CN112461706A - 应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置 - Google Patents
应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置，其中，所述装置包括：第一罐体、第二罐体、活塞、五个的三通电磁阀、十个的二通电磁阀、两个的齿轮油泵、真空泵、卡套式三通、卡套式四通、阵列加热装置、压力传感器、钢瓶气源、三个的液体流量计、气体流量计。在本发明实施例中，在第二罐体进行气体置换、真空脱气后，定量注入干燥气体，并通过活塞上下移动使气体在气、液两相的分布达到平衡，静置后通过活塞向上运动排放液体上方的气体后配置成一定含气量的试样，试样可通过校验装置输送至待校验仪器的进样口进行测试，可通过定量管注入第一罐体进行测试，实现对真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪的校验。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘油质量检测仪器领域，尤其涉及一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置。
背景技术
绝缘油中的含气量是反映大型油浸式变压器、电抗器等电气设备密封性的关键指标，为保障特高压交、直流充油设备、超高压充油设备的安全运行，国内相关的标准对绝缘油中的含气量标准均提出明确要求，如GB50835-2013《1000KV电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》标准中，明确提出了特高压大型充油设备在安装、验收过程中，油品含气量的质量指标；再如GB/T 7595-2017《运行中变压器油质量》中，也明确提出330kV及以上电压等级的充油设备在投运前、运行中的绝缘油含气量的质量标准。油中含气量能反映设备整体的密封性能，通过监测该指标，能有效检查设备安装质量，及时发现设备运行过程中存在的泄漏缺陷及变化趋势，诊断设备密封是否满足运行需要。
目前，油品中的含气量测试主要通过2种方法测试。
第一种方法是通过气相色谱法对油中溶解的气体进行定量分析，检测的组分通常包括了氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙稀、乙炔等9种气体，此9种气体的含量总和经温度、压力折算至标准状态，即可获取油的含气量。这种方法可以实现油品含气量的精确测量，存在的技术缺陷主要是油品采集过程中及保存过程中，空气会通过采样管路、取样容器的密封薄弱环节渗入，而采用的气相色谱仪、油品脱气装置多放置在实验室，因此要求取样后尽快分析，分析时间应控制在取样后24h以内。应用此方法时，通常用外标法对仪器进行校准。
第二种方法采用真空压差法测试油品的含气量。待检测油样通过适当的方式进入高真空的脱气室，使试油中溶解的气体快速释放出来，根据试油进入脱气室前、后释放气体产生的压力差值，结合室温、试油量、脱气室容积、脱气室温度等参数计算出油的含气量，以在标准状态下气体对试油的体积分数(％)表示油样中的含气量。真空压差法原理的含气量测试仪通常包括真空泵、定量瓶、脱气室、连接气路、油路、压力传感器、温度传感器、电磁阀、加热恒温装置等部件。
目前，国内尚未建立对真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪检定的标准，通常采用仪器的自校的方法来检查其性能，包括以下两种种方式，其一是用一定体积的空气注入至经真空抽气处理的脱气室，对压力传感器的响应值进行测试，检查传感器对不同体积空气所产生的压力是否保持线性关系；其二，先对定量瓶中的油进行真空脱气处理，用玻璃注射器在定量瓶的油中注入定量的气体，将油气混合物通过真空压力差输送至脱气室，检查仪器的响应值与理论值是否一致。以上两种自校方法可以检查仪器是否正常工作，但对保证仪器检测值准确性还存在技术上的缺陷，两种自校验方法仅对仪器的部分元器件进行检查，忽略了仪器的整体性能，如电磁阀隔断的气路或油路存在的泄漏缺陷或温度传感器偏差过大，都会导致测试结果失真。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置，解决了对测试设备整体进行校验的问题，并通过对试样进行气体置换、真空脱气的方法，减少了样品中水蒸汽分压对测试带来的影响；以单一气体作为主成分配制不同含气量校验用油试样，更有利于使用气相色谱法对试样的真实含气量进行检测；利用该装置可同时对多台测试仪器进行校验，节约人力成本及缩短校验时间。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置，所述装置包括：第一罐体、第二罐体、活塞、五个的三通电磁阀、十个的二通电磁阀、两个的齿轮油泵、真空泵、卡套式三通、卡套式四通、阵列加热装置、压力传感器、钢瓶气源、三个的液体流量计、气体流量计，其中：
所述第一罐体(16)通过顶部接口、四通接口和二通电磁阀阀(8,9)与真空泵(26)进气端连接；
所述第一罐体(16)进油口通过液体流量计(11)、齿轮油泵(14)、二通电磁阀(3)与所述第一罐体(16)的进油口三通连接；二通电磁阀(1，2)、定量管(30)与所述第一罐体(16)进口三通连接，第一罐体(16)底部设置有排油口及排油阀门；
所述第一罐体(16)的出油口通过二通电磁阀(4)、液体流量计(12)三通电磁阀(21)、齿轮油泵(15)、二通电磁阀(5)与所述第二罐体(17)的进油口相连接；
所述第二罐体(17)出油口通过三通电磁阀(22,21)与第一罐体(16)出油口连接；所述第二罐体(17)通过三通电磁阀(22)、液体流量计(13)、手动二通阀(31)与待检仪器校验接口(29)连接。
可选的，所述第一罐体(16)和所述第二罐体(17)内部均设置有阵列加热装置(19)、压力传感器(20)；所述第一罐体(16)和第二罐体(17)通过压力传感器(20)及测温元件监测罐体内试样的油温及气相中的气体压力。
可选的，第一罐体(16)用于绝缘油试样的脱气预处理及配制试样的含气量检测，第二罐体(17)用于试样的气体置换、真空脱气处理、含气量调制及试样输送。
可选的，第一罐体(16)、第二罐体(17)均连接校验接口(29)，可连接更高精度的压力、温度传感器，方便对装置进行校验；第一罐体(16)、第二罐体(17)均与真空泵(26)连接；其中，与真空泵(26)连接管路、电磁阀的密封性通过真空法进行整体或分段试漏、检漏。
可选的，所述第二罐体(17)内设置有活塞(18)，第二罐体(17)底部设置有进、出气口，通过三通电磁阀(24、25)、二通电磁阀(10)与真空泵(26)进气端连接；通过三通电磁阀(24,23)真空泵出气端连接；可调节活塞(18)下部的气体压力，并根据需要驱动活塞(18)向下或向上移动。
可选的，所述第二罐体(17)顶部设置有进气口，通过二通电磁阀(7)、气体流量计(28)与气源连接，气体流量计(28)出口端通过二通电磁阀(6)与大气连接；可根据需要选择合适的高纯气体和调节进入罐体内的气体体积。
在本发明实施例中，绝缘油试样通过齿轮泵输送至第一罐体，并在第一罐体内进行真空脱气预处理；用真空压差或齿轮泵将预处理后的试样输送至第二罐体，并在第二罐体内进行气体置换和真空脱气处理，获得干燥、恒温及含气量极低的试样后，停止脱气处理；从第二油罐顶部定量输入单一的高纯气体，同时监控第二罐体顶部的气压；当需要调制不同含气量的试样时，可调整气体的输入量；在配制较高含气量的试样时，可通改变活塞底部的气体压力驱动活塞上下运动，加速气体溶解于试样中；试样经过恒温静置后，罐体上部的气体通过活塞向上运动排出罐体，完成校验所需试样的配制；同样地，通过活塞向上运动，可将试样输送至校验仪器接口及第一罐体的定量进样口；试样的含气量通过第一罐体进行检测，也可以用气相色谱法进行分析；在能配制并长时间保存绝缘油试验，可同时对多台测试仪器进行校验，大大减少了人员的工作强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置的结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，图1是本发明实施例中的应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置的结构组成示意图。
