一種具有濾除油蒸氣功能的絕緣油中氣體分離裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其磁力驅(qū)動(dòng)裝置安裝在油樣瓶(110)底部外側(cè)，驅(qū)動(dòng)放置在油樣瓶(110)底部?jī)?nèi)側(cè)的永磁攪拌子旋轉(zhuǎn)。油冷凝裝置安裝在油樣瓶(110)的瓶蓋(111)上。油冷凝裝置內(nèi)部為翅片式冷凝結(jié)構(gòu)。油冷凝裝置底部開(kāi)有進(jìn)氣孔，并兼做回油孔。油冷凝裝置頂部開(kāi)有出氣孔。油冷凝裝置的進(jìn)氣孔與油樣瓶瓶蓋的出氣孔相連，油冷凝裝置的出氣孔接氣體管路。油冷凝裝置與油樣瓶瓶蓋相連的一側(cè)內(nèi)部為斜面，進(jìn)氣孔位于斜面的低端。半導(dǎo)體制冷片(18)安裝在油冷凝裝置與散熱裝置之間，油冷凝裝置(19)和散熱裝置(16)分別安裝在半導(dǎo)體制冷片(18)的低溫測(cè)和高溫測(cè)。所述注油管(10)安裝在瓶蓋(111)上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有濾除油蒸氣功能的絕緣油中氣體分離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置，特別涉及一種適用于變壓器油中溶解氣體檢測(cè)系統(tǒng)中的具有濾除油蒸氣功能的氣體分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器是電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，其可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。因此需要對(duì)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。目前通過(guò)油中溶解氣體分析(即Dissolved Gas Analysis, DGA)能夠在無(wú)需停電的情況下對(duì)變壓器的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和診斷，是世界公認(rèn)的監(jiān)測(cè)變壓器早期故障、預(yù)防災(zāi)難性事故最好的方法。
[0003]對(duì)油中溶解氣體進(jìn)行檢測(cè)最常用的檢測(cè)方面有氣相色譜法、傳感器法、光聲光譜法等，其中光聲光譜法由于具有檢測(cè)速度快，精度高，不需要載氣等優(yōu)點(diǎn)是未來(lái)氣體檢測(cè)發(fā)展的方向，然而也有一些缺點(diǎn)，特別是當(dāng)氣體樣品中含有油蒸汽時(shí)，長(zhǎng)期使用將會(huì)污染光聲光譜檢測(cè)模塊的窗片等元件，使得檢測(cè)精度降低。因此需要一種能夠提供含油蒸汽量少甚至不含油蒸汽的脫氣方法。
[0004]目前的脫氣方法主要有真空脫氣法、載氣脫氣法、溶解平衡法、膜脫氣法及動(dòng)態(tài)頂空脫氣法等。其中動(dòng)態(tài)頂空脫氣法，采集油樣到采樣瓶后，在脫氣過(guò)程中，采樣瓶?jī)?nèi)的磁力攪拌子不停地旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)油樣脫氣；析出的氣體經(jīng)過(guò)檢測(cè)裝置后返回采樣瓶的油樣中，在這個(gè)過(guò)程中，間隔測(cè)量氣樣的濃度，當(dāng)前后測(cè)量的結(jié)果一致時(shí)，認(rèn)為脫氣完畢，采用該方式的脫氣裝置在進(jìn)出氣管上安裝了油蒸汽濾片，一定程度上濾除其中油蒸汽，但需要周期性的更換油濾片。該方法的優(yōu)點(diǎn)是脫氣速度快。
[0005]專(zhuān)利CN102527094A提及采用密封腔體以及安裝在密封腔體內(nèi)的高分子微孔毛細(xì)管的方式脫氣。其缺點(diǎn)是脫氣速度較慢，且對(duì)不同氣體組分脫出速率不同，影響測(cè)量速度。類(lèi)似的還有專(zhuān)利CN200520070133.2。專(zhuān)利US4112737提到類(lèi)似的使用隔膜管的氣體提取設(shè)備。
[0006]專(zhuān)利CN200410069203.2記載了一種采用基于靜態(tài)頂空原理的變壓器油中溶解氣體在線采樣方法，通過(guò)一個(gè)直接插入油中的探頭采集油中溶解氣體，其缺點(diǎn)是需要靠油循環(huán)過(guò)程氣體自然溢出到空白氣體中，脫氣效率低且油循環(huán)情況對(duì)脫氣過(guò)程影響很大，測(cè)量速度慢。專(zhuān)利US5659126公開(kāi)了類(lèi)似方法，但具體結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方法不同。
