CN117723437A - 一种矿物质油中水分含量检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于水分含量检测技术领域，公开一种矿物质油中水分含量检测方法及设备，将矿物质油放入反应腔中并向其内部添加氢化钙，使氢化钙与矿物质油中的水分产生化学反应生成氢氧化钙和氢气，将反应腔中部分的混合气体排放到色谱检测装置，色谱检测装置计算部分混合气体中氢气的含量和排出的部分混合气体的体积，反应腔的体积和反应腔内矿物质油的体积均为固定数值，便可计算出反应腔内生成的氢气的总量，反应腔内生成的氢气均是由矿物质油中水分中的氢离子生成，根据氢化钙与水反应生成氢氧化钙与氢气的反应方程式，能反推出矿物质油中水分含量。本发明的矿物质油中水分含量检测方法，检测步骤简单，实验人员能现场检测，数据准确。

Description

一种矿物质油中水分含量检测方法及设备

技术领域

本发明涉及水分含量检测技术领域，尤其涉及一种矿物质油中水分含量检测方法及设备。

背景技术

变电站内一般采用油浸式变压器作为电压转换的主要设备，油浸式变压器的内部填充有大量矿物质油，为确保变压器能够正常使用，变压器内部填充的矿物质油为绝缘油，为保证变压器能够正常使用，需要实验人员定期到变电站现场抽取变压器中的矿物质油进行化验，对矿物质油的化验内容主要为两个方面，一方面是对矿物质油中溶解的气体进行分析，另一方面是对矿物质油中水分含量进行检测，针对矿物质油中溶解气体的检测，现有技术中已经通过在变电站的现场安装色谱检测系统，便能够通过色谱检测系统定期对矿物质油中溶解气体进行检测，对于该项检测，便不需要实验人员定期化验，但是关于矿物质油中水分含量的检测项目，由于检测设备占用空间过大且检测方法过于繁琐，不能将检测设备安装到变电站的现场，还是需要实验人员定期到变电站现场取样，将抽取的矿物质样品带到实验室检测，导致实验人员工作过程复杂，同时样品在运输过程中，由于样品放置时间过长，会使矿物质油中水分含量检测结果不准确。

因此，亟需一种矿物质油中水分含量检测方法及设备，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种矿物质油中水分含量检测方法，检测步骤简单，可使实验人员在变电站现场便能完成矿物质油中水分检测工作，检测结果准确度高，进而保证变压器的使用性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种矿物质油中水分含量检测方法，包括以下步骤：

步骤1：抽取定量矿物质油样品，并与足量的氢化钙进行充分反应，生成氢氧化钙和氢气；

步骤2：检测氢气生成总量；

步骤3：根据氢气生成总量，计算所述定量矿物质油样品中的水分含量。

作为矿物质油中水分含量检测方法的优选技术方案，所述步骤2中通过色谱检测装置计算步骤1中生成的氢气总量。

本发明的第二个目的在于提供一种矿物质油中水分含量检测设备，占用空间小，能够安装到变电站的现场，同时操控简单，检测准确度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种矿物质油中水分含量检测设备，适用上述任一项的矿物质油中水分含量检测方法，包括：