如图1所示，一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置，所述装置包括：第一罐体(16)、第二罐体(17)、活塞(18)、五个的三通电磁阀(21-25)、十个的二通电磁阀(1-10)、两个的齿轮油泵(14-15)、真空泵(26)、卡套式三通、卡套式四通、阵列加热装置(19)、压力传感器(20)、钢瓶气源(27)、三个的液体流量计(11-13)、气体流量计(28)、手动阀(31)、定量管(30)、校验仪器接口(29)。
所述第一罐体(16)和所述第二罐体(17)分别通过顶部接口、四通接口和二通电磁阀阀(8,9)与真空泵(26)进气端连接；所述第一罐体(16)进油口通过液体流量计(11)、齿轮油泵(14)、二通电磁阀(3)与所述第一罐体(16)的进油口三通连接；二通电磁阀(1，2)、定量管(30)与所述第一罐体(16)进口三通连接，第一罐体(16)底部设置有排油口及排油阀门；所述第一罐体(16)的出油口通过二通电磁阀(4)、液体流量计(12)三通电磁阀(21)、齿轮油泵(15)、二通电磁阀(5)与所述第二罐体(17)的进油口相连接；所述第二罐体(17)出油口通过三通电磁阀(22,21)与第一罐体(16)出油口连接；所述第二罐体(17)通过三通电磁阀(22)、液体流量计(13)、手动二通阀(31)与待检仪器校验接口(29)连接。
第一罐体(16)为一个相对密封空间，所述进油口共有二个支路，一个支路通过液体流量计(11)、齿轮油泵(14)、二通电磁阀(3)与第一罐体(16)进油口三通连接，用于待处理绝缘油的输送；第二支路通过二通电磁阀(1-2)、定量管(30)与第一罐体(16)进口三通连接，用于配制后的试样的定量输送；第一罐体(16)出油口通过二通电磁阀(4)、液体流量计(12)与第二罐体(17)的进油口连接；顶部设置有出气口，通过二通电磁阀()、四通卡套接头与真空泵(26)进气端连接；第一罐体(16)外部设置阵列加热装置(19)；第一罐体(16)顶部设置有校验接口，用于罐体压力传感器、温度传感器的校验。
第二罐体(17)进油口通过三通电磁阀(21)、齿轮油泵(15)、二通电磁阀(5)与第一罐体(16)连接；出油口通过三通电磁阀(24)与第一罐体(16)出油口连接，用于将预处理后的绝缘油试验输送至第二罐体(17)；出油口通过三通电磁阀(22)、液体流量计(13)、手动二通阀(31)与待检仪器的校验接口(29)连接；所述第二罐体(17)内部设置有活塞(18)，第二罐体(17)底部设置有进、出气口，进、出气口通过三个三通电磁阀有选择性地与真空泵进气端或出气端连接，通过改变罐体底部的压力驱动活塞上下运动；所述第二罐体顶部设置有进气口，通过二通电磁阀(7)、气体流量计(28)与气源(27)连接，气体流量计出口端通过二通电磁阀(6)与大气连接。预处理后的绝缘油试样在第二罐体(17)进行气体置换、真空脱气处理，处理后可获得干燥、极低含气量的试样，通过第二罐体(17)顶部的进气口，可定量输入一定体积的高纯气体，配制校验用的绝缘油试品。
所述齿轮油泵(14-15)采用磁力驱动，316不锈钢壳体，PEEK齿轮，聚四氟乙烯材料制作的静密封，与微型变频器配合实现流量无级调节。
所述活塞(18)主体采用聚四氟乙烯材料，活塞(18)与第二罐体(17)之间采用氟橡胶密封。
具体实施过程如下：
(1)对第一罐体(16)进行密封性进行检查时，关闭二通电磁阀(2、3、4、8、10)，打开二通电磁阀(9)，电磁阀(23)接NO端，启动真空泵(26)，对第一罐体(16)进行抽真空，待第一罐体(16)压力低于133Pa时，继续抽真空30min，关闭二通电磁阀(9)，停泵后读取第一罐体(16)压力A，静置5h后再次读取罐体压力B，如B-A的值小于133pa，则认为密封性合格。
(2)对第一罐体(16)绝缘油试样进行真空脱气预处理时，关闭二通电磁阀(2、3、4、8、10)，打开二通电磁阀(9)，三通电磁阀(23)接NC端，启动真空泵(26)，对第一罐体(16)进行抽真空，待第一罐体(16)压力低于133Pa时，关闭二通电磁阀(9)，将绝缘油通过油管连接到第一罐体(16)进油口的流量计接口处，打开二通电磁阀(3)，启动齿轮油泵(14)，将一定体积的绝缘油输送至第一罐体(16)内部，关闭二通电磁阀(3)，打开二通电磁阀(9)，启动真空泵(26)对第一罐体(16)进行抽真空；
(3)利用第一罐体(16)对试样进行含气量检测时，通过油管连接第二支路进油口，关闭二通电磁阀(1、2、3、4、8、10)，打开二通电磁阀(8)，三通电磁阀(23)接NO端，启动真空泵(26)对第一罐体(16)进行抽真空，关闭二通阀(9)，依次打开二通阀(2、1)，用待检试样冲洗进油口第二支路，充分冲洗后，打开第一罐体(16)底部的排油口，将第一罐体(16)内的试样排尽并关闭排油口，关闭二通电磁阀(1、2)，继续对第一罐体(16)进行抽真空，使罐体内的气体压力低于133Pa后，关闭二通电磁阀(9)，并记录罐体压力，打开二通电磁阀(2)，使定量管中的试样进入第一罐体(16)，等待气体压力稳定后记录读数，根据定量管体积、第一罐体(17)体积、温度、进样前、后的压力值计算试样中的含气量；
(4)对第一罐体(16)的绝缘油试样转移至第二罐体(17)时，关闭二通电磁阀(2、3、7、10)，打开二通电磁阀(4、5、8、9)，三通电磁阀(21)接NO端，启动齿轮泵(15)，可将试样转移至第二罐体(17)，读取液体流量计(12)的示值，作为进入第二罐体(17)的绝缘油试样体积，完成试样转移后，关停齿轮油泵(15)，关闭二通电磁阀(4、5、7、8)；
(5)对第二罐体(17)的绝缘油试样进行真空脱气、气体置换处理时，关闭二通电磁阀(5、7、9)，打开二通电磁阀(8、10)，三通电磁阀(23)接NO端，三通电磁阀(24、25)接NC端，启动真空泵(26)，对第二罐体(17)进行抽真空；待罐体真空到达指定值后，关闭二通电磁阀(8、10)，打开气源(27)的开关阀，打开二通电磁阀(6)进行气路吹扫；关闭二通电磁阀(6)，在软件上设置需输入第二罐体(17)的体积，打开二通电磁阀(7),通过真空压差将气体输送至第二罐体(17)及试样，静置等待气体压力平衡；
(6)对第二罐体(17)试样进行含气量调制时，按上述(4)的步骤对第二罐体(17)内的试样进行气体置换及真空脱气后，再向罐体输入一定体积的气源气体，静置等待气体压力平衡，等气体在气、液两相的分布达到平衡后，关闭二通电磁阀(5、7、8、9)，打开二通阀(10)，三通电磁阀(24、25)接NO端，三通电磁阀(22、23)接NC端，必要时启动真空泵(26)增加活塞(17)底部的气压，使活塞缓慢向上移动，待第二罐体内气室压力稍高压大气压后，打开手动阀(31)，将罐体上部的气体通过校验接口排尽，关闭手动阀(31)；
(7)对绝缘油含气量测试仪器进行校验时，关闭二通电磁阀(5、7、8、9)，打开二通阀(10)，三通电磁阀(24、25)接NO端，三通电磁阀(22、23)接NC端，打开手动阀(31)，使活塞缓慢向上移动，将第二罐体内的试样通过仪器校验口排放，冲洗管道1min后，关闭手动阀(31)，将校验接口与待检仪器进油口、第一罐体进进油口第二支路通过油管连接，打开手动阀(31)，用第二罐体内的试样冲洗管道，冲洗管道过程中，必要时可启动真空泵(26)增加活塞(18)底部的气压，驱动活塞(18)向上移动；冲洗完成后，启动测试仪器对试样进行检测，同时通过第一罐体(16)对试样含气量进行检测。
在本发明实施例中，绝缘油试样通过齿轮泵输送至第一罐体，并在第一罐体内进行真空脱气预处理；用真空压差或齿轮泵将预处理后的试样输送至第二罐体，并在第二罐体内进行气体置换和真空脱气处理，获得干燥、恒温及含气量极低的试样后，停止脱气处理；从第二油罐顶部定量输入单一的高纯气体，同时监控第二罐体顶部的气压；当需要调制不同含气量的试样时，可调整气体的输入量；在配制较高含气量的试样时，可通改变活塞底部的气体压力驱动活塞上下运动，加速气体溶解于试样中；试样经过恒温静置后，罐体上部的气体通过活塞向上运动排出罐体，完成校验所需试样的配制；同样地，通过活塞向上运动，可将试样输送至校验仪器接口及第一罐体的定量进样口；试样的含气量通过第一罐体进行检测，也可以用气相色谱法进行分析；在能配制并长时间保存绝缘油试验，可同时对多台测试仪器进行校验，大大减少了人员的工作强度。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种应用于真空压差法原理的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，所述装置包括：第一罐体(16)、第二罐体(17)、活塞(18)、五个的三通电磁阀(21-25)、十个的二通电磁阀(1-10)、两个的齿轮油泵(14-15)、真空泵(26)、卡套式三通、卡套式四通、阵列加热装置(19)、压力传感器(20)、钢瓶气源(27)、三个的液体流量计(11-13)、气体流量计(28)，其中：
所述第一罐体(16)和所述第二罐体(17)分别通过顶部接口、四通接口和二通电磁阀阀(8,9)与真空泵(26)进气端连接；
所述第一罐体(16)进油口通过液体流量计(11)、齿轮油泵(14)、二通电磁阀(3)与所述第一罐体(16)的进油口三通连接；二通电磁阀(1，2)、定量管(30)与所述第一罐体(16)进口三通连接，第一罐体(16)底部设置有排油口及排油阀门；
所述第一罐体(16)的出油口通过二通电磁阀(4)、液体流量计(12)三通电磁阀(21)、齿轮油泵(15)、二通电磁阀(5)与所述第二罐体(17)的进油口相连接；
所述第二罐体(17)出油口通过三通电磁阀(22,21)与第一罐体(16)出油口连接；所述第二罐体(17)通过三通电磁阀(22)、液体流量计(13)、手动二通阀(31)与待检仪器校验接口(29)连接。
2.根据权利要求1所述的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，所述第一罐体(16)和所述第二罐体(17)内部均设置有阵列加热装置(19)、压力传感器(20)；所述第一罐体(16)和第二罐体(17)通过压力传感器(20)及测温元件监测罐体内试样的油温及气相中的气体压力。
3.根据权利要求1所述的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，第一罐体(16)用于绝缘油试样的脱气预处理及配制试样的含气量检测，第二罐体(17)用于试样的气体置换、真空脱气处理、含气量调制及试样输送。
4.根据权利要求1所述的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，第一罐体(16)、第二罐体(17)均连接校验接口(29)，可连接更高精度的压力、温度传感器，方便对装置进行校验；第一罐体(16)、第二罐体(17)均与真空泵(26)连接；其中，与真空泵(26)连接管路、电磁阀的密封性通过真空法进行整体或分段试漏、检漏。
5.根据权利要求1所述的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，所述第二罐体(17)内设置有活塞(18)，第二罐体(17)底部设置有进、出气口，通过三通电磁阀(24、25)、二通电磁阀(10)与真空泵(26)进气端连接；通过三通电磁阀(24,23)真空泵出气端连接；可调节活塞(18)下部的气体压力，并根据需要驱动活塞(18)向下或向上移动。
6.根据权利要求1所述的绝缘油含气量测试仪校验装置，其特征在于，所述第二罐体(17)顶部设置有进气口，通过二通电磁阀(7)、气体流量计(28)与气源连接，气体流量计(28)出口端通过二通电磁阀(6)与大气连接；可根据需要选择合适的高纯气体和调节进入罐体内的气体体积。
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