溶解气体分析装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭露用于确定电变压器中的溶解气体特性以监测变压器操作的装置、系统及方法。用于与变压器流体接触的提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料，所述溶解气体穿过气体回路循环到气体分析仪及气体格室。所述提取线圈可包含若干个线圈环路。所述气体分析仪可包括光源、分束器、格室检测器及参考检测器。

Dissolved gas analysis device, system and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溶解气体分析装置、系统及方法相关申请案的交叉参考本申请案主张皆于2017年3月13日提出申请的美国专利申请案第15/458,010号及第15/458,014号的优先权，上述申请案的全部揭露内容明确并入本案供参考。
本专利技术涉及溶解气体分析领域。更确切来说，本专利技术涉及变压器的溶解气体分析。
技术介绍
例如电变压器等电磁装置可面临着电低效且可在操作中产生大量的热量。减轻电低效且从这些装置移除过量热量可保护操作寿命、性能且减少装置的维护需要。流体(例如，介电流体)可用作冷却介质来从装置移除热量且可提供抑制电晕及电弧的电绝缘层。在操作中，这些冷却流体及/或绝缘流体可产生溶解气体。对变压器的流体内的溶解气体加以分析可揭示出关于变压器操作状态的有用信息。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，一种用于确定溶解在变压器的流体中的气体的特性的气体分析系统可包含：提取线圈，其用于与所述流体接触，所述提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料；气体分析仪，其用于确定气体特性，所述气体分析仪包含气体格室，所述气体格室具有用于接收气体以供分析的腔；及气体回路，其形成为包含所述提取线圈及所述气体分析仪以使气体循环。在一些实施例中，所述提取线圈可包含若干个线圈环路，所述若干个线圈环路各自准许溶解气体渗透在其中。所述气体回路可包含输送导管，所述输送导管与所述提取线圈及所述气体分析仪中的每一者进行流体联接以在所述提取线圈与所述气体格室之间输送气体以供分析。在一些实施例中，所述输送导管可包含推动压力源，所述推动压力源与所述提取线圈进行流体联接以使气体循环穿过所述输送导管。在一些实施例中，所述推动压力源可与所述提取线圈进行流体联接，以相对于所述气体格室的所述腔内的压力而在所述提取环路内提供较低的压力。在一些实施例中，所述输送导管包含：供应区段，其经流体连接以将气体从所述提取环路提供到所述气体格室。在一些实施例中，所述输送导管可包含返回区段，其经流体连接以将气体从所述气体格室提供到所述提取环路。在一些实施例中，所述气体分析仪可包含光源及用于从所述光源接收光的至少一个光检测器。在一些实施例中，所述光源可经布置以将光从所述气体格室的一侧穿过所述气体格室的所述腔内的气体传递到所述气体格室的另一侧，且所述至少一个光检测器可布置在所述另一侧上以从所述光源接收光。在一些实施例中，所述气体格室的所述腔可经布置以接收从所述流体提取的溶解气体。在一些实施例中，所述气体可渗透材料可包含含氟聚合物。在一些实施例中，所述气体可渗透材料包含氟塑料，所述氟塑料具有以下中的至少一者：在约73℉下处于约26MPa到约29MPa范围内的抗屈强度、在约302℉下处于约0.5MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约428℉下处于约4MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约73℉下处于约24MPa到约29MPa范围内的抗张强度、在约302℉下处于约1MPa到约15MPa范围内的抗张强度及在约428℉下处于约3MPa到约7MPa范围内的抗张强度。在一些实施例中，所述含氟聚合物可包含光透射百分比大于95的氟塑料。在一些实施例中，所述氟塑料可包含气体渗透性是约1142Barrer的H2O、约340Barrer的O2及约130Barrer的N2中的至少一者的氟塑料。在一些实施例中，所述提取线圈可形成为具有内容积的导管，所述内容积用于接收渗透过所述气体可渗透材料的气体。在一些实施例中，既在所述内容积内又溶解在所述流体中的气体物种可保持平衡。根据本专利技术的另一方面，一种变压器可包含：至少一个电绕组；流体系统，其包含用于将所述至少一个电绕组绝缘的流体；及气体分析系统，其用于确定溶解在所述流体系统的所述流体中的气体的特性。