反应室，所述反应室具有反应腔，所述反应腔被配置为盛放矿物质油检测样品；

储存室，所述储存室被配置为盛放氢化钙，所述储存室能够选择性地与所述反应腔连通以向所述反应腔中投放氢化钙；

色谱检测装置，与所述反应腔连通，且连通处设有放气阀，所述放气阀被配置为释放所述反应腔中的混合气体，所述放气阀为常闭状态，所述色谱检测装置被配置为检测所述反应腔内排放出的所述混合气体中氢气的含量。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述色谱检测装置内部包括依次排列的成分检测模块、成分分离模块和热导检测器，所述反应腔中排放出的所述混合气体进入所述色谱检测装置后，依次经过所述成分检测模块、所述成分分离模块和所述热导检测器。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述成分检测模块用于检测所述混合气体的成分，所述成分分离模块用于将所述混合气体中的氢气与其他分成均分离开，所述热导检测器用于检测所述混合气体中各成分的含量。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括第一导液管和第一管道阀，所述第一导液管连接于变压器油箱输出口与所述反应腔之间，所述第一管道阀设于所述第一导液管上，所述第一管道阀为常闭状态。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括压力传感器和泄压阀，所述压力传感器设置在所述反应腔内，所述泄压阀设置在所述反应室上，所述泄压阀与所述压力传感器通讯连接，所述泄压阀具有关闭状态和打开状态，所述压力传感器设置有预设气压值，当所述压力传感器检测所述反应腔内气压值大于所述预设气压值时，所述泄压阀为打开状态，当所述压力传感器检测所述反应腔内气压值小于所述预设气压值时，所述泄压阀为关闭状态。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括警报器，所述警报器与所述压力传感器通讯连接，当所述压力传感器检测所述反应腔内气压值大于预设气压值时，所述警报器发出提示音。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括温度传感器和冷热一体机，所述温度传感器放置于所述反应腔内，所述冷热一体机设置于所述反应室的底面，所述温度传感器与所述冷热一体机通讯连接，所述冷热一体机具有制冷状态和加热状态，所述温度传感器设置有预设温度值，当所述温度传感器检测所述反应腔内的温度大于所述预设温度时，所述冷热一体机为制冷状态，当所述温度传感器检测所述反应腔内的温度小于所述预设温度时，所述冷热一体机为加热状态。

作为矿物质油中水分含量检测设备的优选技术方案，所述反应室的底部设有出油口，所述出油口被配置为排出所述反应腔内的矿物质油。

本发明的有益效果为：

本发明提供的矿物质油中水分含量检测方法，通过在矿物质油放入反应腔中，并向其内部添加氢化钙，使氢化钙与矿物质油中的水分产生化学反应生成氢氧化钙和氢气，将反应腔中部分的混合气体定量排放到色谱检测装置，通过色谱检测装置计算出排出的部分的混合气体中氢气的含量，和排出的部分的混合气体的体积，反应腔的体积和反应腔内矿物质油的体积均为固定数值，由此便可计算出反应腔内混合气体的总量，进而计算出生成的氢气的总量，反应腔内生成的氢气均是由矿物质油中水分中的氢离子生成，根据氢化钙与水反应生成氢氧化钙与氢气的化学反应方程式，便能反推出矿物质油中水分含量，检测步骤简单，便于实验人员现场检测，且得到的数据准确度高。

本发明提供的矿物质油中水分含量检测设备，设备占用空间小，能够安装在变压站现场使用，同时操作简单，实验人员能够快速检测中矿物质油中水分含量。

附图说明

图1是本发明提供的矿物质油中水分含量检测方法的流程图；

图2是本发明提供的矿物质油中水分含量检测设备的结构示意图。

图中：

1、反应室；110、反应腔；111、放气阀；

2、储存室；3、色谱检测装置；

4、第一导液管；5、第一管道阀；6、压力传感器；7、泄压阀；8、警报器；9、温度传感器；10、冷热一体机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供一种矿物质油中水分含量检测方法，能够解决现有的检测方中，操作步骤繁琐，且不能在变电站的现场进行检测，导致实验人员工作复杂，抽取样品需要在变电站与实验室之间进行运输，致使检测结果准确度不高的问题。

如图1所示，本实施例提供一种矿物质油中水分含量检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：抽取定量矿物质油样品，并与足量的氢化钙进行充分反应，生成氢氧化钙和氢气。具体地，在实际检测时，工作人员会将定量的矿物质油抽取到一个反应腔110中，同时将足量的氢氧化钙投放到矿物质油中，足量氢氧化钙的投放，能确保矿物质油中的水分完全反应，计算结果准确，静置一段时间后，反应腔110便会有氢气生成，由于在抽取矿物质油的过程中空气会掺杂在内一起进入到反应腔110中，导致生成的氢气会与反应腔110内的空气混合，形成混合气体。

