一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置。本发明专利技术包括脱气气缸、步进电机、振荡电机和旋转气缸；所述步进电机连接一丝杆，脱气气缸的活塞杆与丝杆位于同一轴线上，步进电机通过丝杆推动脱气气缸活塞杆复位；所述的脱气气缸和步进电机固定在一滑块上，所述的滑块通过振荡电机带动脱气气缸及步进电机在水平状态作往复运动，完成脱气；所述的振荡电机通过一固定板的竖部连接在旋转气缸上，通过旋转气缸的动作带动脱气气缸、步进电机和振荡电机旋转，实现水平状态和竖直状态的切换。本发明专利技术实现了脱气过程中液体体积和脱气体积的精确测量，可采用和实验室色谱相同的脱气方法，分析数据和实验室色谱分析数据一致，重复性好。

A degassing device of dissolved gas in insulating oil based on oscillating headspace

【技术实现步骤摘要】
一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置
本专利技术属于变压器绝缘油色谱分析领域，具体地说是一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置。
技术介绍
绝缘油色谱在线监测装置是大型变压器运行的必要监测设备，目前得到大量普及。绝缘油色谱在线监测装置主要包括两部分：油气分离部分和色谱分析部分。绝缘油色谱在线监测常采用的油气分离方法有膜渗透、真空脱气、动态顶空脱气、循环顶空脱气等。实验室绝缘油色谱分析目前绝大多数都是采用基于溶解平衡法的顶空振荡溶解平恒脱气法。因为和实验绝缘油分析所采用的脱气方法在脱气原理上的差异导致，在线色谱常用的脱气方法与常规实验室的脱气法相比，脱气率存在比偏差较大，在实际应用中需要通过对脱气装置的脱气效率利用标准油样进行标定修正，使得在线设备的数据和实验室色谱分析的数据保持一致，从而造成了设备生产过程的复杂性，同时真空脱气、动态顶空等脱气方法脱气率会随着真空度、载气流速等导致脱气率发生漂移，造成色谱在线的数据与实验室色谱数据的可比性差，在线分析设备数据的可信度偏低。CN108333279A中所描述的一种脱气方法，脱气过程的原理是：直线步进电机带动活塞杆下移，在活塞杆的顶部和油样之间形成局部真空，绝缘油中溶解的气体在活塞杆持续下行过程中不断析出并在浮力作用下移动到脱气缸的顶部、除油室及定量管内。平衡定量过程：脱气完成后，通过调整活塞杆位置，保持脱气缸内部压力为一个标准大气压，静止若干时间，使得脱出气体和油中的组分浓度动态平衡；根据一个标准大气压下活塞杆的相对位置计算脱出气体的体积，进一步利用色谱分析模块分析出的组分气体浓度和当前温度压力下的气液间气体溶解度分配系数，计算出油中溶解气体的浓度。上述专利文献中的脱气是靠活塞杆抽拉实现脱气过程，是真空脱气和顶空脱气结合的一种脱气方法。脱气过程中的抽拉速度等因素会影响脱气效率。定量是依靠累计记录步进电机的步数来推算活塞杆最终的位置，无法记录由于步进电机脱步等因素带来的误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，其采用机械振荡平衡脱气，以提高脱气效率；采用不带负载的步进电机和丝杆顶部的薄膜压力实现活塞杆位置的测量，以实现活塞杆位置的精确定位。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，其包括脱气机构，所述的脱气机构包括脱气气缸、步进电机、振荡电机和旋转气缸；所述步进电机连接一丝杆，脱气气缸的活塞杆与丝杆位于同一轴线上，步进电机通过丝杆推动脱气气缸活塞杆复位；脱气气缸的顶部设有第一压力传感器，用于测量脱气气缸内的气体压力；丝杆的顶部设有薄膜压力传感器，用于测量活塞杆与丝杆接触时的压力；所述的脱气气缸上设有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述的第一电磁阀通过软管连接废油处理及回油设备或废油罐，所述的第二电磁阀通过软管连接一变压器、储油罐或采油泵，废油处理及回油设备通过回油泵供油给变压器或储油罐，形成回路；所述的第三电磁阀通过软管依次连接除油器、第一三通电磁阀、定量管、手动进样口和色谱分析系统；所述的脱气气缸和步进电机固定在一滑块上，所述的滑块通过振荡电机带动脱气气缸及步进电机在水平状态作往复运动，完成振荡脱气；所述的振荡电机通过一固定板的竖部连接在旋转气缸上，通过旋转气缸的动作带动脱气气缸、步进电机和振荡电机旋转，实现水平状态和竖直状态的切换。