在一些实施例中，所述气体分析系统可包含提取线圈及用于分析气体的气体格室，所述提取线圈可被布置成与所述流体接触且包含从所述流体接收溶解气体的气体可渗透材料，所述提取线圈与所述气体格室进行流体连通以形成用于使气体循环的气体循环环路。在一些实施例中，所述气体格室可经布置以确定从所述流体提取的气体的特性。在一些实施例中，输送导管可与所述提取线圈及所述气体格室中的每一者进行流体联接，以将从所述流体接收到的气体输送到所述气体格室以供分析。在一些实施例中，所述提取线圈可形成为具有内容积的导管，所述内容积用于接收渗透过所述气体可渗透材料的气体。在一些实施例中，既在所述内容积内又溶解在所述流体中的气体物种可保持平衡。在一些实施例中，所述气体可渗透材料可包含含氟聚合物。在一些实施例中，所述气体可渗透材料包含氟塑料，所述氟塑料具有以下中的至少一者：在约73℉下处于约26MPa到约29MPa范围内的抗屈强度、在约302℉下处于约0.5MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约428℉下处于约4MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约73℉下处于约24MPa到约29MPa范围内的抗张强度、在约302℉下处于约1MPa到约15MPa范围内的抗张强度及在约428℉下处于约3MPa到约7MPa范围内的抗张强度。在一些实施例中，所述含氟聚合物可包含光透射百分比大于95的氟塑料。在一些实施例中，所述氟塑料可包含气体渗透性为约1142Barrer的H2O、约340Barrer的O2及约130Barrer的N2中的至少一者的氟塑料。根据本专利技术的另一方面，一种用于确定变压器的溶解气体的特性的气体分析装置可包含：气体格室，其界定用于接收气体以供分析的腔；光源，其经布置以发射光；格室光检测器，其经布置以接收由所述光源传播而穿过所述气体格室的所述腔的光；及参考光检测器，其经布置以接收由所述光源传播而穿过周围环境空间的光。在一些实施例中，所述格室光检测器可经布置以接收由所述光源传播而穿过所述气体格室的所述腔且穿过含有周围环境气体的跨度的光。在一些实施例中，格室光距离界定在格室光源与来自所述光源的光的参考源点之间。在一些实施例中，所述格室光距离可包含从所述格室光源，穿过所述气体格室的所述腔及含有周围环境气体的跨度中的每一者到达所述格室光检测器的距离。在一些实施例中，所述格室光距离可对应于界定在所述参考源点与所述参考光检测器之间的参考光距离。在一些实施例中，所述参考光距离可等于延伸穿过含有周围环境气体的跨度的所述格室光距离的所述长度。在一些实施例中，所述参考源点可以是分束器，所述分束器经布置以将来自所述光源的光分割成至少两个射束，所述至少两个射束中的一者用于传播穿过所述腔，且所述至少两个射束中的另一者用于传播穿过所述周围环境空间。在一些实施例中，传播穿过所述腔的所述射束也可传播穿过含有周围环境气体的跨度。在一些实施例中，所述格室光检测器经可布置以从传播穿过所述腔而未被所述腔内的气体吸收的所述射束接收光，且其中所述参考光检测器可经布置以从传播穿过所述周围环境空间而未被所述周围环境空间内的气体吸收的所述射束接收光。在一些实施例中，所述格室光检测器及所述参考光检测器中的每一者可提供指示对应于由所述检测器接收到的光的光谱的信号。根据本专利技术的另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定溶解在变压器的流体中的气体的特性的气体分析系统，所述系统包括：/n提取线圈，其用于与所述流体接触，所述提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料，/n气体分析仪，其用于确定气体特性，所述气体分析仪包含气体格室，所述气体格室具有用于接收气体以供分析的腔，及/n气体回路，其形成为包含所述提取线圈及所述气体分析仪以使气体循环。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170313 US 15/458,010;20170313 US 15/458,0141.一种用于确定溶解在变压器的流体中的气体的特性的气体分析系统，所述系统包括：
提取线圈，其用于与所述流体接触，所述提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料，
气体分析仪，其用于确定气体特性，所述气体分析仪包含气体格室，所述气体格室具有用于接收气体以供分析的腔，及
气体回路，其形成为包含所述提取线圈及所述气体分析仪以使气体循环。


