有了一个基本了解的基础上，我们开始依次介绍软件的几方面的操作步骤。

§2 建立有层次的谱图库目录框架
1. 点击工具条上的“文件管理栏” 图标按钮打开下图所示的文件管理栏，其中利用鼠标右键菜单中的“新建文件夹”功能建立一个“绝缘油谱图数据库”文件夹。

2. 在上步建立的文件夹下再为所有可能的油样来源各自建立具有隶属层次关系的文件夹，如“XXX变电站”（即取样地点）文件夹下有“XXX主变”（即设备名称）文件夹，“XXX主变”文件夹下又“套管”（即设备中的取样部位）文件夹，“套管”文件夹下又有“X相”文件夹等。
注：以上建立文件夹的步骤也可利用Windows资源管理器“文件”菜单中的“新建文件夹”功能来完成。
3. 要将某个文件夹作为日后A通道或B通道谱图文件保存的位置，可在上图所示文件管理栏中选择这个文件夹按鼠标右键，在弹出的菜单中选择“设为保存目录”。

说明：一开始就建立好这样具有层次的目录，以后就可以将色谱工作站生成的谱图文件按油样的来源保存在各自不同的目录下。组织和建立这样一个具有层次结构的谱图库框架可能需要花费一些心思和时间，但这将为以后管理（增、删、改、查）谱图库带来很多方便和益处。您将发现在搭建这样一个谱图库构架时多花一些精力是非常值得的。

§3 双通道同时工作
程序刚进入程序时会如下图所示自动新建并垂直平铺两个一模一样的谱图窗口，这两个谱图窗口中只有一个是“当前的”，注意菜单中的命令（或工具条上的图标按钮）都是针对“当前的”谱图窗口起作用的。要将另一谱图窗口切换成“当前的”谱图窗口，只要在此窗口内任何一处点击一下鼠标即可。

如果将上面两个谱图窗口分别设置为A通道和B通道，在两个窗口内对两个通道的谱图进行采集、处理、计算、保存等，则操作起来比较麻烦。可以单击工具条上的“选项”图标按钮，翻到“交换”页进行如下设置（开始交换时间设为0.1分钟，结束交换时间设为5分钟，并且选中“交换部位接在原谱图的后面”）：

则在A通道的谱图到达原定采集时间（如10分钟）后将自动增长一段B通道的0.1至5分钟的谱图（如虚线后的谱图所示）。这样日后只要打开一个A通道的谱图窗口即可得到两个通道中所有需要定量的峰（注意A通道的图一定要长于5分钟才能保证“嫁接”成功）。

提示：在设置交换后，即使在谱图采集过程中不打开B通道的谱图窗口也不会影响交换，所以B通道谱图窗口完全可以不打开，如果要打开也仅仅是为了在谱图采集过程中就能实时观察到B通道的出峰情况，而不必等到A通道采集结束后在其后续接的B通道谱图中才能看到。