旋转气缸可以驱动脱气及振荡装置进行状态切换，可以切换成竖直状态用于定量，也可以切换到水平状态用于完成振荡脱气过程。当完成样品和洗脱气注入后，样品和洗脱气在振荡的作用下加速平衡，从而完成绝缘油中溶解气体在气体和液体中达到动态平衡，完成脱气过程。现有色谱在线的脱气技术主要是和GB/T17623推荐的振荡脱气方式原理及操作流程不一样，导致分析结果需要用实验室的分析结果进行标定，会带来分析结果的偏差。本专利技术可采用和GB/T17623推荐的完全原理一致的脱气方法，利用机械装置实现了采用机械振荡法的脱气流程，保证了结果的重复性和准确性。进一步的，所述固定板的横部底面上设有对滑块的移动进行导向的滑块导轨，滑块的中部开有一长方形通孔，长方形通孔内设有一偏心凸轮，偏心凸轮连接在振荡电机的输出轴上，通过振荡电机转动带动偏心凸轮的转动，从而实现偏心凸轮推动滑块沿滑动导轨的移动。进一步的，所述的活塞杆上设有一游标，该游标的两侧设有上限位传感器和下限位传感器。进一步的，所述的脱气气缸和步进电机固定在位于脱气气缸与步进电机之间的第一固定支架上，所述的丝杆和游标置于第一固定支架内。进一步的，所述脱气气缸的侧壁和步进电机的侧壁通过第二固定支架固定在滑块的一端部上。进一步的，所述的旋转气缸固定在一支撑架的竖部上。进一步的，本专利技术的绝缘油中溶解气体脱气装置还包括载气管路，通过载气管路将载气通入第一三通电磁阀中，该载气管路上设有稳压阀、气阻和第一两通电磁阀，气阻位于稳压阀与第一两通电磁阀之间，第一两通电磁阀的出口接在除油器与第一三通电磁阀之间的管路上，所述的稳压阀上设有第二压力传感器。进一步的，所述的稳压阀与气阻之间设有三通阀，三通阀的另一出口与第一三通电磁阀的进口连接，三通阀与第一三通电磁阀之间的管路上设有第二三通电磁阀，该第二三通电磁阀的进口连接标气进气管；所述的定量管与手动进样口之间设有第三三通电磁阀，该第三三通电磁阀的一出口用于放空。进一步的，所述的载气管路并联一支路，该支路上设有第二两通电磁阀；所述支路的一端连接在三通阀与第二三通电磁阀之间的管路上，另一端连接在第三三通电磁阀与手动进样口之间的管路上。进一步的，所述的废油处理及回油设备包括废油处理罐和与废油处理罐连接的真空泵，该废油处理罐上装有放空阀和第三压力传感器，废油处理罐内放有油位计。本专利技术具有的有益效果如下：1)采用振荡时可自由滑动的活塞杆结构，实现了脱气室内部压力和大气压相同，另外可采用基于步进电机和薄膜压力传感器的气体体积和样品液体体积的定量方法，实现脱气过程中液体体积和脱气体积的精确测量。2)增加了脱气后的油样处理装置(即废油处理及回油设备)，通过真空脱气处理后泵回变压器，无废油排放；同时避免因脱气样品中混入载气而引起变压器含气量超标。3)在脱气气缸和定量管之间设除油器，避免油样进入定量管引起色谱系统失效，同时可采用完善的吹扫清洗方法，避免交叉污染干扰。4)可采用和实验室色谱相同的脱气方法，分析数据和实验室色谱分析数据一致，重复性好，脱气效率高且稳定，避免了色谱在线的脱气部分的标定带来误差的问题。5)可以用于绝缘油色谱分析在线或者绝缘油便携色谱分析仪器的样品前处理，可实现脱气过程的自动化。附图说明图1为本专利技术振荡脱气的气路流程图；图2为本专利技术脱气气缸进行定量时的示意图；图3为本专利技术脱气机构竖直状态示意图；图4为本专利技术脱气机构水平状态示意图；图5为本专利技术滑块、固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，包括脱气机构，其特征在于，所述的脱气机构包括脱气气缸(100)、步进电机(120)、振荡电机(110)和旋转气缸(112)；/n所述步进电机(120)连接一丝杆(125)，脱气气缸(100)的活塞杆(127)与丝杆(125)位于同一轴线上，步进电机(120)通过丝杆(125)推动脱气气缸活塞杆(127)复位；脱气气缸(100)的顶部设有第一压力传感器(104)，用于测量脱气气缸内的气体压