CN106353460A - 一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法，该装置包括：中央计算控制器、复数个主变绝缘纸样品酸值获取装置、复数个主变绝缘纸样品PH值获取装置、待测主变绝缘纸PH值获取装置；该方法包括：中央计算控制器通过主变绝缘纸样品酸值获取装置获取主变绝缘纸样品的酸值，并通过主变绝缘纸样品PH值获取装置获取该主变绝缘纸样品的PH值，并将获取的复数组酸值和PH值进行关系拟合计算，获取主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线；通过待测主变绝缘纸PH值获取装置获取待测主变绝缘纸PH值，并通过酸值/PH值相关性曲线计算该待测主变绝缘纸酸值。本发明所提出的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法，具有高效、简捷、快速等显著优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法。
背景技术
主变用绝缘纸的质量是保证主变安全运行的最重要因素，用于固定包扎缠绕主变绕组、引线的主变绝缘纸浸渍在绝缘油中，对主变绕组、引线起到固定、绝缘保护作用，绝缘纸质量的好坏是主变所有材料质量的短板，主变运行寿命主要取决于其内部绝缘纸的老化程度。绝缘纸主要成分是纤维素，在变压器长期运行过程中，纤维素会发生高温降解、氧化分解和酸催化水解，产生甲酸、乙酸和乙酰丙酸等小分子酸，这些绝缘纸中由于老化所产生的甲酸、乙酸和乙酰丙酸等低分子水溶性有机酸的总和称为绝缘纸的酸值，绝大多数小分子酸被吸附在绝缘纸中，且极易溶于水，随着这些小分子酸的不断增加，会不断加剧对绝缘纸产生老化破坏作用，因此通过取主变绝缘纸样品，对纸样品中所含酸值进行测定，就可以了解绝缘纸老化程度，对老化严重的绝缘纸提前预警，并采取部分或全部更换、修复的措施，以保证主变的安全运行。传统绝缘纸酸值试验包括需预先配制标准酸、碱溶液，然后在进行绝缘纸样萃取液酸碱滴定过程，再将绝缘纸样萃取液酸碱滴定计算值得出绝缘纸酸值，整个实验过程繁琐复杂、耗工耗时，所用药品试剂较多，急需一种能准确、简捷、快速的测定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，，包括：一中央计算控制器以及分别与该中央计算控制器相连的复数个用于检测主变绝缘纸样品酸值的主变绝缘纸样品酸值获取装置、复数个用于检测主变绝缘纸样品PH值的主变绝缘纸样品PH值获取装置、一用于检测待测主变绝缘纸PH值的待测主变绝缘纸PH值获取装置。
在本发明一实施例中，所述主变绝缘纸样品酸值获取装置包括一初级溶解单元以及次级次级滴定单元；所述初级溶解单元包括一用于溶解所述主变绝缘纸样品的第一烧杯、设置于该第一烧杯底端外侧的第一恒温加热装置、出水管的出水口伸入该第一烧杯内的第一进水装置、一第一搅拌棒设置于该第一烧杯内底部的第一搅拌装置以及进液口延伸至该第一烧杯内底部的进液管；所述次级滴定单元包括一第二烧杯、一出液口伸入该第二烧杯内的出液管、一出液口伸入该第二烧杯内的第一滴定装置、一出液口伸入该第二烧杯内的第二滴定装置以及设置于所述第二烧杯底部外侧壁上的颜色传感器；所述进液管的出液口连接至一第一微型液体抽取泵的进液口，所述出液管的进液口连接至所述第一液体抽取装置的出液口；所述第一恒温加热装置的经一继电器连接至所述中央计算控制器；所述第一微型液体抽取泵经第一驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述颜色传感器连接至所述中央计算控制器。
在本发明一实施例中，所述第一进水装置的出水管连接至一第二微型液体抽取泵的出液口；所述第二微型液体抽取泵的进液口经一进水管连接至一水槽；所述第二微型液体抽取泵经第二驱动电路连接至所述中央计算控制器。
在本发明一实施例中，所述第一搅拌装置包括一输出轴与一第一连接杆一端连接的第一搅拌驱动电机；所述第一连接杆的另外一端与所述第一搅拌棒中部竖直固定连接；所述第一搅拌驱动电机经一第三驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述第一连接杆中部套设有一用于使第一连接杆稳定转动的第一轴承；所述第一轴承通过设置于其周侧的支架固定于所述第一烧杯内。