[0007]專(zhuān)利CN200920231084.4提到一種全自動(dòng)真空脫氣裝置，其缺點(diǎn)是由于采用真空泵、真空傳感器等元件，增加了成本降低了可靠性，對(duì)油蒸汽沒(méi)有有效控制。
[0008]專(zhuān)利CN201220202906.8提到采用磁驅(qū)動(dòng)攪拌器攪拌絕緣油來(lái)脫出氣體的方法。由于其油循環(huán)及油氣分離采用同一通路，在有循環(huán)過(guò)程中脫出的氣體將影響測(cè)量結(jié)果。沒(méi)有提及對(duì)油蒸汽的處理或控制措施。
[0009]此外，目前對(duì)油蒸汽的處理方法只是在氣樣循環(huán)管路中增加聚四氟或其他材質(zhì)的濾片，濾除油蒸汽，這類(lèi)方法的缺點(diǎn)是一方面濾除能力差，另一方面需要經(jīng)常更換，增加了維護(hù)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置。本發(fā)明使用傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頂空脫氣法，可以得到較高的脫氣速率，同時(shí)低成本地實(shí)現(xiàn)油蒸汽的濾除，減少油蒸汽對(duì)氣體檢測(cè)模塊的影響，延長(zhǎng)該氣體檢測(cè)模塊的使用壽命。
[0011]本發(fā)明氣體分離裝置包括油樣瓶及瓶蓋、磁力驅(qū)動(dòng)裝置及磁攪拌子、半導(dǎo)體制冷片、油冷凝裝置，以及散熱裝置五個(gè)部分。
[0012]所述磁力驅(qū)動(dòng)裝置安裝在油樣瓶底部的外側(cè)，驅(qū)動(dòng)放置在油樣瓶底部?jī)?nèi)側(cè)的永磁攪拌子旋轉(zhuǎn)。
[0013]所述油冷凝裝置安裝在油樣瓶的瓶蓋上。油冷凝裝置為一封閉的長(zhǎng)方體或圓柱形結(jié)構(gòu)。油冷凝裝置內(nèi)部為翅片式冷凝結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)油蒸汽的冷凝效果。油冷凝裝置頂部和底部分別有一個(gè)開(kāi)孔，底部的開(kāi)孔為進(jìn)氣孔兼做回油孔，頂部的開(kāi)孔為出氣孔。所述的瓶蓋上有一個(gè)出氣孔；所述油冷凝裝置的進(jìn)氣孔與瓶蓋的出氣孔相連，所述油冷凝裝置的出氣孔接氣體管路。工作時(shí)所述油樣瓶中脫出的氣體從進(jìn)氣孔進(jìn)入油冷凝裝置，氣體中包含的油蒸汽冷凝后通過(guò)回油孔重新返回油樣瓶。所述油冷凝裝置固定在瓶蓋上；所述瓶蓋與油樣瓶之間采用螺紋密封；瓶蓋裝有聚四氟材質(zhì)的密封墊。油冷凝裝置與油樣瓶瓶蓋相連的一側(cè)內(nèi)部為斜面，進(jìn)氣口位于斜面的低端，以利于液化油返回油樣瓶。所述氣體管路可以直接與檢測(cè)裝置相連，也可以首先與三通電磁閥相連，三通電磁閥的常開(kāi)端直連檢測(cè)裝置，常閉端首先通過(guò)一段安裝在散熱裝置中的管路后，再與檢測(cè)裝置相連。
[0014]所述半導(dǎo)體制冷片為平板狀結(jié)構(gòu)，安裝在油冷凝裝置與散熱裝置之間。油冷凝裝置和散熱裝置分別安裝在半導(dǎo)體制冷片的低溫測(cè)和高溫測(cè)，油冷凝裝置與半導(dǎo)體制冷片的接觸面、散熱裝置與半導(dǎo)體制冷片的接觸面都涂有導(dǎo)熱硅脂。半導(dǎo)體制冷片采用直流電源供電，控制其供電電壓來(lái)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷片的制冷能力，從而控制油冷凝裝置對(duì)氣體的制冷效果。所述散熱裝置可以是散熱片構(gòu)成的自然對(duì)流散熱裝置，也可以加裝散熱風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱。所述散熱裝置散熱片中可以裝設(shè)通氣管路，用來(lái)加熱氣體，使得氣體溫度恢復(fù)到測(cè)量所需溫度。
[0015]所述瓶蓋與油樣瓶之間采用螺紋密封，便于拆卸清洗，瓶蓋裝有聚四氟材質(zhì)的密封墊。所述瓶蓋上還設(shè)有注油口，進(jìn)氣管以及溫度傳感器。所述注油口通常是關(guān)閉的，在注油時(shí)才打開(kāi)。所述進(jìn)氣管深入油樣瓶?jī)?nèi)的油樣以下，所述溫度傳感器優(yōu)選采用Ptioo溫度傳感器，工作時(shí)深入油樣以下。與所述出氣孔連接的氣體管路上也裝有溫度傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)氣體溫度，所述監(jiān)測(cè)值可以用來(lái)控制三通電磁閥的通斷。
