CN110296795A - 一种充油高压套管油流外溢故障检测方法及取样器 - Google Patents

Abstract

本发明属于输变电设备运行状态检修技术领域，公开了一种充油高压套管油流外溢故障检测方法及取样器，其检测方法通过化学反应进行不饱和碳‑碳键检测，通过对不饱和碳‑碳键的检测结果来判定充油高压套管是否发生油流外溢故障；具体是以溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测试剂检测从待测充油高压套管表面取样的样品，根据检测试纸是否发生褪色来判定是否检测到不饱和碳‑碳键，进而确定待测充油高压套管是否发生油流外溢故障；取样器是用于从待测充油高压套管取样的辅助检测工具，包括支撑杆、取样刷、以及安装在支撑杆顶端用于可旋转的固定取样刷的固定件；本发明提供的检测方法及取样器，简单易操作、抗环境干扰、具有检测准确、灵敏、及时的特点。

Description

一种充油高压套管油流外溢故障检测方法及取样器

技术领域

本发明属于输变电设备运行状态检修技术领域，具体涉及一种充油高压套管油流外溢故障检测方法及取样器。

背景技术

高压套管是变压器的一种重要附件，是变压器内部与外部之间电能交换必经之器件，是变压器电流的主通道。常见高压套管的种类包括干式和充油式；其中充油高压套管在电网中的使用占比较高。高压套管油属于碳氢化合物，主要成分为环烷烃(约占80％)，其它的为芳香烃和烷烃；其中含量最多的是环戊烷，环己烷及它们的烷基取代衍生物。高压套管油中也含有少量的气体，包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、环丙烷、环丁烷、一氧化碳以及二氧化碳。

随着设备运行时长的增加，充油高压套管在运行中由于内部压力升高导致密封被破坏，可能引起渗漏油；或者高压套管内部密封胶垫老化松动导致密封不严、连线材料未进行氧化层处理以及涂导电膏导致接触不良、负荷过大或分配不合理使电流超出连接导体及桩头的安全载流量、变压器运行过程中由于震动或热胀冷缩原因造成螺丝的松动均可能导致高压套管发生油流外溢，而充油套管油流外溢故障将严重影响电网的安全运行。

通常情况下，油流外溢现象发生在套管端部，但因现象不显著，常规的检测手段如红外测温技术是基于有些故障引起的设备局部异常温升在红外图谱上有特殊的颜色反映来进行检测；但充油高压套管油流外溢原因复杂，油流外溢不一定引起异常温升，这类故障在红外图谱上基本无反映，采用现有红外测温类技术难以检测到。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种充油高压套管油流外溢故障检测方法及取样器，其目的在于提供一种化学检测手段来检测充油套管油流外溢故障，由此提高充油高压套管油流外溢检测的灵敏度和准确度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种充油高压套管油流外溢故障检测方法，通过化学检测方法对待测充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测；并在检测到不饱和碳-碳键时判定充油高压套管发生油流外溢故障。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，以溴的四氯化碳溶液作为检测剂，通过加成反应对待测充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，以采用溴的四氯化碳溶液浸泡并晾干的红棕色试纸作为检测试纸，将待检测的充油高压套管表面取样样品涂抹到检测试纸上，若试纸褪色则判定被检测的充油高压套管发生了油流外溢故障。

本发明的一个实施例对充油高压套管油流外溢的检测，上述溴的四氯化碳溶液是通过液溴和四氯化碳有机溶剂按比例混合而成；配比范围优选为1:8～1:20。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，以高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测剂，通过氧化反应对充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，采用浓度85％～95％的含水乙醇溶解高锰酸钾获得上述的高锰酸钾含水乙醇溶液。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，采用混有化学示踪剂的高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测剂，增强化学反应效果，便于检测，且示踪剂不与套管油起化学反应，不会影响到检测结果；化学示踪剂优选采用苯酚晶体。

优选的，上述充油高压套管油流外溢故障检测方法，采用高锰酸钾含水乙醇溶液浸泡并晾干的红棕色试纸作为检测试纸，并将从待测充油高压套管表面取样得到的样品涂抹到检测试纸上，若试纸褪色则判定被检测的充油高压套管发生了油流外溢故障。

按照本发明的另一方面，提供了一种充油高压套管油流外溢故障检测取样装置，包括支撑杆、取样刷、以及安装在支撑杆顶端用于可旋转的固定取样刷的固定件；

其中，支撑杆用于提供绝缘和支撑；取样刷用于蘸取套管端部的固体表面灰样及其他物质；固定件用于调整取样刷的角度，以便完整取样。

本发明的一个实施例提供的充油高压套管油流外溢故障检测取样装置，其中：支撑杆采用有伸缩节的中空圆杆，具体采用轻质绝缘塑料或酚醛树脂材料；取样刷为插拔式即用即抛型毛刷；固定件包括底盘、固定在底板上具有毛刷插孔的旋转头，以及与旋转头相连用于锁止旋转头的锁扣装置。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的充油高压套管油流外溢故障检测方法，通过化学检测手段来检测充油高压套管是否发生油流外溢故障；一方面，这种基于特定的化学反应方程式采用化学方法检测的手段不受油流外溢故障是否引起设备温升的限制，可以极大的提高检测的准确度以及检测的灵敏度；

