CN102235959A - 用机械振荡法测定变压器油含气量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，属于变压器制造技术领域。技术方案是：制作空白油样，油样在振荡前加入足够多的室温下的空气，经过规定温度和时间的振荡后，油样就会吸收空气到饱和，计量剩余的未被吸收的空气，就能够求出油样的吸气率；然后求出变压器油的饱和含气量，从饱和含气量中减去吸气率，就是油样的含气量。本发明的有益效果是：采用本发明，无论是测定低含气量的油样、还是测定含气量较高的油样，都具有较高的准确度，简单方便，快捷准确。

Description

用机械振荡法测定变压器油含气量的方法

技术领域：

本发明涉及一种用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，属于变压器制造技术领域。

背景技术：

由于变压器油溶解气体的能力很强，并且溶入的气体对变压器油的绝缘性能危害很大，我国电力行业早在1970年代末就开始研究变压器油中含气量测定方法。几十年来先后开发的方法有二氧化碳洗脱法、真空汞法、真空盐水法、真空压差法和振荡脱气法。二氧化碳洗脱法既洗不彻底，又不能测出油中溶解的酸性气体。所有真空法从原理上就不是完全脱气法，并且，真空度越高，试验装置越容易漏气。所以，上述方法在测定低含气量的油样时，准确度还不算低，而对于含气量较高的油样，准确度都不高，试验结果毫无例外都是偏小，例如，测定含气量已经饱和的油样，结果仅仅测到9.0%～10.2%，实际上饱和含水量是11.5%。

振荡脱气法主要是用于溶解气体组分色谱分析，其原理不是脱气，而是加气——通过加气振荡而使溶解在油中的气体释放到所加气体中，再利用亨利定理计算各个组分的含量。

由于油中溶解的气体大多是空气——在各种含气量下都会占到99.9%以上，那么，我们设想：如果在振荡前加入足够多的室温下的空气，而不是标准试验方法要求的氮气，那么，经过规定温度和时间的振荡后，油样就会吸收空气到饱和，计量剩余的未被吸收的空气，就能够求出油样的吸气率。如果能够求出变压器油的饱和含气量，那么，从饱和含气量中减去吸气率，就是油样的含气量。

发明内容：

本发明目的是提供一种用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，无论是测定低含气量的油样、还是测定含气量较高的油样，都具有较高的准确度，简单方便，快捷准确，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，包含如下工艺步骤：制作空白油样，油样在振荡前加入足够多的室温下的空气，经过规定温度和时间的振荡后，油样就会吸收空气到饱和，计量剩余的未被吸收的空气，就能够求出油样的吸气率；然后求出变压器油的饱和含气量，从饱和含气量中减去吸气率，就是油样的含气量。

更具体的工艺步骤：①用高真空净油机对多批变压器油进行脱气处理，制备空白油样；②测定上述空白油样的含气量；③用振荡法测定上述空白油样在101.3±2kPa气压、23±3℃温度下的饱和吸气率；④换算求得101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量。

所说的的空白油样制备，理论上含气量为零，利用多台高真空净油机在真空度低于13.3Pa的高真空条件下，对100kg油样反复循环脱气。用公知的二氧化碳洗脱法测定上述空白油样的含气量，一般用二氧化碳洗脱法测得空白油样基础含气量为0.05%～0.1%，把这样的低含气量的油样作为空白油样。

所说的用振荡法测定上述空白油样的饱和吸气率，具体步骤是：采用振荡箱和针管，振荡箱内设振荡机构，针管内装油样，可同时振荡多支针管；振荡温度：40～50℃，振荡时间：20min，冷却时间：振荡结束后在23±3℃温度下冷却的时间为30min；按照上述操作方法测定空白油样的饱和吸气率；所说的空白油样的饱和吸气率加上空白油样基础含气量，就是饱和含气量；检定试验用针管，确定准确体积。

所说的换算求得101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，也就是油样含气量，按下述公式计算：Cg ＝饱和含气量－100Vg/Vo，式中：Cg：试样在101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，单位%；Vg：换算到试样在101.3 kPa气压、0℃下吸收空气的体积，单位mL；Vo：换算到试油在0℃下的体积，单位mL。

振荡脱气法主要是用于溶解气体组分色谱分析，其原理不是脱气，而是加气——通过加气振荡而使溶解在油中的气体释放到所加气体中，再利用亨利定理计算各个组分的含量。

由于油中溶解的气体大多是空气——在各种含气量下都会占到99.9%以上，那么，我们设想：如果在振荡前加入足够多的室温下的空气，而不是标准试验方法要求的氮气，那么，经过规定温度和时间的振荡后，油样就会吸收空气到饱和，计量剩余的未被吸收的空气，就能够求出油样的吸气率。如果能够求出变压器油的饱和含气量，那么，从饱和含气量中减去吸气率，就是油样的含气量。