在本发明一实施例中，所述第一滴定装置以及所述第二滴定装置均包括一用于存放滴定液的储液罐、一气泵、一滴定液进液管、一液体流量传感器以及一滴定液出液管；所述气泵的出气口经一导气管连接至所述储液罐；所述导气管的一端延伸至储液罐内，且该端的端口位于所述滴定液液面上方；所述滴定液进液管的一端延伸至所述储液罐内，且该滴定液进液管的进液口位于所述滴定液的液面下方；所述滴定液进液管的另一端经设置于所述储液罐外的液体流量传感器连接至所述滴定液出液管一端；所示滴定液出液管的另一端作为所述第一滴定装置或所述第二滴定装置的出液口；所述气泵经一第四驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述液体流量传感器连接至所述中央计算控制器。
在本发明一实施例中，所述主变绝缘纸样品PH值获取装置包括一与所述中央计算控制器相连的第一PH检测装置；所述第一PH检测装置的PH探头设置于所述第一烧杯内底部。
在本发明一实施例中，所述待测主变绝缘纸PH值获取装置包括一用于溶解所述待测主变绝缘纸的第三烧杯、设置于该第三烧杯底端外侧的第二恒温加热装置、出水管的出水口伸入该第三烧杯内的第二进水装置、一第二搅拌棒设置于该第三烧杯内底部的第二搅拌装置；所述第二恒温加热装置经一第二继电器连接至所述中央计算控制器。
在本发明一实施例中，所述第二进水装置的出水管连接至一第三微型液体抽取泵的出液口；所述第三微型液体抽取泵的进液口经一进水管连接至另一水槽；所述第三微型液体抽取泵经第五驱动电路连接至所述中央计算控制器。
在本发明一实施例中，所述第二搅拌装置包括一输出轴与一第二连接杆一端连接的第二搅拌驱动电机；所述第二连接杆的另外一端与所述第二搅拌棒中部竖直固定连接；所述第二搅拌驱动电机经一第六驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述第二连接杆中部套设有一用于使第二连接杆稳定转动的第二轴承；所述第二轴承通过设置于其周侧的支架固定于所述第三烧杯内。
进一步的， 还提供一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置的方法，所述中央计算控制器通过所述主变绝缘纸样品酸值获取装置获取主变绝缘纸样品的酸值，并通过所述主变绝缘纸样品PH值获取装置获取该主变绝缘纸样品的PH值；所述中央计算控制器将获取的复数组主变绝缘纸样品的酸值和PH值进行关系拟合计算，获取主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线；所述中央计算控制器通过所述待测主变绝缘纸PH值获取装置获取待测主变绝缘纸PH值，并通过所述酸值/PH值相关性曲线计算该待测主变绝缘纸酸值，完成待测主变绝缘纸酸值快速测定。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置及方法，根据变压器用绝缘纸所含酸绝大多数为低分子水溶性酸，其酸值含量与萃取水溶液PH值能呈现一定对应关系的原理，通过在一定条件下预先准确测定系列已知绝缘纸酸值和相应的水溶解液PH值，并在控制模块中设计编程酸值与PH值的对应关系，在对未知绝缘纸的酸值测定中，只需简单的测定其水溶解液PH值，通过控制模块预先设计编程的系列绝缘纸酸值和相应的水溶解液PH值对应程序，反向得到绝缘纸的准确酸值，与传统主变绝缘纸酸值试验测定相比，在编好控制模块程序后，无需配制酸、碱标准溶液，无需进行酸碱滴定，具有高效、简捷、快速、节能环保等显著优点。
附图说明
图1为本发明中主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置的原理图。
图2为本发明主变绝缘纸样品酸值获取装置的示意图。
图3为本发明第一滴定装置或第二滴定装置的示意图。
图4为本发明待测主变绝缘纸PH值获取装置的示意图。
图5为本发明主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置电路原理图。
【标号说明】：1-第一烧杯；2-支架；3-第一恒温加热装置；4-第一进水装置；41-出水管；42-第二微型液体抽取泵；43-进水管；5-第一搅拌装置；51-第一搅拌棒；52-第一连接杆；53-第一搅拌驱动电机；54-第一轴承；55-第一轴承支架；6-进液管；7-第二烧杯；8-出液管；9-颜色传感器；10-第一滴定装置；11-第二滴定装置；12-底座；13-第一微型液体抽取泵；14-储液罐；15-气泵；151-导气管；16-滴定液进液管；17-液体流量传感器；18-滴定液出液管；19-第一PH检测装置的PH探头；20-第三烧杯；21-第二恒温加热装置；22-第二进水装置；221-出水管；222-第三微型液体抽取泵；223-进水管；23-第二搅拌装置；231-第二搅拌棒；232-第二连接杆；233-第二搅拌驱动电机；234-第二轴承；235-第二轴承支架；24-第二PH检测装置的PH探头。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明提供一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，如图1所示，包括：一中央计算控制器以及分别与该中央计算控制器相连的复数个用于检测主变绝缘纸样品酸值的主变绝缘纸样品酸值获取装置、复数个用于检测主变绝缘纸样品PH值的主变绝缘纸样品PH值获取装置、一用于检测待测主变绝缘纸PH值的待测主变绝缘纸PH值获取装置。
进一步的，在本实施例中，主变绝缘纸样品酸值获取装置包括一初级溶解单元以及次级次级滴定单元；初级溶解单元包括一用于溶解主变绝缘纸样品的第一烧杯1、设置于该第一烧杯底端外侧的第一恒温加热装置3、出水管41的出水口伸入该第一烧杯内的第一进水装置4、一第一搅拌棒51设置于该第一烧杯内底部的第一搅拌装置5以及进液口延伸至该第一烧杯内底部的进液管6；第一恒温加热装置通过一支架2支撑第一烧杯。次级滴定单元包括一第二烧杯7、一出液口伸入该第二烧杯内的出液管8、一出液口伸入该第二烧杯内的第一滴定装置10、一出液口伸入该第二烧杯内的第二滴定装置11以及设置于第二烧杯底部外侧壁上的颜色传感器9；进液管的出液口连接至一第一微型液体抽取泵13的进液口，出液管的进液口连接至第一液体抽取装置的出液口；第二烧杯设置在一底座上12；第一恒温加热装置的经一继电器连接至中央计算控制器；第一微型液体抽取泵经第一驱动电路连接至中央计算控制器；颜色传感器连接至中央计算控制器。
进一步的，在本实施例中，第一进水装置4的出水管41连接至一第二微型液体抽取泵42的出液口；第二微型液体抽取泵的进液口经一进水管43连接至一水槽；第二微型液体抽取泵经第二驱动电路连接至中央计算控制器。
进一步的，在本实施例中，第一搅拌装置5包括一输出轴与一第一连接杆52一端连接的第一搅拌驱动电机53；第一连接杆的另外一端与第一搅拌棒中部竖直固定连接；第一搅拌驱动电机经一第三驱动电路连接至中央计算控制器；第一连接杆中部套设有一用于使第一连接杆稳定转动的第一轴承54；第一轴承通过设置于其周侧的支架55固定于第一烧杯内。
进一步的，在本实施例中，第一滴定装置10以及第二滴定装置11均包括一用于存放滴定液的储液罐14、一气泵15、一滴定液进液管16、一液体流量传感器17以及一滴定液出液管18；气泵的出气口经一导气管151连接至储液罐；导气管的一端延伸至储液罐内，且该端的端口位于滴定液液面上方；滴定液进液管的一端延伸至储液罐内，且该滴定液进液管的进液口位于滴定液的液面下方；滴定液进液管的另一端经设置于储液罐外的液体流量传感器连接至滴定液出液管一端；所示滴定液出液管的另一端作为第一滴定装置或第二滴定装置的出液口；气泵经一第四驱动电路连接至中央计算控制器；液体流量传感器连接至中央计算控制器。
进一步的，在本实施例中，第一滴定装置中的储液罐中存储有酚酞指示剂，第二滴定装置中的储液罐中存储有氢氧化钾标准溶液。
进一步的，在本实施例中，主变绝缘纸样品PH值获取装置包括一与中央计算控制器相连的第一PH检测装置；第一PH检测装置的PH探头19设置于第一烧杯内底部。
进一步的，在本实施例中，待测主变绝缘纸PH值获取装置包括一用于溶解待测主变绝缘纸的第三烧杯20、设置于该第三烧杯底端外侧的第二恒温加热装置21、出水管221的出水口伸入该第三烧杯内的第二进水装置22、一第二搅拌棒231设置于该第三烧杯内底部的第二搅拌装置23以及PH探头24设置于第三烧杯底部的第二PH检测装置；第二恒温加热装置经一第二继电器连接至中央计算控制器；第二PH检测装置与中央计算控制器相连。
进一步的，在本实施例中，第二进水装置22的出水管221连接至一第三微型液体抽取泵222的出液口；第三微型液体抽取泵的进液口经一进水管223连接至另一水槽；第三微型液体抽取泵经第五驱动电路连接至中央计算控制器。
进一步的，在本实施例中，第二搅拌装置23包括一输出轴与一第二连接杆232一端连接的第二搅拌驱动电机233；第二连接杆的另外一端与第二搅拌棒231中部竖直固定连接；第二搅拌驱动电机经一第六驱动电路连接至中央计算控制器；第二连接杆中部套设有一用于使第二连接杆稳定转动的第二轴承234；第二轴承通过设置于其周侧的支架235固定于第三烧杯内。
进一步的， 还提供一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置的方法，所中央计算控制器通过主变绝缘纸样品酸值获取装置获取主变绝缘纸样品的酸值，并通过主变绝缘纸样品PH值获取装置获取该主变绝缘纸样品的PH值；中央计算控制器将获取的复数组主变绝缘纸样品的酸值和PH值进行关系拟合计算，获取主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线；中央计算控制器通过待测主变绝缘纸PH值获取装置获取待测主变绝缘纸PH值，并通过酸值/PH值相关性曲线计算该待测主变绝缘纸酸值，完成待测主变绝缘纸酸值快速测定。
进一步的，在本实施例中，按照如下步骤实现主变绝缘纸中酸值智能快速测定：
步骤S1：将准备好若干份不同酸值的1g标准酸值绝缘纸样，分别装入各对应的100ml酸碱滴定烧杯中，也即第一烧杯；
步骤S2：通过第一进水装置在以上装有不同标准酸值绝缘纸样的100ml各酸碱滴定烧杯中分别加入100ml纯水，并通过第一恒温加热装置，在40℃温度下充分溶解；
步骤S3：通过第一搅拌装置，分别对以上不同酸值绝缘纸样与纯水在40℃温度下低速搅拌后，通过第一微型液体抽取泵，抽取25.0mL下层水溶解液于各自相应的另一100m酸碱滴定烧杯中，也即第二烧杯中；
步骤S4：在各水溶解液100mL酸碱滴定烧杯中，通过第一滴定装置，分别加预设剂量的酚酞指示剂，较佳的，为3~4滴左右；
步骤S5：通过第二滴定装置，用0.01mol/L～0.02mol/L氢氧化钾标准溶液滴定至对应的水溶解液，通过颜色传感器判断，至泛红光为止，此时溶液pH值约为8.2左右；
步骤S6：通过液体流量传感器获取消耗的氢氧化钾溶液的毫升数，且每次滴定时间不宜超过5min；
步骤S7：通过第一PH检测装置分别对以上各不同酸值的绝缘纸样与纯水在40℃温度下保持共存的水溶解液进行PH测定，并记录；
步骤S8：中央计算控制器将以上各相应不同绝缘纸样酸值与PH值关系进行关系拟合计算，获取主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线；
步骤S9：将1g未知待测的主变绝缘纸样品，并装入100mlPH测定杯中，也即第三烧杯中；
步骤S10：通过第二进水装置，在以上装有主变绝缘纸样的100mlPH测定杯中加入100ml纯水3，并通过第二搅拌装置以及第二恒温加热装置，在40℃温度下充分溶解；
步骤S11：通过第二PH检测装置测定待检测主变绝缘纸水溶解液的PH值，测得PH值自动传输至中央计算控制器；
步骤S12：中央计算控制器根据预先计算好的主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线对输入的待测主变绝缘纸样水溶解液的PH值进行分析计算，并输出待测主变绝缘纸的酸值结果。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，包括：一中央计算控制器以及分别与该中央计算控制器相连的复数个用于检测主变绝缘纸样品酸值的主变绝缘纸样品酸值获取装置、复数个用于检测主变绝缘纸样品PH值的主变绝缘纸样品PH值获取装置、一用于检测待测主变绝缘纸PH值的待测主变绝缘纸PH值获取装置。
2.根据权利要求1所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述主变绝缘纸样品酸值获取装置包括一初级溶解单元以及次级次级滴定单元；所述初级溶解单元包括一用于溶解所述主变绝缘纸样品的第一烧杯、设置于该第一烧杯底端外侧的第一恒温加热装置、出水管的出水口伸入该第一烧杯内的第一进水装置、一第一搅拌棒设置于该第一烧杯内底部的第一搅拌装置以及进液口延伸至该第一烧杯内底部的进液管；所述次级滴定单元包括一第二烧杯、一出液口伸入该第二烧杯内的出液管、一出液口伸入该第二烧杯内的第一滴定装置、一出液口伸入该第二烧杯内的第二滴定装置以及设置于所述第二烧杯底部外侧壁上的颜色传感器；所述进液管的出液口连接至一第一微型液体抽取泵的进液口，所述出液管的进液口连接至所述第一液体抽取装置的出液口；所述第一恒温加热装置的经一继电器连接至所述中央计算控制器；所述第一微型液体抽取泵经第一驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述颜色传感器连接至所述中央计算控制器。