另一方面，该检测方法独辟蹊径的通过检测套管油中的非主要成分乙烯、乙炔、不饱和芳香烃所共有的不饱和碳-碳键来判定是否发生油流外溢故障，反应速度快且反应现象明显，便于观测且检测速度极快，可以极大提高充油高压套管油流外溢故障检测的实时性，能够及时准确的检测出高压套管是否发生油流外溢故障；有助于设备电力运维人员及时发现充油高压套管的油流外溢故障，并可拓展用于其他充油设备的油流外溢检测中；

(2)本发明提供的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其优选方案在检测剂中添加示踪剂苯酚晶体，而苯酚易溶于高压套管油且溶于高压套管油后显弱酸性和还原性，与高压套管油原有的弱酸性相吻合，可加强采用化学反应提高检测灵敏度；而苯酚溶于高压套管油后显弱酸性，与高压套管油原有的弱酸性相吻合，且苯酚属于苯的同系物，并且高压套管油中原含有的芳香烃成分也属于苯的同系物，加入苯酚后对高压套管油的性质影响较小；

(3)本发明提供的充油高压套管油流外溢故障检测方法以及取样器，简单有效、经济、易操作、可行性高、抗环境干扰、易于观察，能够让工作人员在第一时间准确检测到高压套管是否有油流外溢故障，便于及时的维修处理，以确保使用充油高压套管的各类电气设备的正常运行，具有极大实用价值。

附图说明

图1是本发明的一个实施例提供的充油高压套管油流外溢故障检测取样装置的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-支撑杆、2-固定件、3-取样刷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的实施例提供的充油高压套管油流外溢故障检测方法，采用化学检测手段譬如加成反应或氧化反应检测不饱和碳-碳键的方式来判定充油高压套管是否发生油流外溢故障，提高了检测的灵敏度和准确度，不受油流外溢故障是否引起设备局部异常温升的限制，克服了现有采用红外测温技术来检测充油高压套管油流外溢故障的固有缺陷。以下集合具体实施例来进一步进行阐述。

实施例1

实施例1对充油高压套管油流外溢的检测具体是以采用溴的四氯化碳溶液浸泡并晾干的红棕色试纸作为检测试纸，并将从待测充油高压套管表面取样得到的样品涂抹到检测试纸上，根据试纸是否褪色来判定待测充油高压套管是否发生油流外溢故障；若褪色则判定充油高压套管发生油流外溢故障。

其中，对待测充油高压套管表面取样的方法具体为全方位擦拭待测充油高压套管端部，由此确保对充油高压套管完整取样，以避免漏检提高检测准确度。

本实施例中，溴的四氯化碳溶液是通过液溴和四氯化碳有机溶剂按比例混合而成，配比范围为1:8～1:20；在该配比下，不饱和碳-碳键与检测试剂结合性好，在检测到不饱和碳-碳键时红棕色试纸褪色明显，反应速度快，10秒左右可观测到检测试纸发生明显褪色现象，可快速得到检测结果。

采用实施例1进行充油高压套管油流外溢故障检测的方法，具体包括如下步骤：

(1)使用溴的四氯化碳溶液浸泡白色普通试纸，待试纸变为红棕色，后晾干，得到检测试纸；

(2)采用带毛刷的取样器从待测充油高压套管表面取样；

(3)用取样器上的毛刷涂抹试纸，观察试纸是否发生褪色，若是，则判定充油高压套管发生了油流外溢。

实施例2

实施例2对充油高压套管油流外溢的检测具体是以采用高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测试剂，或者进一步采用检测试剂浸泡试纸并晾干，制成检测试纸；将从待测充油高压套管表面取样得到的样品涂抹到检测试纸上，根据试纸是否褪色来判定待测充油高压套管是否发生油流外溢故障；若褪色则判定充油高压套管发生油流外溢故障。

本实施例中，高锰酸钾含水乙醇溶液是用浓度85％～95％左右的含水乙醇(乙醇中加5％～15％左右的水)溶解高锰酸钾混合而成，在该浓度下，不饱和碳-碳键与检测试剂结合性好，反应速度快，在检测到不饱和碳-碳键时现象明显便于观察，可快速得到检测结果，且检测效果以现配高锰酸钾含水乙醇溶液为佳。