本发明的有益效果是：采用本发明，无论是测定低含气量的油样、还是测定含气量较高的油样，都具有较高的准确度，简单方便，快捷准确。

具体实施方式：

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例中的工艺步骤：1、用高真空净油机制备空白油样，采用日本加藤淨油机、日本三美净油机、重庆麦克菲尔净油机，用三种净油机对多批变压器油进行脱气处理；2、用二氧化碳洗脱法测定上述空白油样的含气量；3、检定试验用针管，确定准确体积；4、用振荡法测定上述空白油样的饱和吸气率；5、换算求得101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，建立计算公式；6、对实际生产中的油样进行测试，同时用真空压差法进行对比。

具体实验过程：

仪器的选定：选定的仪器有振荡箱和医用针管，均可从市场采购，振荡箱内设振荡机构，可同时振荡四支针管；针管分大小两种：100mL大针管，用于振荡油样；5mL小针管，用于测量剩余气体体积； 

试验条件；试油体积：30mL（该体积为经过反复试验而确定）；注入空气体积：5mL；振荡温度：40～50℃；振荡时间：20min（振荡时间影响油样吸收气体的饱和程度和试验效率，20min是经过反复试验确定的）；冷却时间：振荡结束后在23±3℃温度下冷却的时间，试验确定为30min；

空白油样的制备：利用多台高真空净油机在真空度低于13.3Pa的高真空条件下，对大约100kg油样反复循环脱气；用二氧化碳洗脱法（对于低含气量的油样准确度可以接受）测得含气量为0.05%～0.1%，这和净油机生产厂家的设计指标及其出厂试验结果是吻合的；把这样的低含气量的油样作为空白油样；

求空白油样的饱和吸气率：按照上述操作方法测定空白油样的饱和吸气率；经大量测试，得到101.3±2kPa气压、23±3℃温度下饱和吸气率为12.1%，加上基础含气量0.1%，得到饱和含气量为12.2%；

计算101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，按照气体方程，经计算为：11.5%。

含气量计算公式：Cg ＝ 11.5－100Vg/Vo，式中：Cg：试样在101.3 kPa气压、0℃下的含气量，单位%；Vg：换算到试样在101.3 kPa气压、0℃下吸收空气的体积，单位mL；Vo：换算到试油在0℃下的体积，单位mL。

Claims (6)

1.一种用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，其特征在于包含如下工艺步骤：制作空白油样，油样在振荡前加入足够多的室温下的空气，经过规定温度和时间的振荡后，油样就会吸收空气到饱和，计量剩余的未被吸收的空气，就能够求出油样的吸气率；然后求出变压器油的饱和含气量，从饱和含气量中减去吸气率，就是油样的含气量。

2.根据权利要求1所述之用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，其特征在于更具体的工艺步骤：①用高真空净油机对多批变压器油进行脱气处理，制备空白油样；②测定上述空白油样的含气量；③用振荡法测定上述空白油样在101.3±2kPa气压、23±3℃温度下的饱和吸气率；④换算求得101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量。

3.根据权利要求1或2所述之用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，其特征在于所说的的空白油样制备，理论上含气量为零，利用多台高真空净油机在真空度低于13.3Pa的高真空条件下，对100kg油样反复循环脱气。

4.用公知的二氧化碳洗脱法测定上述空白油样的含气量，一般用二氧化碳洗脱法测得空白油样基础含气量为0.05%～0.1%，把这样的低含气量的油样作为空白油样。

5.根据权利要求1或2所述之用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，其特征在于所说的用振荡法测定上述空白油样的饱和吸气率，具体步骤是：采用振荡箱和针管，振荡箱内设振荡机构，针管内装油样，可同时振荡多支针管；振荡温度：40～50℃，振荡时间：20min，冷却时间：振荡结束后在23±3℃温度下冷却的时间为30min；按照上述操作方法测定空白油样的饱和吸气率；所说的空白油样的饱和吸气率加上空白油样基础含气量，就是饱和含气量；检定试验用针管，确定准确体积。

6.根据权利要求4所述之用机械振荡法测定变压器油含气量的方法，其特征在于所说的换算求得101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，也就是油样含气量，按下述公式计算：Cg ＝饱和含气量－100Vg/Vo，式中：Cg：试样在101.3 kPa气压、0℃下的饱和含气量，单位%；Vg：换算到试样在101.3 kPa气压、0℃下吸收空气的体积，单位mL；Vo：换算到试油在0℃下的体积，单位mL。