2.根据权利要求1所述的气体分析系统，其中所述提取线圈包含若干个线圈环路，所述若干个线圈环路各自准许溶解气体渗透在其中。


3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的气体分析系统，其中所述气体回路包含输送导管，所述输送导管与所述提取线圈及所述气体分析仪中的每一者进行流体联接以在所述提取线圈与所述气体格室之间输送气体以供分析。


4.根据权利要求3所述的气体分析系统，其中所述输送导管包含推动压力源，所述推动压力源与所述提取线圈进行流体联接以使气体循环穿过所述输送导管。


5.根据权利要求4所述的气体分析系统，其中所述推动压力源与所述提取线圈进行流体联接，以相对于所述气体格室的所述腔内的压力而在所述提取环路内提供较低的压力。


6.根据权利要求3所述的气体分析系统，其中所述输送导管包含：供应区段，其经流体连接以将气体从所述提取环路提供到所述气体格室；及返回区段，其经流体连接以将气体从所述气体格室提供到所述提取环路。


7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的气体分析系统，其中所述气体分析仪包含光源及用于从所述光源接收光的至少一个光检测器。


8.根据权利要求7所述的气体分析系统，其中所述光源经布置以将光从所述气体格室的一侧穿过所述气体格室的所述腔内的气体传递到所述气体格室的另一侧，且所述至少一个光检测器布置在所述另一侧上以从所述光源接收光。


9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的气体分析系统，其中所述气体格室的所述腔用于接收从所述流体提取的溶解气体。


10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的气体分析系统，其中所述气体可渗透材料包含含氟聚合物。


11.根据权利要求10所述的气体分析系统，其中所述气体可渗透材料包含氟塑料，所述氟塑料具有以下中的至少一者：在约73℉下处于约26MPa到约29MPa范围内的抗屈强度、在约302℉下处于约0.5MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约428℉下处于约4MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约73℉下处于约24MPa到约29MPa范围内的抗张强度、在约302℉下处于约1MPa到约15MPa范围内的抗张强度，及在约428℉下处于约3MPa到约7MPa范围内的抗张强度。


12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的气体分析系统，其中所述提取线圈形成为具有内容积的导管，所述内容积用于接收渗透过所述气体可渗透材料的气体。


13.根据权利要求12所述的气体分析系统，其中既在所述内容积内又溶解在所述流体中的气体物种保持平衡。


14.一种变压器，其包括：
至少一个电绕组，
流体系统，其包含用于将所述至少一个电绕组绝缘的流体，及
气体分析系统，其用于确定溶解在所述流体系统的所述流体中的气体的特性，所述气体分析系统包含提取线圈及用于分析气体的气体格室，所述提取线圈被布置成与所述流体接触且包含用于从所述流体接收溶解气体的气体可渗透材料，所述提取线圈与所述气体格室进行流体连通以形成用于使气体循环的气体循环环路。


15.根据权利要求14所述的变压器，其中所述气体格室经布置以确定从所述流体提取的气体的特性。


16.根据权利要求14或权利要求15所述的变压器，其中输送导管与所述提取线圈及所述气体格室中的每一者进行流体联接以将从所述流体接收到的气体输送到所述气体格室以供分析。


17.根据权利要求14到16中任一权利要求所述的变压器，其中所述提取线圈形成为具有内容积的导管，所述内容积用于接收渗透过所述气体可渗透材料的气体。


18.根据权利要求17所述的变压器，其中既在所述内容积内又溶解在所述流体中的气体物种保持平衡。


19.根据权利要求14到18中任一权利要求所述的变压器，其中所述气体可渗透材料包含含氟聚合物。


20.根据权利要求19所述的气体分析系统，其中所述气体可渗透材料包含氟塑料，所述氟塑料具有以下中的至少一者：在约73℉下处于约26MPa到约29MPa范围内的抗屈强度、在约302℉下处于约0.5MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约428℉下处于约4MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约73℉下处于约24MPa到约29MPa范围内的抗张强度、在约30...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·L·布杰斯，LP·A·比贝奥，A·奥尔莱特贝兰格尔，R·N·德斯比恩斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH