用于变压器在线监测的膜油气分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及用于变压器在线监测的膜油气分离装置，它包括：一油气分离室，由油气分离膜和与其相衬的金属补强板组成的油气分离组件分成油室和气室两部分，气室上设有进气口、出气口和取样孔，油室上设有进油口、出油口和放气阀；一油泵，其进口通过管道与变压器出口相连接，其出口通过管道与油室进油口相连接，油室出油口通过管道与变压器进口相连接；依次通过管道串联连接的电磁阀、真空泵、去油管、取样定量管和电磁阀，电磁阀通过管道与气室的出气口相连接，电磁阀通过管道与气室的进气口相连接，气室上设有控制电磁阀的液位开关。本实用新型专利技术能在较短时间内实现几种故障特征气体油气平衡的、适合现场应用的、不污染油的油气分离装置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力设备检测领域，涉及一种用于变压器在线监测的膜油气分离装置。
技术介绍
大型电力变压器目前实行计划检修制度，而计划检修不可避免会存在检修过剩或检修不足的问题。检修过剩造成人力、财力、物力的巨大浪费，导致设备利用率降低，而且对正常设备可能造成损伤；检修不足可能导致设备的事故隐患。采用在线监测技术可以有效避免这些问题，并最终实现变压器的状态检修。存在着故障隐患或故障的电力变压器，其绝缘油中会产生H2(氢气)、CO(一氧化碳)、CO2(二氧化碳)、CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C2H2(乙炔)、C2H4(乙烯)等气体，根据油中溶解气体判别变压器内部是否存在潜伏性故障，亦称油色谱分析法，从五十年代就开始在电力系统应用，其有效性已被普遍证明。但是常规色谱法往往不能及时捕捉到故障信号。所以变压器油中气体在线监测是国内积极推广的技术。变压器油中气体在线监测系统一般由油气分离单元、气体检测单元、微机数据处理单元及通讯单元组成。其中油气分离单元负责将油中溶解的气体分离出来，是系统检测和分析的前提。有人将鼓泡、动态顶空等方法应用于在线监测油气分离，它的主要问题是①结构复杂，易出故障。②在脱气过程中，油与气直接接触，变压器油会受到空气的污染危及绝缘；如果将脱气后的油遗弃，既消耗变压器油，又增加监测系统的维护工作量，而且仍难以保证变压器油在监测系统中与空气完全隔绝，最终给系统安全运行带来隐患；③重复性不好。目前在线油气分离装置采用较多的是板框结构的高分子膜，油气分离的机理是溶解-扩散过程，而膜的材料多选用有“塑料王”之称的聚四氟乙烯，因为它化学性能稳定，耐油、耐高温、机械性能好、透气性能也不错。该装置的结构比较简单，将高分子膜装在变压器放油阀法兰上，膜一侧接触油，另一侧接气路和气室。气路和油路都不循环，依靠自然扩散实现浓度平衡。但是，根据使用这类产品的电力用户的反映，膜的油气平衡时间一般都在一周以上，这么长的平衡时间严重影响了监测系统的实时性，不能及时发现早期潜伏性故障。还有人使用加拿大Morgan Schaffer公司的变压器油中气体搜集器GP100，但其功能是针对氢气的采集。为提高故障检测的实时性，油气平衡时间力求越短越好。本创作人积极努力研究，经潜心研发，终于专利技术出确具实用功效与产业利用价值之本技术。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能在较短时间内实现几种故障特征气体油气平衡的、适合现场应用的、不污染油的用于变压器在线监测的膜油气分离装置。为实现上述目的，本技术采取以下设计方案用于变压器在线监测的膜油气分离装置，其特征在于它包括一油气分离室，由油气分离膜和与其相衬的金属补强板组成的油气分离组件分成油室和气室两部分，气室上设有进气口、出气口和取样孔，油室上设有进油口、出油口和放气阀；一油泵，其进口通过管道与变压器出口相连接，其出口通过管道与油室进油口相连接，油室出油口通过管道与变压器进口相连接；依次通过管道串联连接的电磁阀、真空泵、去油管、取样定量管和电磁阀，电磁阀通过管道与气室的出气口相连接，电磁阀通过管道与气室的进气口相连接，气室上设有控制电磁阀的液位开关。油气分离室包括中空的油室座、固定在油室座上的油室盖、中空的气室座和固定在气室座上的气室盖，油室座和气室座通过螺钉相连接，油气分离组件设置于气室座和气室盖之间，并通过O形圈密封，取样孔、进气口和出气口皆设置于气室盖上。油气分离膜由聚四氟乙烯制成，油气分离膜厚度为50-80μm，金属补强板上设有多个孔径为0.3-1mm的孔。油气分离膜由无定型聚四氟乙烯制成，油气分离膜厚度为5-50μm，金属补强板为由不锈钢或钛制成的厚度为2-6mm的粉末冶金体，金属补强板的平均孔径为5-30μm。