[0016]采用所述方式可以有效避免脫氣過(guò)程中油蒸汽通過(guò)氣路模塊進(jìn)入氣體檢測(cè)模塊，進(jìn)而避免氣體檢測(cè)模塊中的窗片等被油蒸汽污染，延長(zhǎng)氣體檢測(cè)模塊的使用壽命。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的氣體分離裝置與檢測(cè)系統(tǒng)連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明絕緣油中氣體分離裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明絕緣油中氣體分離裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； [0020] 圖4為本發(fā)明油冷凝裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]圖1為本發(fā)明的絕緣油中氣體分離裝置與檢測(cè)系統(tǒng)連接的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，絕緣油中氣體分離裝置I通過(guò)管路5與氣體檢測(cè)裝置2相連。后備濾片4及循環(huán)氣泵3串聯(lián)裝在所述的管路5上。所述管路5通常為Φ3的聚四氟乙烯管。所述氣體檢測(cè)裝置2為采用光聲光譜法原理的檢測(cè)裝置。
[0023]圖2為本發(fā)明絕緣油中氣體分離裝置一種實(shí)施方式的示意圖。如圖2所示，該實(shí)施例的絕緣油中氣體分離裝置包括油樣瓶110,瓶蓋111,以及設(shè)置在瓶蓋111上的注油管10、進(jìn)氣管12、出氣孔112、溫度傳感器15、油冷凝裝置19，半導(dǎo)體制冷片18，散熱裝置16，散熱風(fēng)扇17，以及攪拌樣品油的磁力驅(qū)動(dòng)裝置14和磁攪拌子13。
[0024]所述磁力驅(qū)動(dòng)裝置14安裝在油樣瓶110底部的外側(cè)，磁攪拌子13放置在油樣瓶110底部的內(nèi)側(cè)。所述進(jìn)氣管12深入油樣液面以下。所述瓶蓋111與油樣瓶110之間采用螺紋密封，便于拆卸清洗。瓶蓋111裝有聚四氟材質(zhì)的密封墊。所述溫度傳感器15安裝在瓶蓋111上，深入油樣液面以下，用來(lái)測(cè)量油樣瓶110中油樣的溫度。所述瓶蓋111上的出氣孔112與油冷凝裝置19的進(jìn)氣孔連通。所述油冷凝裝置19使用螺絲與瓶蓋111連接。所述的油冷凝裝置19為一具有進(jìn)氣孔121和出氣孔122密封型結(jié)構(gòu)，整體為一長(zhǎng)方體或圓柱體。油冷凝裝置19內(nèi)部為翅片式冷凝結(jié)構(gòu)；所述的進(jìn)氣孔121位于油冷凝裝置19底部靠壁面處，油冷凝裝置19的出氣孔122位于頂部靠壁面處，且連接有出氣管11。所述油冷凝裝置19與瓶蓋111相連一側(cè)為一斜面，進(jìn)氣孔121位于斜面較低一端，以利于液化油返回油樣瓶110。所述油冷凝裝置19通常采用鋁材制作。所述半導(dǎo)體制冷片18為平板狀結(jié)構(gòu)，安裝在油冷凝裝置與散熱裝置之間，通電后半導(dǎo)體制冷片18平板的一面溫度降低，該面稱為低溫側(cè)，另一面溫度升高，該面稱為高溫側(cè)。油冷凝裝置19和散熱裝置16分別安裝在半導(dǎo)體制冷片18的測(cè)溫測(cè)和高溫測(cè)，油冷凝裝置19與半導(dǎo)體制冷片18的接觸面、散熱裝置16與半導(dǎo)體制冷片18的接觸面都涂有導(dǎo)熱硅脂。所述注油管10安裝在瓶蓋111上，用來(lái)向油樣瓶110內(nèi)注入油樣，注油管10的管口裝有常閉接頭。
[0025]圖3為本發(fā)明絕緣油中氣體分離裝置一種實(shí)施方式的示意圖。如圖3所示，此實(shí)施例與圖2所示的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是，在出氣管11上增設(shè)了三通電磁閥113，在散熱裝置16內(nèi)部設(shè)有氣體加熱管路114。從出氣管11出來(lái)的氣體通過(guò)氣體加熱管路114后再與管路5相連。正常運(yùn)行時(shí)，出氣管11的氣體直接經(jīng)過(guò)管路5與氣體檢測(cè)裝置2相連，當(dāng)出氣管11中的氣體溫度低于設(shè)定值時(shí)，三通電磁閥113動(dòng)作，出氣管的氣體先流過(guò)氣體加熱管路114，再經(jīng)過(guò)管路5。