步骤2：检测氢气生成总量，本步骤中，氢气的生成总量通过色谱检测装置3计算得出，具体地，色谱检测装置3与反应腔110相连通，并且在二者的连通处设置有放气阀111，打开放气阀111，将反应腔110中部分掺杂氢气的混合气体排放到色谱检测装置3中，色谱检测装置3具有成分分离和成分含量检测的功能，能够将排放到其内部的混合气体中的成分先进行分离，随后对已经分离的各个气体进行含量检测，由此便能得到反应腔110中释放出部分的混合气体中氢气的含量。关于总的氢气生成量的计算，将反应腔110中部分的混合气体释放到色谱检测装置3中，检测出部分的混合气体中氢气的含量，由于色谱检测装置3可以检测出释放到其内部的混合气体中各个成分气体的含量，因此将其计算出的各个成分气体的含量进行累加，便能计算出反应腔110中释放到色谱检测装置3中部分的混合气体体积，用反应腔110的体积减去反应腔110内矿物质油的体积，得出反应腔110中总的混合气体的体积，用总的混合气体的体积除以释放到色谱检测装置3中部分的混合气体体积，得出二者之间的具体倍数，将得到氢气的含量数值乘以上述计算出的具体倍数，便能得出反应腔110内氢气生成总量。

步骤3：根据氢气生成总量，计算定量矿物质油样品中的水分含量，由于反应腔110内生成的氢气均是由矿物质油中水分的氢离子生成，根据氢化钙与水反应生成氢氧化钙与氢气的化学反应方程式，便能反推出样品矿物质油中的水分含量，进而判断矿物质油的整体质量。

本实施例中矿物质油中水分含量检测方法，通过向矿物质油样品中投放氢氧化钙，计算生成氢气的含量反推矿物质油中水分含量的方法，原理简单，并且操作步骤少，使得实验人员能够在现场完成检测，省去运输矿物质油样品的工作，检测速度快且结果准确。

为进一步加快反应腔110内氢化钙与水的反应速度，本实施例优选，氢化钙与水的反应温度控制在25℃-40℃之间。

实施例二

本实施例提供一种矿物质油中水分含量检测设备，设备占用空间小，能够安装在变压站现场使用，同时操作简单，实验人员能够快速检测中矿物质油中水分含量。

如图2所示，本实施例提供的矿物质油中水分含量检测设备包括反应室1，储存室2和色谱检测装置3，其中反应室1内具有反应腔110，反应腔110用于盛放抽取的矿物质样品，在反应室1上还设置有放气阀111，通过打开或者关闭放气阀111，能够控制是否放出混合气体，放气阀111处于常闭状态，在氢化钙与水分反应过程中，放气阀111处于关闭状态，可避免生成的氢气泄漏，影响矿物质油中水分含量的计算结果。储存室2能够选择性地与反应腔110向连通，在储存室2内放置有氢化钙，具体地在储存室2设置在反应室1的上方，反应室1上设置有连通口，储存室2的底部为可自由关闭和打开的结构，在储存室2上设有打开和关闭储存室2底部的开关，在需要对矿物质油中水分进行检测之前，实验人员将氢化钙放入储存室2，为后边的检测工作做准备，在检测过程中，实验人员会将放气阀111打开，由于反应腔110内有氢气生成，反应腔110内外的存在一定压力差，在放气阀111打开时，反应腔110内的气体便会泄出，色谱检测装置3与反应腔110相互连通，在二者之间连通有导气管，色谱检测装置3用于检测排放出的混合气体中氢气的含量。

