在现代电力工业的设备运行和维护中，要求在电厂或电站运行的关键变压器特别是发现有异常的变压器上经常进行故障气体，微水含量，局部放电，绕组变形等多种项目的测量。从这些结果中得到的科学信息是电力部门预计并控制安全服务和运行成本的诸多因素。
随着现代科技的快速发展以及微处理器的引入，在线检测仪器的发展速度正在稳步提高。在线检测仪器的功能不断改善而价格在逐步下降，使智能化在线检测仪器的广泛应用成为可能。由于通讯技术的发展使得在线检测的结果能够快速传递到远距的分析和控制中心，在出现故障时不但能及时自动报警并可从多气体比值判断故障性质及类型，采取必要措施，更显示出了他的重要作用。近年来在国外各大电力部门的应用已经证明，在线检测技术对电力设备的充分利用，提高效益，延长使用寿命以及降低运行维护费用方面都有极大的作用。
1.1、变压器油中溶解气体分析
对变压器油中气体的检测分析是对变压器运行状态进行判断的重要监测手段。变压器在运行中由于种种原因产生的内部故障,如局部过热、放电、绝缘纸老化等都会导致绝缘劣化并产生一定量的气体溶解于油中，不同的故障引起油分解所产生的气体组分也不尽相同（见表1）,从而可通过分析油中气体组分的含量来判断变压器的内部故障或潜伏性故障。对变压器油中溶解气体采用在线监测方法,能准确地反映变压器的主要状况,使管理人员能随时掌握各站主变的运行状态,以便及时作出决策，预防事故的发生。变压器油中溶解气体在线监测的关键技术包括油气分离技术、混合气体检测技术。
表1、不同故障类型产生的油中溶解气体
故障类型 主要气体组分 次要气体组分
油过热 CH4, C2H4 H2, C2H6
油和纸过热 CH4, C2H4, CO,CO2 H2, C2H6
油纸绝缘中局部放电 H2, CH4, C2H2, CO C2H4, CO2
油中火花放电 C2H2, H2 -
油中电弧 H2, C2H2 CH4, C2H4, C2H6
油和纸中电弧 H2, C2H2, CO, CO2 CH4, C2H4, C2H6
进水受潮或油中气泡 H2 -
自1960年以来，世界电力工业广泛使用变压器油中多种故障气体的色谱分析及多比值、TD图等判断方法为电力部门的安全高效运行提供重要依据。但其测量周期较长，脱气误差较大以及耗时较多等问题，尚难满足安全生产和状态检修的要求。因此，变压器油中多种故障气体的在线检测就成为迫切的需要。
由国家质量监督局颁布的最新国家标准“变压器油中溶解气体分析和判断导则”中指出了变压器绝缘油的产气原理是由于绝缘油和固体绝缘材料在电及热作用下的分解。低能量放电故障促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成氢气，乙烯在高于甲烷和乙烷的温度下生成。大量的乙炔是在电弧的弧道中产生。
1.2、选择氢气和微水作为测量对象
矿物质绝缘油以其高介电强度和化学稳定性被用作电气设备的绝缘流体。在正常运行情况下是非常稳定的，但在外界因素如故障左右下会经历化学反应。众所周知，对油中气体进行定量分析可以判别变压器故障，如局部放电、过热和电弧，从下表中可以看出对绝大部分的故障而言，氢气是关键的早期故障指征气体，而水分则是影响绝缘材料介电强度的关键因素。因而，选择高性价比的InsulDGA-2A型油中溶解氢气及微水在线监测装置可以为常规充油电力设备（如35kV油浸式电力变压器等）实现绝缘系统的早期报警，为此类设备保驾护航。
高温分解（过热）
低温 氢气，甲烷，乙烷
高温 氢气，乙烯，甲烷，乙烷
局部放电 氢气
电弧 氢气，乙炔，甲烷，乙烷，乙烯
介电强度 微水

2、油中溶解氢气及微水在线监测装置
InsulDGA-2A型水分、氢气含量及温度在线监测装置可以对电力变压器绝缘油进行可靠的在线监测，该监测装置采用独家设计的一体式检测器，能够实时传送与变压器油绝状况相关的精确测量值和趋势数据，以避免严重的损失和昂贵的维修费用。