油气分离膜厚度为20μm，金属补强板厚度为3mm，平均孔径为10μm。油泵为微型齿轮泵。真空泵为微型隔膜泵。液位开关为光电式液位开关。金属补强板和油气分离膜之间设有纱布层。本技术的优点是本技术用于变压器在线监测的膜油气分离装置，在工作状态，真空泵驱动气路中的气体进行循环，这样气室内的高浓度气体不断被外气路的低浓度气体更新，提高了气体渗透速度；同时油泵驱动油路中的油进行循环，变压器的油不断补充进来，使油室中油的气体浓度基本保持不变，也提高了气体渗透速度。因此，本技术用于变压器在线监测的膜油气分离装置能在较短时间内实现几种故障特征气体油气平衡、适合现场应用、不污染油。附图说明图1为本技术结构示意图图2为油气分离室结构侧视图图3为油气分离室结构俯视图具体实施方式如图1、图2、图3所示，本技术用于变压器在线监测的膜油气分离装置，其特征在于它包括一油气分离室3，由油气分离膜15和与其相衬的金属补强板13组成的油气分离组件分成油室21和气室22两部分，气室22上设有进气口18、出气口19和取样孔20，油室21上设有进油口、出油口和放气阀5；一油泵2，其进口通过管道与变压器出口相连接，其出口通过管道与油室21进油口相连接，油室21出油口通过管道与变压器进口相连接；依次通过管道串联连接的电磁阀6、真空泵7、去油管8、取样定量管9和电磁阀6’，电磁阀6通过管道与气室22的出气口19相连接，电磁阀6’通过管道与气室22的进气口18相连接，气室22上设有控制电磁阀6、6’的液位开关4(控制电路采用常规电路)。油气分离室3包括中空的油室座16、固定在油室座16上的油室盖17、中空的气室座12和固定在气室座12上的气室盖10，油室座16和气室座12通过螺钉相连接，油气分离组件设置于气室座12和气室盖10之间，并通过O形圈11密封，取样孔20、进气口18和出气口19皆设置于气室盖10上。油气分离膜的油气分离机理是溶解-扩散过程，遵循如下关系式C＝(9.87KC′-C0)×+C0(1)式中，C-气室中气体浓度，C′-油中气体浓度，V-气室容积，A-膜的面积，d-膜的厚度，K-气体的平衡常数，C0-气室中气体起始浓度，t-渗透时间，H-膜的渗透率。经过足够长的时间，油中气体和气室中气体达到动态平衡，根据亨利定律，两边气体浓度有一个固定的比例系数，检测气相浓度就可推出油中气体浓度。在工作状态，真空泵7驱动气路中的气体进行循环，这样气室22内的高浓度气体不断被外气路的低浓度气体更新，相当于式(1)中的气体起始浓度C0相对较小，提高了气体渗透速度。由于不断渗透，油室21中的溶解气体会逐渐减少，所以油泵驱动油路中的油进行循环，变压器的油不断补充进来，使油室中油的气体浓度基本保持不变，相当于式(1)中C′保持在最大值，也提高了气体渗透速度。在本技术中，变压器1中的油始终处于封闭状态，不与空气直接接触，可以保证在油气分离过程中油不受到污染。油室21内安装放气阀5，装置初次运行时，放气阀5打开，油泵2运转，使油路中的油室21充满油，气体通过放气阀5放掉。本技术由于其中的气室22内安装液位开关4，万一油气分离膜15出现破损，液位开关4检测到气室22中的漏油，气路的两个电磁阀6、6’立刻关闭，后面的检测系统不会因为进油而受到损坏。气室22装有取样孔20，可对整个在线监测系统进行校准。气路内有取样定量管9，后续的检测装置可以对取样定量管9内的气体进行检测。取样定量管9本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于变压器在线监测的膜油气分离装置，其特征在于：它包括：　　　　一油气分离室（３），由油气分离膜（１５）和与其相衬的金属补强板（１３）组成的油气分离组件分成油室（２１）和气室（２２）两部分，气室（２２）上设有进气口（１８）、出气口（１９）和取样孔（２０），油室（２１）上设有进油口、出油口和放气阀（５）；　　　　一油泵（２），其进口通过管道与变压器出口相连接，其出口通过管道与油室（２１）进油口相连接，油室（２１）出油口通过管道与变压器进口相连接；　　　　依次通过管道串联连接的电磁阀（６）、真空泵（７）、去油管（８）、取样定量管（９）和电磁阀（６’），电磁阀（６）通过管道与气室（２２）的出气口（１９）相连接，电磁阀（６’）通过管道与气室（２２）的进气口（１８）相连接，气室（２２）上设有控制电磁阀（６）、（６’）的液位开关（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周方洁，李红雷，董秋琴，
申请(专利权)人：宁波理工监测设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]