其中，色谱检测装置3内部包括依次排列的成分检测模块、成分分离模块和热导检测器，当混合气体进入色谱检测装置3后会依次经过成分检测模块、成分分离模块和热导检测器，成分检测模块具有检测混合气体成分的功能，成分检测模块的设置可以协助确认混合气体中是否含有氢气，以便后续氢气含量检测工作的进行。成分分离模块用于将混合气体中的氢气与其他成分气体均分离开，以便后续使混合气体中的各个成分气体和氢气能够依次通过热导检测器，热导检测器具有计算功能，只要通过热导检测器的气体，均能被热导检测器检测出体量，由此便能计算出混合气体中氢气的含量，值得注意的是，关于色谱检测装置3为检测领域的常规部件，并非本发明的重点保护内容。

本实施例中，矿物质油中水分含量检测设备还包括第一导液管4和第一管道阀5，第一导液管4连接在变压器油箱的输出口与反应腔110之间，第一管道阀5设置在第一导液管4上，第一管道阀5为常闭状态，如此在需要对变压器中矿物质油的质量进行检测时，实验人员只需打开第一管道阀5，便能将变压器油箱中的矿物质油释放到反应腔110内，避免了实验人员到油箱中抽取的工作，实验人员的操作更加简单、便捷。

本实施例中，矿物质油中水分含量检测设备还包括压力传感器6和泄压阀7，其中压力传感器6设置在反应腔110内，泄压阀7设置在反应室1上，泄压阀7与压力传感器6通讯连接，泄压阀7具有关闭状态和打开状态，压力传感器6能够控制泄压阀7的打开或关闭状态，具体地，在压力传感器6内设置有预设气压值，当压力传感器6检测反应腔110内气压值大于预设气压值时，泄压阀7此时为打开状态，将反应腔110内的混合气体放出，当压力传感器6检测到反应腔110内气压值小于预设气压值时，泄压阀7为关闭状态，压力传感器6和泄压阀7的设置，实现对矿物质油中水分进行检测的同时，还能够对矿物质油中水分含量检测设备起到保护作用，由于反应室1内的氢化钙与水反应会生成氢气，会致使反应腔110内的气压逐渐升高，若氢气生成量过大，会使反应腔110内的气压过高，甚至导致反应腔110室产生形变。另一方面，若反应腔110室内生成过多的氢气，则可以推导出抽样的矿物质油中含有大量水分，矿物质油的质量存在问题，不能继续使用，因此若泄压阀7在压力传感器6的控制下打开，不仅实现判断了矿物质油的质量，同时也确保了矿物质油中水分含量检测设备的使用安全。相反若泄压阀7没有打开，可以推导出矿物质油中的水分含量并不是处于过高的水平，可以通过后续的检测，计算出矿物质油中水分的含量，以便工作人员知晓如何对矿物质进行维护。

作为优选地，矿物质油中水分含量检测设备还包括警报器8，警报器8与压力传感器6通讯连接，当压力传感器6检测反应腔110内气压值大于预设气压值时，警报器8便会发出提示音，如此，若矿物质油中水量含量过高时，即矿物质油质量问题严重时，提示音的发出便能够对实验人员提供明确的提醒，告知实验矿物质油的质量不达标，需要将变压器中的矿物质油进行替换。

本实施例中，矿物质油中水分含量检测设备还包括温度传感器9和冷热一体机10，温度传感器9放置在反应腔110内，冷热一体机10设置在反应室1的底面，用于对反应腔110内的矿物质油进行加热或制冷，具体地，温度传感器9与冷热一体机10通讯连接，冷热一体机10具有制冷状态和加热状态，在温度传感器9内设置有预设温度，为25℃-40℃，当温度传感器9检测到反应腔110内的温度大于预设温度时，冷热一体机10为制冷状态，对反应腔110内的矿物质油样品进行制冷，当温度传感器9检测到反应腔110内的温度小于预设温度时，冷热一体机10为加热状态，对反应腔110内的矿物质油样品进行加热。由于氢化钙与水反应的适宜温度为25℃-40℃，温度传感器9和冷热一体机10的设置，可以保证反应腔110内的氢化钙与矿物质油中水分在适宜的温度反应，能够进一步提高实验人员的检测速度。