2.1、关键技术
最新开发的InsulDGA-2A型油中溶解氢气及微水在线监测装置采用一系列先进技术实现变压器油中的氢浓度、微水含量、温度和压力等参数的精确测量，其中包括基于智能PID流量自适应泵浦为核心的持续进油式、实时快速响应油气分离装置、专利的长效型电化学氢传感器以及成熟的薄膜电容式微水传感器等一系列关键技术。
InsulDGA-2A在线监测装置使用欧洲先进技术和部件，克服了环境变化、恒温恒湿、信号干扰、机械振动等各种难题，可用于变压器油中氢气、水分及油温的连续在线检测。整套装置可直接安装在变压器现场，连续自动采样，自动检测油中气体及微水。并且主控室终端电脑可以通过有线或无线的方式与其通信，获取油中气体及溶解水的实时数据信息。 和传统的变压器色谱分析仪相比，InsulDGA-2A不仅性价比更好，而且它还能替换变压器微水测试仪。
到2016年，InsulDGA-2A已经广泛的应用在美国、加拿大、墨西哥、德国、奥地利、英国、韩国、马来西亚、新加坡、澳大利亚等国家的电力系统中。
2.2、油气分离
图1、脱气模块
图1是InsulDGA-2A的油气分离模块，即脱气模块。其采用的是独创的持续进油式可变脱气量原理，整个装置由油气平衡容器、气体循环泵、智能PID流量自适应泵浦、电源模块组成；采用独创的持续进油方式，变压器油从进油口持续流经油气平衡气室、智能PID流量自适应泵浦将进油口油流量实时等量输出，在此油流输送过程中，油中溶解气体迅速析出至油气平衡气室，直至油气平衡状态；相比于常规的依靠固定量体积油样的脱气方式，其参与脱气的样品油无限量， 时刻有高浓度新样品油流经脱气室， 此方式下保证液相中气体浓度始终保持不变，从而保证达到气液平衡时气相中气体浓度在同等条件下的最大值，与常规真空顶空式脱气机相比，脱气率达到最大化。
技术特点
l 装置采用独创的持续进油式脱气原理， 达到实时脱气的目的， 油样浓度发生变化时，油气平衡容器内气体浓度实时变化， 不受气体溶解度影响，油气分离迅速彻底。
l 常规原理脱气完成后，由于样品油中气体浓度有一部份分配到气相中达到平衡状态，导致样品油浓度变低，存在脱气率的问题； 持续进油式脱气装置样品油浓度无变化，不存在脱气率问题，油气平衡系数遵循奥斯瓦尔德系数规律。
l 无常规脱气机需油置换、油定量、气室清洗， 抽真空，搅拌脱气、气体转移、返油等复杂流程，安装调试复杂，不到脱气最后一步都无法确保脱气正常；相比之下持续进油式脱气原理只有油循环及气循环步骤，并同时进行，脱气是否正常，一目了然，稳定可靠性极高。
l 可变脱气量：脱气量可根据定量管或分析气室体积要求自动增大或减少， 适合各种分析场合，超大脱气量、可达100mL脱气量，特别适合要求脱气量大的仪器配合使用。
l 整个脱气过程油样与外界环境完全隔离，对油样没有污染，可以直接返回变压器油箱，无需排油。
l 一体化结构设计：体积小巧、结构紧凑、元件极少，系统只有3只电磁阀，无复杂的管路连接；流程简单，运行稳定可靠。
l 气路配置高精度油雾过滤器，过滤精度达到 0.01um 级别，并有清洗再生功能，确保气路环境清洁。
l 出色的耐高温特性：可在 70 度的环境温度连续稳定运行。
2.3、氢气检测
InsulDGA-2A装置的氢气在线监测单元专门用于测量氢气含量，该检测装置使用特有的MEMS燃料电池传感元件，微电子MEMS 氢气传感器感测到氢气后，硬件电路通过控制流过传感器的电流，得到与氢气浓度成对应比例的电压信号，NTC温控电路控制传感器的加热功率，从而使传感器工作在合适的温度，得到最好的响应灵敏度。氢气传感器的前端模拟输出模块，通过一级放大，将传感器的信号转化成电压信号输出，主要包括NTC温控电路和一个一级放大电路。各级功能模块如下图。