變壓器油溶解氣分析是大型充油電力設備健康監測的重要手段。通過對變壓器絕緣油中的特征故障氣體進行定量分析，可以及時掌握變壓器的運行狀態，進而進行必要的維護。鑒于目前并沒有一種方法可以直接對溶解在油中的氣體進行檢測，因此把溶解在變壓器油中的故障氣體高效地分離出來是實現變壓器實時在線監測的關鍵環節。
早期應用的油氣分離方法主要有多普勒脫氣法和部分脫氣法，它們基本能實現完全脫氣，但是需要活塞做真空處理，操作繁瑣，不適于在線監測使用。近年來研究比較廣泛的是高分子膜溶解一滲透油氣分離方法，這種方法結構簡單、性能穩定。目前使用較多的高分子膜有聚全氟乙丙烯膜(FEP)、聚四氟乙烯毛細管膜(GPIOO)、中空纖維復合膜以及帶微孔的聚四氟乙烯膜等，但是這些有機高分子膜也普遍存在氣體滲透率低、在線監測響應時間長的問題，油氣平衡時間往往長達十幾個小時甚至是數天，不能很好地滿足在線監測的要求。
相比于有機高分子膜，無機膜具有耐高溫、耐微生物、化學穩定性好、機械強度高、易清洗再生和孔徑分布集中等優點，已在食品、藥物等液體分離領域得到應用，其中比較有代表性的就是陶瓷膜。而且隨著陶瓷膜制備工藝的改善，其過濾孔徑可以達到3Onm以下，成為有機高分子膜的有力競爭對手。國內外也已出現了將其與有機高分子膜結合應用于變壓器油氣分離領域的相關研究，但是未見單獨用陶瓷膜進行油氣分離的研究工作。筆者提出單獨采用陶瓷膜進行油氣分離的設想，設計基于陶瓷膜的油氣分離膜組件，測試該組件對于變壓器典型故障氣體CzH。的脫氣性能，并與傳統有機膜進行比較。
傳統的有機膜油氣分離機制可以用溶解擴散模型進行描述，如圖1所示，膜的一側直接與變壓器油接觸，另一側是一個隔離出的小型氣室，兩側的氣體分子因熱運動而逐漸趨于平衡，平衡后氣相中氣體的體積分數與油中溶解氣體的體積分數存在一定的換算關系，因此，通過測定氣室中氣體的體積分數便可以計算得到油中溶解氣體的濃度。這種結構相對簡單，在線監測上只要將膜固定好，在長期運行中很容易達到穩定可靠的性能，比其他油氣分離方法簡單，但是傳統有機膜普遍存在一個致命的缺點——平衡時間比較長。
區別于傳統的有機膜，筆者采用的微孔陶瓷膜是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程：變壓器油在膜管內高速流動，膜管外是隔離出的小型氣室。陶瓷膜截面如圖2所示，為多通道管狀結構，管壁密布微孔。
陶瓷膜的油氣分離過程主要是依靠氣體分子的熱運動而使得油液內外氣體濃度逐漸趨于平衡，不同的是變壓器油在膜管內流動過程中會產生內壓，在壓力的驅動下沿垂直方向向外滲透，滲透過程中油液壓力逐漸減小，導致溶解于其中的故障氣體溶解度降低，從而使得氣體分子更容易逸出，縮短平衡所需時間。此外，這種形式的過濾相比于傳統有機膜的終端過濾形式，大大增加了過濾的面積，也使之更容易達到較短的平衡時間。最終的結果是含大分子組分的變壓器油液被膜分離層截留，而小分子氣體通過陶瓷膜管壁分離出去，從而達到油氣分離的目的。