实施例3

实施例3对充油高压套管油流外溢故障的检测，是在实施例2的基础上，在高锰酸钾含水乙醇溶液中添加化学示踪剂制成检测剂，并进一步采用该检测试剂浸泡试纸并晾干，制成检测试纸；将从待测充油高压套管表面取样得到的样品涂抹到检测试纸上，根据试纸是否褪色来判定待测充油高压套管是否发生油流外溢故障；若褪色则判定充油高压套管发生油流外溢故障。

本发明提供的充油高压套管油流外溢故障故障检测方法，通过化学检测手段检测套管油的非主要成分乙烯、乙炔、不饱和芳香烃所共有的不饱和碳-碳键来判定是否发生油流外溢故障，而非对套管油的主要成分、或单一的非主要成分进行检测，即克服了采用对套管油主要成分譬如环烷烃、烷烃、饱和芳香烃进行检测的方法易于发生取代反应且取代反应无明显的现象变化不便观测的问题，又克服了单一的非主要成分含量较低，仅通过低含量成分检测结果来判定油流外溢故障的检测灵敏度、准确度不高的问题。而以上实施例所列举的采用溴的四氯化碳溶液进行加成反应或采用高锰酸钾含水乙醇溶液进行氧化反应来检测充油高压套管油流外溢故障的方法，化学反应明显，在检测到不饱和碳-碳键时褪色现象明显且褪色快速，是便于观测的优选方案。本发明的关键在于通过化学检测方法来检测不饱和碳-碳键对充油高压套管的漏油故障进行检测，本发明中的化学检测方法不限于实施例所列举的采用溴的四氯化碳溶液进行加成反应或采用高锰酸钾含水乙醇溶液进行氧化反应来检测不饱和碳-碳键的方法；本领域所常用的溴化钾和溴酸钾间接加成法、碘量法、溴量法也可用于本发明的化学检测。

参照图1，是实施例提供的一种充油高压套管油流外溢故障检测取样装置的结构示意图，该取样装置包括支撑杆1、取样刷3、以及安装在支撑杆顶端用于可旋转的固定取样刷的固定件2；其支撑杆采用有伸缩节的中空圆杆，具体采用轻质绝缘塑料或酚醛树脂材料；取样刷为插拔式即用即抛型；为保证检测准确度，每测一次充油高压套管更换一次取样刷；毛刷经专门处理后也可重复投入使用；固定件包括底盘、固定在底板上具有毛刷插孔的旋转头，以及与旋转头相连用于锁止旋转头的锁扣装置。

采用实施例提供的这种取样装置，其支撑杆为对充油高压套管的取样提供的便利，不需要运维人员攀爬到变压器或高压电杆上进行取样，于地面即可对布设在一定高度的充油高压套管进行表面取样，并且支撑杆的可伸缩结构便于携带。另一方面，取样刷呈可旋转式，便于对充油高压套管进行完整取样，避免因为漏采而导致的不准确检测结果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，通过化学检测方法对充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测，并在检测到不饱和碳-碳键时判定充油高压套管发生油流外溢故障。

2.如权利要求1所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，以溴的四氯化碳溶液作为检测剂，通过加成反应对待测充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测。

3.如权利要求2所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，通过将液溴与四氯化碳有机溶剂按比例混合获得所述溴的四氯化碳溶液，配比优选为1:8～1:20。

4.如权利要求1所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，以高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测剂，通过氧化反应对待测充油高压套管表面取样的样品进行不饱和碳-碳键检测。

5.如权利要求4所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，采用浓度85％～95％的含水乙醇溶解高锰酸钾获得所述高锰酸钾含水乙醇溶液。

6.如权利要求4所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，采用混有化学示踪剂的高锰酸钾含水乙醇溶液作为检测剂以增强检测灵敏度；所述化学示踪剂优选采用苯酚晶体。

7.如权利要求2～6任一项所述的充油高压套管油流外溢故障检测方法，其特征在于，将检测剂制成检测试纸；通过将待检测的充油高压套管表面取样样品涂抹到检测试纸上，以检测试纸是否褪色来判定被检测的充油高压套管是否发生油流外溢故障。

8.一种充油高压套管油流外溢故障检测取样装置，其特征在于，包括支撑杆、取样刷和固定件；

所述取样刷通过安装在所述支撑杆顶端的固定件可旋转的固定在支撑杆上；所述支撑杆用于提供绝缘和支撑；所述取样刷用于蘸取待测充油高压套管的表面灰样；所述固定件用于调整取样刷的角度以便完整取样。

9.如权利要求8所述的充油高压套管油流外溢故障检测取样装置，其特征在于，所述支撑杆采用有伸缩节的中空圆杆，采用轻质绝缘塑料或酚醛树脂材料；所述取样刷为可插拔式即用即抛型。

10.如权利要求8或9所述的充油高压套管油流外溢故障检测取样装置，其特征在于，所述固定件包括底盘、固定在底板上具有毛刷插孔的旋转头，以及与旋转头相连用于锁止旋转头的锁扣装置。