力；丝杆(125)的顶部设有薄膜压力传感器(124)，用于测量活塞杆(127)与丝杆(125)接触时的压力；/n所述的脱气气缸(100)上设有第一电磁阀(101)、第二电磁阀(102)和第三电磁阀(103)，所述的第一电磁阀(101)通过软管连接废油处理及回油设备或废油罐，所述的第二电磁阀(102)通过软管连接一变压器(201)、储油罐或采油泵，废油处理及回油设备通过回油泵供油给变压器(201)或储油罐，形成回路；所述的第三电磁阀(103)通过软管依次连接除油器(306)、第一三通电磁阀(308)、定量管(310)、手动进样口(312)和色谱分析系统(300)；/n所述的脱气气缸(100)和步进电机(120)固定在一滑块(116)上，所述的滑块(116)通过振荡电机(110)带动脱气气缸(100)及步进电机(120)在水平状态作往复运动，完成脱气；所述的振荡电机(110)通过一固定板(111)的竖部连接在旋转气缸(112)上，通过旋转气缸(112)的动作带动脱气气缸(100)、步进电机(120)和振荡电机(110)旋转，实现水平状态和竖直状态的切换。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，包括脱气机构，其特征在于，所述的脱气机构包括脱气气缸(100)、步进电机(120)、振荡电机(110)和旋转气缸(112)；
所述步进电机(120)连接一丝杆(125)，脱气气缸(100)的活塞杆(127)与丝杆(125)位于同一轴线上，步进电机(120)通过丝杆(125)推动脱气气缸活塞杆(127)复位；脱气气缸(100)的顶部设有第一压力传感器(104)，用于测量脱气气缸内的气体压力；丝杆(125)的顶部设有薄膜压力传感器(124)，用于测量活塞杆(127)与丝杆(125)接触时的压力；
所述的脱气气缸(100)上设有第一电磁阀(101)、第二电磁阀(102)和第三电磁阀(103)，所述的第一电磁阀(101)通过软管连接废油处理及回油设备或废油罐，所述的第二电磁阀(102)通过软管连接一变压器(201)、储油罐或采油泵，废油处理及回油设备通过回油泵供油给变压器(201)或储油罐，形成回路；所述的第三电磁阀(103)通过软管依次连接除油器(306)、第一三通电磁阀(308)、定量管(310)、手动进样口(312)和色谱分析系统(300)；
所述的脱气气缸(100)和步进电机(120)固定在一滑块(116)上，所述的滑块(116)通过振荡电机(110)带动脱气气缸(100)及步进电机(120)在水平状态作往复运动，完成脱气；所述的振荡电机(110)通过一固定板(111)的竖部连接在旋转气缸(112)上，通过旋转气缸(112)的动作带动脱气气缸(100)、步进电机(120)和振荡电机(110)旋转，实现水平状态和竖直状态的切换。


2.根据权利要求1所述的一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，其特征在于，所述固定板(111)的横部底面上设有对滑块(116)的移动进行导向的滑块导轨(117)，滑块(116)的中部开有一长方形通孔(118)，长方形通孔(118)内设有一偏心凸轮(126)，偏心凸轮(126)连接在振荡电机(110)的输出轴上，通过振荡电机(110)转动带动偏心凸轮(126)的转动，从而实现偏心凸轮推动滑块(116)沿滑动导轨(117)的移动。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于振荡顶空的绝缘油中溶解气体脱气装置，其特征在于，所述的活塞杆(127)上设有一游标(123)，该游标(123)的两侧设有上限位传感器(121)和下限位传感器(122)。


4.根据权利要求3所述的一种基于振荡顶空的绝缘油中...

【专利技术属性】
技术研发人员：明菊兰，钱洲亥，于志勇，余璐静，潘芝瑛，徐恒昌，胡家元，王立华，张黎晖，龚宴涛，张小兵，
申请(专利权)人：杭州意能电力技术有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，河南中分仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33