3.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述第一进水装置的出水管连接至一第二微型液体抽取泵的出液口；所述第二微型液体抽取泵的进液口经一进水管连接至一水槽；所述第二微型液体抽取泵经第二驱动电路连接至所述中央计算控制器。
4.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述第一搅拌装置包括输出轴与一第一连接杆一端连接的第一搅拌驱动电机；所述第一连接杆的另外一端与所述第一搅拌棒中部竖直固定连接；所述第一搅拌驱动电机经一第三驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述第一连接杆中部套设有一用于使第一连接杆稳定转动的第一轴承；所述第一轴承通过设置于其周侧的支架固定于所述第一烧杯内。
5.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述第一滴定装置以及所述第二滴定装置均包括一用于存放滴定液的储液罐、一气泵、一滴定液进液管、一液体流量传感器以及一滴定液出液管；所述气泵的出气口经一导气管连接至所述储液罐；所述导气管的一端延伸至储液罐内，且该端的端口位于所述滴定液液面上方；所述滴定液进液管的一端延伸至所述储液罐内，且该滴定液进液管的进液口位于所述滴定液的液面下方；所述滴定液进液管的另一端经设置于所述储液罐外的液体流量传感器连接至所述滴定液出液管一端；所示滴定液出液管的另一端作为所述第一滴定装置或所述第二滴定装置的出液口；所述气泵经一第四驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述液体流量传感器连接至所述中央计算控制器。
6.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述主变绝缘纸样品PH值获取装置包括一与所述中央计算控制器相连的第一PH检测装置；所述第一PH检测装置的PH探头设置于所述第一烧杯内底部。
7.根据权利要求1所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述待测主变绝缘纸PH值获取装置包括一用于溶解所述待测主变绝缘纸的第三烧杯、设置于该第三烧杯底端外侧的第二恒温加热装置、出水管的出水口伸入该第三烧杯内的第二进水装置、一第二搅拌棒设置于该第三烧杯内底部的第二搅拌装置；所述第二恒温加热装置经一第二继电器连接至所述中央计算控制器。
8.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述第二进水装置的出水管连接至一第三微型液体抽取泵的出液口；所述第三微型液体抽取泵的进液口经一进水管连接至另一水槽；所述第三微型液体抽取泵经第五驱动电路连接至所述中央计算控制器。
9.根据权利要求2所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置，其特征在于，所述第二搅拌装置包括一输出轴与一第二连接杆一端连接的第二搅拌驱动电机；所述第二连接杆的另外一端与所述第二搅拌棒中部竖直固定连接；所述第二搅拌驱动电机经一第六驱动电路连接至所述中央计算控制器；所述第二连接杆中部套设有一用于使第二连接杆稳定转动的第二轴承；所述第二轴承通过设置于其周侧的支架固定于所述第三烧杯内。
10.一种根据权利要求1所述的一种主变绝缘纸中酸值智能快速测定装置的方法，其特征在于，所述中央计算控制器通过所述主变绝缘纸样品酸值获取装置获取主变绝缘纸样品的酸值，并通过所述主变绝缘纸样品PH值获取装置获取该主变绝缘纸样品的PH值；所述中央计算控制器将获取的复数组主变绝缘纸样品的酸值和PH值进行关系拟合计算，获取主变绝缘纸样品的酸值/PH值相关性曲线；所述中央计算控制器通过所述待测主变绝缘纸PH值获取装置获取待测主变绝缘纸PH值，并通过所述酸值/PH值相关性曲线计算该待测主变绝缘纸酸值，完成待测主变绝缘纸酸值快速测定。
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