以下都按照在一个谱图窗口得到所有谱峰的情况来叙述。

§4 谱图采集与处理
1. 单击工具条上的“谱图采集”图标按钮，这时谱图窗口谱图区内开始有谱图走动。
2. 如果要调节谱图在横向和纵向上的缩放，请分别调节“谱图参数表”中“满屏时间”和“满屏量程”两个谱图显示参数，也可分别单击这两个参数旁的“满屏”按钮，使当前已采集到的谱图分别在横向和纵向上满屏。（调节这两个显示参数只是影响谱图的显示，不会影响计算结果。）
3. 待所有的峰都出完后，单击工具条上的“手动终止”图标按钮，这时将终止程序对谱图的采集。实际上，当时间到达“谱图参数表”中的“采集时间”参数所指定的值时，程序也会自动结束谱图的采集。
4. 在谱图采集结束时程序会弹出一“保存”对话框提示将整个谱图窗口中的内容（即谱图连同谱图上方的六张表）存到哪个磁盘文件中，这时可以将程序推荐的文件名如“HW-001(00001,20040812 16;00;51)”改为更有意义的如“XX样品-(00001,20040812 16;00;51)”的形式，注意如果需要修改括号内即“00001,20040812 16;00;51”中的数字，则必须完全按照原样格式修改以便软件识别。（对在这个窗口内采集的第二针样品谱图，程序推荐的文件名将自动继承前一次的文件名，只是括号中的序号自动增1，形如“XX样品(00002,20040812 17;02;23)”。）
5. 观察谱图的处理情况，如果某一峰被程序检测到，程序会在其顶部标出峰顶时间，并且用绿色短线标出峰的起点或重叠峰间的谷点、用红色短线标出峰的终点，如果没有进行这些标识则说明程序未检测到这个峰。
6. 如果对程序实时处理谱图的结果不满意（例如有的峰未检测到或峰的起落点判断不准确、或者检测出太多的小杂峰），请调整“谱图参数表”中“起始峰宽水平”参数（默认值为3，它是最重要的一个谱图处理参数，可对谱图中的峰在宽度上进行筛选，只有符合指定宽度水平的峰才能被检测出来）和“最小峰面积”（它根据需要忽略不计的小峰的实际面积设定。在谱图区的小峰中按鼠标右键，在弹出的菜单内选择“峰尺寸”命令就可以获悉此峰的面积），然后单击工具条上的“再处理”图标按钮，让程序按照新的参数重新处理一遍谱图数据。
7. 如果不管怎么改变上述两个“基本谱图处理参数”，程序仍不能对谱图中所有的地方进行恰当的处理，请再试着调节“谱图参数表”中的“谱图高级处理参数”（一般就保持其默认值，不要轻易调节，否则反而会引起谱图处理的紊乱），然后单击“操作”菜单中的“再处理”命令，看一看程序按照新的参数重新处理谱图数据的效果。在高级处理参数中，“峰宽水平递增速度”的默认值为5，可能需要将其降低到甚至0以便检测出极其尖细的峰，也有可能需要将其加大以便检测谱图后部比较宽的扁平峰。注意修改这些处理参数后只有单击工具条上的“再处理”图标按钮新的值才会生效。
8. 有时需要在谱图中指定一些“谱图处理方案”对谱图进行一些特殊处理。在谱图中需要进行特殊处理的地方（请稍微提前一些）单击一下鼠标右键，在弹出的菜单中选择“自动生成谱图处理表项”再选择某个方案，这时可以看到程序自动在“谱图处理表”中添加了一行记录，并对谱图做了相应的处理，如下图所示：

下面重点介绍变压器油分析中常用的三个谱图处理方案：
Ø 禁止判峰：强迫程序从这个方案之后不再检测谱图中的峰。
Ø 峰分离：强迫程序从这个方案之后将相邻两峰判做互不重叠的峰。一般地，程序为下面左图中的两个相邻的峰自动地确立一条共同的基线并通过两峰间的谷点进行垂线分割，但如果在这个两峰前面定一个“峰分离”的方案，则会强迫程序从这个方案后将所有峰都作为分离的峰来处理，也就是将所有峰之间的谷点改判作前一峰的终点和后一峰的起点，从而每个峰拥有各自独立的基线，如下面右图所示。

说明：由于一般谱图中每个峰都可作为与其它峰没有重叠的独立峰来对待，所以程序在“谱图处理表”中自动添加了一项从0.001分钟开始实施“峰分离”的处理方案，表示对谱图中所有的峰做各自独立的基线，这样峰下面不会多算一块面积且峰面积不受整体谱图基线漂移的影响。
Ø 此峰拖尾：除非特别指定，程序对重叠峰都采用通过两峰之间谷点的垂线进行分割。但对“骑在”大拖尾峰下降沿上的小峰，实际应实行沿着大拖尾峰尾巴的切线分割才合理。这就需要在大拖尾峰内部特别指定一个“此峰拖尾”的处理方案，来强迫程序将这个方案后所有的垂线分割修改为切线分割。这样，程序将自动根据大峰下降沿的走势勾勒出大峰的尾巴，并作为大峰尾巴上各个小峰计算高度和面积的基线，直至遇到“峰分离”方案为止，如下图所示：

12． 如果您认为程序检测到的用绿色短线标记出的峰起点、重叠峰间的谷点，以及用红色短线标记出的峰终点的位置偏离实际情况，可用鼠标选中您认为位置不合适的那根短线，拖动到您认为合适的位置，与这个短线相关的重叠峰间的分割线以及峰底部的基线（都是暗灰色的）也将随之变动。（手动调节峰的起落点是在万不得已的情况下才采取的手段，最好是通过“谱图参数表”和“谱图处理表”就能使程序标记出峰的正确的起落点位置。）另外，有时程序误将一些微小的基线波动误判做峰，造成一些关键组份（如乙炔）被计算出一个很小的值（如0.05ppm），这时只要用鼠标将这个“峰”的起点拖动到落点上使两者重合在一起即可迅速消除这个“峰”。

注意：
1． 手工增峰与手工移动峰起落点一样，属于手工处理谱图的行为，这种手工处理谱图的行为都未在“谱图处理表”中生成相应的记录。所以，在执行工具条上的“再处理”命令后，对谱图进行的这些手工处理将被全部复原。注意，在新增某个谱图处理方案后，程序同样会对谱图重新进行处理，这样以前的手工处理也被取消，所以一定要先制定好这些会在“谱图处理表”中生成相应记录的谱图处理方案后，再对谱图进行手工处理。
2． 在谱图区，可以用鼠标左键拉出一个虚框套住某部分谱图，之后被套住的谱图将被放大至占满整个谱图区（所以拉出的虚框越小则放大倍数越大）。在拉虚框时不要太靠近峰起点或峰终点短线标记，以免程序误认为您想要移动短线标记而不是打算放大谱图（如果程序判断您是想拉框而不是移动短线标记，在按下鼠标左键时鼠标箭头将变成十字形状）。要将谱图恢复成拉框放大前的原状，只要在谱图区任何一处快速双击一下鼠标左键即可。

§5 用标样计算校正因子
1. 按“谱图采集与处理”一节所述采集并处理已知各组份浓度的标准样品的谱图。
2. 填写“定量组份表”。在谱图中将鼠标指针指着某一组份所对应峰的峰顶，按下鼠标右键并在弹出的菜单中选择“自动填写组份表中套峰时间”命令，这时可以看到程序自动在“定量组份表”中“套峰时间”一栏里填写了按下鼠标右键时鼠标指针所指处的时间，此时间只要在所指峰的起落点范围之内，则意味着此峰被选中，如下图所示：

3. 在“定量组份表”中“浓度”一栏里填上标样中各组份的浓度。
4. 在“定量方法表”中选择“计算校正因子”。
5. 单击工具条上的“定量计算”图标按钮，程序随即将计算出来的校正因子填入“定量结果表”中。
6. 如果需要由几针同样的标准样品计算平均校正因子，则需要每次计算好校正因子后单击“定量结果表”中的“存档”按钮将此表内容暂时保存起来。待每次标准样品的“定量结果表”都存档后，单击 “定量结果表”中的“取档的平均”按钮，程序将所有存档表格的一个平均表计算出来刷新当前的“定量结果表”。（提示：如果某次计算得到的“定量结果表” 不需要参与以后的平均计算，就没有必要“存档”。）
7. 在“定量组份表”中单击“取校正因子”按钮，将刚刚计算得到的但尚在“定量结果表”中的校正因子取到“定量组份表”中来，为以后用这些校正因子计算浓度作好准备（这步最为关键，需要特别注意校正因子只有在“定量组份表”中才发挥作用，所以为防止遗忘，程序在做单次校正因子计算时会自动将这次在“定量结果表”里的计算好的校正因子放到“定量组份表”中）。
8. 选择“文件”菜单中的“存为模板”命令将几张表格内容保存到一个“模板文件”中，这样以后新建的谱图窗口中就可以从模板文件中引进这些表格内容，而不必再填这些表格。（如果保存模板文件时名称就取为程序推荐的名称“默认模板”，则日后新建谱图窗口时程序将自动引进这个模板中的内容。）

注：为了验证“定量组份表”里的校正因子的准确度，可以将“定量方法表”里的方法设在“外标法”上，然后重进一针标气，在“定量结果表”里计算得到它的浓度，若计算得到的浓度与实际浓度基本吻合则说明“定量组份表”里的校正因子是准确的。

§6 计算油气比和脱气率
计算油气比：翻到“定量方法表”，单击其中的“油气比”按钮，程序将弹出一对话框，填写好其中几个参数（如环境温度、脱出气体体积、油样体积）后单击对话框中的“确定”按钮关闭这个对话框，程序将计算好的油气比填入“定量方法表”中“油气比”按钮旁的编辑框中。（说明：如果打开了两个谱图窗口，则在一个谱图窗口中计算气油比及设置环境压力，将自动使另一谱图窗口中的相应数据也同步改变。）

计算脱气率：采用振荡法程序时，程序将在内部自动计算出理论脱气率，不需再做任何工作。采用真空法程序时，对“变径活塞泵全脱气法”可以将所有组份的脱气率都设为1，对其它不完全脱气法，则可以按下列步骤手工计算理论脱气率：
1. 先计算好油气比。
2. 在“定量组份表”的“名称”一栏中严格按照H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8、C3H6、C3H4字样（注意字母不能小写，也可写为中文：氢、氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔）为各组份填写好名称。
3. 单击“定量组份表”中的“理论脱气率”按钮，程序根据上面已计算好的油气比并按照各组份的名称将计算好的理论脱气率自动填入到此表中的“脱气率”一栏中。

说明：只有在计算油样中各溶解气体组份的浓度前才需要先计算好油气比和脱气率。在由标准样品计算校正因子和用外标法反算标气浓度时，油气比和脱气率的数值对其计算结果没有任何影响。

§7 计算油样中各溶解气体组份的浓度
1. 检查谱图窗口上方的表格里是否已含有校正因子、油气比及脱气率。如果需要，可在此谱图窗口中按前几节所述分别重新计算它们。
2. 如果标气的进样量和油样中脱出气体的进样量不同，则需设置“定量方法”表中的“乘数”（其默认值为1），程序最终计算油样中脱出气体组份的浓度时将会乘上这个系数。例如，标气进样量为1μl，而油样中脱出气体的进样量只有0.5μl，则这里乘数就应设置为2，这样会使最终浓度计算结果自动扩大2倍。
3. 按“谱图采集与处理”一节所述采集并处理油样的谱图。
4. 在“定量方法表”中按实际的脱气方法选择真空法或振荡法。
5. 单击工具条上的“定量计算”图标按钮，程序随即将计算结果填入“定量结果表”中。（实际上每次谱图采集结束时程序也会自动执行定量计算。）
6. 单击“定量结果表”右侧的“总烃 三比值”按钮可以查看根据此次计算结果得到的总烃含量和三比值编码以及此三比值编码所对应的故障性质及典型例子。

§8 打印含谱图的原始记录
1. 在“分析报告表”中填写好“报告头”和“报告尾”，这两部分的内容将分别被原封不动地插入到原始记录报告的头部和尾部。
2. 单击工具条上的“选项”图标按钮，在弹出的选项窗口中根据实际需要设置“打印”选项，以确定原始记录报告中含有哪些内容。例如，在其中的“标题”中，可以制定报告第一行中的标题文字。
3. 单击工具条上的“打印报告”图标按钮，这时程序用Word、写字板或自带打印程序打开将要打印的含谱图的原始记录报告，报告中含有各组份浓度结果、总烃浓度和三比值编码，以及此三比值编码所对应的故障性质及典型例子，如下所示：

4． 如果需要将上述报告打印出来，请单击工具条上的打印图标按钮，并随后关闭这份报告（注意在打开下一份原始记录报告之前一定要将前一份报告关掉，否则报告中的谱图不能被更新）。

§9 打印设备分析档案卡片
1． 在“定量结果表”中得到各组份浓度结果后，翻到“分析报告表”，在其中的“报告头”中填写好“取样时间”、“取样地点”、“设备名称”、“取样部位”等信息。
2． 单击工具条上的“入自定义报表”图标按钮，将启动Excel程序打开一事先设计好的报表，其相应的单元格中已自动填写好各组份浓度结果及上面“报告头”中的信息，同时已计算出总烃值并给出三比值编码及对应故障类型，如下所示：

3． 在此报表中填写完其它信息后，单击Excel工具条上的“打印”图标按钮进行打印，随后关闭Excel程序。

说明：
1． 在启动Excel程序打开报表时，若出现“是否启用宏”的提示，请选择“启用宏”；若出现“因为宏的安全性而禁止打开报表”的提示，请在Excel的“工具\宏\安全性”菜单项下将宏的安全级别设为“中”或“低”。
2． 在关闭Excel程序时，若出现是否对报表所作修改进行保存的提示，可回答“是”，这样可避免下一次打开报表时再次输入这次已输入过的信息。

§10 建立及使用数据库
1. 平日将每次的浓度结果及其它关键信息存入数据库文件中：在“定量结果表”中得到各组份浓度结果后，翻到“分析报告表”，在其中的“报告头”中填写好“取样时间”、“取样地点”、“设备名称”、“取样部位”这些关键信息，最后单击工具条上的“入数据库”图标按钮即可。
2. 打开数据库文件：执行菜单项“工具\结果数据库”，将启动Access打开数据库文件（事先应安装好Microsoft Access 2000或更高的版本），并看到如下界面：

3. 在上述界面中设置好所要查询的采样地点和采样时间后，可分别以采样地点和采样时间为序生成两种形式的统计性报表：

也可在上述界面中单击某个组份的趋势图按钮观察如下曲线：

如果需要打印上述报告或趋势图，点击工具条上的“打印”图标按钮即可。如果需要通过电脑网络将上述报告或趋势图发送给其它部门，执行菜单项“文件\发送”即可。
4．如果需要对数据库中的历史记录进行编辑，可执行菜单项“窗口\色谱分析结果：数据库”切换到如下窗口：

双击其中的“色谱分析结果”进入如下界面后即可对每行记录进行增删操作（先选中整行后点击鼠标右键在弹出菜单中选择相应操作，如下图），也可其中数据直接进行修改：

5． 如果要备份数据库，只要将软件安装目录下的program文件夹中的“色谱分析结果.mdb”进行备份即可。

§11 补充说明
1． “定量组份表”里定义的各组份的“套峰时间”只要落在谱图中相应峰的范围之内，程序就会将这个峰定性为某个组份。因为程序会在谱图中相应的时间位置上标上一根垂直短线（其上还有组份的名称）来标明“定量组份表”里的套峰时间，所以每次只要观察这根线是否落在它应该落在的峰的起点和落点范围之内即可。万一这根线落在了所要峰的范围之外，就可以用鼠标拖动它到所要峰的范围之内即可（不一定要对准峰顶），这时“定量组份表”中的套峰时间会自动改变到新的值。
2． 在对谱图做完调整后（比如用新的处理参数对谱图进行了“再处理”、或手工用鼠标调整了峰的起落点，等等），一定要点击一下工具条的“定量计算”图标按钮才能在“定量结果表”里看到新的定量结果。随后还应点击一下工具条上的“存盘”图标按钮，以便将已生成的谱图文件中储存的内容替换为当前最新的。
3． 本操作纲要已全面涵盖变压器油分析的各方面，当然软件中还有其它一些生僻功能未提及，如果您希望了解这些功能，可阅读软件安装目录下的help文件夹下的“HWUserManual.doc”（其中提到的通用色谱分析中的某些功能已在本软件中被去除）。