[0026]圖4為本發(fā)明油冷凝裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，油冷凝裝置19內(nèi)部具有冷凝片191結(jié)構(gòu)，所述冷凝片191的基底由油冷凝裝置外殼193構(gòu)成，進(jìn)氣口192位于外殼193的底部，空隙194為氣體流通路徑。工作時(shí)含有油蒸汽的氣體從進(jìn)氣口192進(jìn)入油冷凝裝置，流經(jīng)空隙194，油蒸汽受冷凝結(jié)在齒狀冷凝片192上，不含或者含有很少油蒸汽的氣體從出氣口流出裝置，凝結(jié)在齒狀冷凝片192上的油由于重力的作用從進(jìn)氣口 192流回油樣瓶。
【權(quán)利要求】
1.一種具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于所述的氣體分離裝置包括油樣瓶(110)及瓶蓋(111)、、磁力驅(qū)動(dòng)裝置及磁攪拌子、半導(dǎo)體制冷片(18)、油冷凝裝置，以及散熱裝置； 所述磁力驅(qū)動(dòng)裝置安裝在油樣瓶(110)底部的外側(cè)，驅(qū)動(dòng)放置在油樣瓶(110)底部?jī)?nèi)側(cè)的永磁攪拌子旋轉(zhuǎn)； 所述油冷凝裝置安裝在油樣瓶(110)的瓶蓋(111)上；油冷凝裝置為一封閉的長(zhǎng)方體或圓柱體；油冷凝裝置內(nèi)部為翅片式冷凝結(jié)構(gòu)；油冷凝裝置頂部和底部分別有一個(gè)開(kāi)孔，底部的開(kāi)孔為進(jìn)氣孔兼做回油孔，頂部的開(kāi)孔為出氣孔；所述的瓶蓋(111)上有一個(gè)出氣孔(112);所述油冷凝裝置的進(jìn)氣孔與瓶蓋上的出氣孔相連，所述油冷凝裝置的出氣孔連接氣體管路；油冷凝裝置與油樣瓶瓶蓋相連的一側(cè)內(nèi)部為斜面，進(jìn)氣口位于斜面的低端； 所述半導(dǎo)體制冷片(18)安裝在油冷凝裝置與散熱裝置之間，油冷凝裝置(19)和散熱裝置(16)分別安裝在半導(dǎo)體制冷片(18)的低溫測(cè)和高溫測(cè)，油冷凝裝置與半導(dǎo)體制冷片的接觸面、散熱裝置與半導(dǎo)體制冷片的接觸面都涂有導(dǎo)熱硅脂；所述注油管(10)安裝在瓶蓋(111)上，注油管(10)管口裝有常閉接頭。
2.按照權(quán)利要求1所述的具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于所述瓶蓋(111)上還設(shè)有進(jìn)氣管(12)，進(jìn)氣管(12)深入油樣瓶的油樣以下，安裝在瓶蓋(111)上的溫度傳感器(15)用來(lái)測(cè)量油樣瓶(110)中油的溫度；所述油冷凝裝置(19)固定在瓶蓋(111)上；所述瓶蓋(111)與油樣瓶(110)之間采用螺紋密封；瓶蓋(111)裝有聚四氟材質(zhì)的密封墊。
3.按照權(quán)利要求1所述的具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體制冷片(18)采用直流電源供電，通過(guò)控制供電電壓的方式控制半導(dǎo)體制冷片(18)的制冷能力。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于:所述出氣管(11)直接通過(guò)管路(5)與氣體檢測(cè)裝置(2)相連。
5.按照權(quán)利要求4所述的具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于:所述出氣管(11)與三通電磁閥(113)相連，三通電磁閥(113)的常閉端與氣體加熱管路(114)相連，三通電磁閥(113)的另一端直接與管路(5)相連，管路(5)與氣體檢測(cè)裝置(2)相連；所述出氣管(11)上裝有溫度傳感器，檢測(cè)出氣管(11)的氣體溫度；當(dāng)出氣管(11)的氣體溫度低于設(shè)定值時(shí)，三通電磁閥(113)動(dòng)作，氣體通過(guò)氣體加熱管路(114)后再與管路(5)相連。
6.按照權(quán)利要求5所述的具有濾除油蒸汽功能的絕緣油中氣體分離裝置，其特征在于:所述的氣體加熱管路(114)安裝在散熱裝置(16)中，由半導(dǎo)體制冷片(18)高溫測(cè)的熱量供熱。
【文檔編號(hào)】B01D5/00GK104028001SQ201410246741
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】李康, 張國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所