本实施例中，在反应室1的底部还设置有出油口，用于将反应腔110内的矿物质油排出，进一步使实验人员的工作简单化。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿物质油中水分含量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：抽取定量矿物质油样品，并与足量的氢化钙进行充分反应，生成氢氧化钙和氢气；

步骤2：检测氢气生成总量；

步骤3：根据氢气生成总量，计算所述定量矿物质油样品中的水分含量。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤2中通过色谱检测装置(3)计算步骤1中生成的氢气总量。

3.一种矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，适用权利要求1-2任一项所述的矿物质油中水分含量检测方法，包括：

反应室(1)，所述反应室(1)具有反应腔(110)，所述反应腔(110)被配置为盛放矿物质油检测样品；

储存室(2)，所述储存室(2)被配置为盛放氢化钙，所述储存室(2)能够选择性地与所述反应腔(110)连通以向所述反应腔(110)中投放氢化钙；

色谱检测装置(3)，与所述反应腔(110)连通，且连通处设有放气阀(111)，所述放气阀(111)被配置为释放所述反应腔中(110)的混合气体，所述放气阀(111)为常闭状态，所述色谱检测装置(3)被配置为检测所述反应腔(110)内排放出的所述混合气体中氢气的含量。

4.根据权利要求3所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述色谱检测装置(3)内部包括依次排列的成分检测模块、成分分离模块和热导检测器，所述反应腔(110)中排放出的所述混合气体进入所述色谱检测装置(3)后，依次经过所述成分检测模块、所述成分分离模块和所述热导检测器。

5.根据权利要求4所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述成分检测模块用于检测所述混合气体的成分，所述成分分离模块用于将所述混合气体中的氢气与其他分成均分离开，所述热导检测器用于检测所述混合气体中各成分的含量。

6.根据权利要求3所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括第一导液管(4)和第一管道阀(5)，所述第一导液管(4)连接于变压器油箱输出口与所述反应腔(110)之间，所述第一管道阀(5)设于所述第一导液管(4)上，所述第一管道阀(5)为常闭状态。

7.根据权利要求3所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括压力传感器(6)和泄压阀(7)，所述压力传感器(6)设置在所述反应腔(110)内，所述泄压阀(7)设置在所述反应室(1)上，所述泄压阀(7)与所述压力传感器(6)通讯连接，所述泄压阀(7)具有关闭状态和打开状态，所述压力传感器(6)设置有预设气压值，当所述压力传感器(6)检测所述反应腔(110)内气压值大于所述预设气压值时，所述泄压阀(7)为打开状态，当所述压力传感器(6)检测所述反应腔(110)内气压值小于所述预设气压值时，所述泄压阀(7)为关闭状态。

8.根据权利要求7所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括警报器(8)，所述警报器(8)与所述压力传感器(6)通讯连接，当所述压力传感器(6)检测所述反应腔(110)内气压值大于预设气压值时，所述警报器(8)发出提示音。

9.根据权利要求3所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述矿物质油中水分含量检测设备还包括温度传感器(9)和冷热一体机(10)，所述温度传感器(9)放置于所述反应腔(110)内，所述冷热一体机(10)设置于所述反应室(1)的底面，所述温度传感器(9)与所述冷热一体机(10)通讯连接，所述冷热一体机(10)具有制冷状态和加热状态，所述温度传感器(9)设置有预设温度值，当所述温度传感器(9)检测所述反应腔(110)内的温度大于所述预设温度时，所述冷热一体机(10)为制冷状态，当所述温度传感器(9)检测所述反应腔(110)内的温度小于所述预设温度时，所述冷热一体机(10)为加热状态。

10.根据权利要求3-9任一项所述的矿物质油中水分含量检测设备，其特征在于，所述反应室(1)的底部设有出油口，所述出油口被配置为排出所述反应腔(110)内的所述矿物质油。