專利名稱：用于在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣體在線分離膜裝置，特別涉及一種殼程式變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置。
背景技術(shù)：
變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)屬于新興技術(shù)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的變壓器油故障診斷是在現(xiàn)場取到大型充油變壓器本體內(nèi)的油樣品后帶回實驗室進(jìn)行離線的色譜分析，通過測量絕緣油中溶解氣體各組分含量來監(jiān)測變壓器運行狀況，整個過程分析周期相對在線監(jiān)測來說耗時長，運輸距離遠(yuǎn)，人力物力投入大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)控采用在線監(jiān)測手段無疑是一種省時省力，智能化程度高的方法。變壓器油中溶解的故障氣體包括氫氣H2、甲烷ch4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、 一氧化碳Co、二氧化碳CO2，這些故障氣體的來源有(1)絕緣油的分解絕緣油是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锝M成，在變壓器內(nèi)的高溫和局部放電等條件下，油分子化學(xué)鍵斷裂重排產(chǎn)生氣體；(2)固體絕緣材料的分解變壓器內(nèi)的固體絕緣材料也含有有機物，在高溫下也會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體；(3)油中的水份、油漆、光照等也會帶來氣體。對于這些故障氣體較為普遍的方法是用離線機械震蕩法將故障氣體脫出再供色譜分析，這樣涉及到脫氣裝置的密封性是否良好，人為操作環(huán)節(jié)造成的分析結(jié)果誤差等不利因素。自動化、智能化是電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的出現(xiàn)減少了人為操作的環(huán)節(jié)，其中的自動脫氣系統(tǒng)很好的避免了實驗室人工震蕩脫氣產(chǎn)生的誤差。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種用于在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，該裝置為變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一個組成部分。一種變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置， 主要包括氣室前蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細(xì)管；所述氣室后蓋設(shè)置在所述油室殼體上，氣室前蓋固定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設(shè)置有進(jìn)氣口，氣室前蓋側(cè)壁設(shè)置有出氣口，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細(xì)管成“U”狀設(shè)置在油室殼體內(nèi)，超細(xì)管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通； 在進(jìn)氣接頭-氣室內(nèi)圈-超細(xì)管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室殼體的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之間為氣密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。進(jìn)一步，所述在線分離膜裝置還包括超細(xì)管固定裝置；所述超細(xì)管固定裝置包括 兩個相同的，鏡像設(shè)置的金屬支撐件，和設(shè)置在兩個金屬支撐件之間的橡膠片，所述金屬支撐件和橡膠片上均設(shè)置有同心設(shè)置的三圈小通孔的圓盤，內(nèi)圓孔圈的圓孔數(shù)和中圓孔圈的圓孔數(shù)之和應(yīng)等于外圓孔圈的圓孔數(shù)，其中圓孔圈的直徑小于所述套筒直徑，所述外圓孔圈的直徑大于所述套筒直徑。[0007]進(jìn)一步，所述 超細(xì)管的一端設(shè)置在所述內(nèi)圓孔圈或中圓孔圈中的某個圓孔內(nèi)，另一端設(shè)置在外圓孔圈的某個圓孔內(nèi)。進(jìn)一步，所述金屬支撐件的一個表面上還設(shè)置有環(huán)形凸榫。進(jìn)一步，所述出氣口和進(jìn)氣口均設(shè)置有Swagelok卡套接頭。進(jìn)一步，所述氣室前蓋的側(cè)壁上還設(shè)置有采樣口，所述采樣口上也設(shè)置有 Swagelok卡套接頭。 進(jìn)一步，所述進(jìn)油口和出油口上均設(shè)置有Swagelok卡套接頭。進(jìn)一步，所述超細(xì)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯PTFE。進(jìn)一步，所述油室殼體側(cè)面底部設(shè)置有安裝卡槽，所述安裝卡槽與安裝卡扣配合將在線分離膜裝置固定到其他設(shè)備上，所述安裝卡扣在所述安裝卡槽內(nèi)自由滑動，沿卡扣安裝孔圓心半徑任意位置安裝。本實用新型中的在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置專用于溶解于油氣體的脫出，其工作時無損耗，不產(chǎn)生二次污染，能在短時間內(nèi)將油中溶解氣體脫出，為在線監(jiān)測系統(tǒng)提供實時氣體分析。

圖1為變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置。圖2為氣室前蓋結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為氣室后蓋結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為油室殼體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為支撐件的結(jié)構(gòu)俯視圖。圖6為圖5中A-A剖視圖。
具體實施方式
如圖1中所示，變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置主要包括氣室前蓋3，氣室后蓋4、油室殼體6，套筒1、超細(xì)管固定裝置和超細(xì)管9。如圖2中所示，氣室前蓋3為一端開口、一端封閉的具有一定高度的筒狀物，其內(nèi)部形成一個圓柱形的氣室。氣室前蓋3的側(cè)壁上設(shè)置有出氣口 2和采樣口 14，兩個口沿氣室前蓋3的徑向?qū)ΨQ設(shè)置；其封閉端的端面中心位置設(shè)置一個進(jìn)氣口 15 ；其開口端還設(shè)置有安裝用的凸緣。出氣口 2、采樣口 14和進(jìn)氣口 15上均設(shè)置有Swagelok不銹鋼卡套接頭， 卡套接頭通過NPT螺紋或者焊接在氣室前蓋3上。在氣室前蓋3開口端側(cè)壁的端面上，沿周向設(shè)置有環(huán)形凹槽31，在環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有0型密封圈13，用于氣室前蓋3的氣密封。如圖3所示，氣室后蓋4為一端開口、一端封閉的具有一定高度的筒狀物，其封閉端的端面上設(shè)置有通孔，并在其封閉端內(nèi)表面設(shè)置有環(huán)形凹槽41，凹槽41內(nèi)設(shè)置有0型密封圈42。以保證油室殼體6內(nèi)的油不能外泄.在氣室后蓋4的開口端還設(shè)置有安裝用的凸緣。如圖4中所示，油室殼體6為上端開口，底部封閉的具有一定高度的筒狀物，其開口端帶有裝配用凸緣，凸緣上設(shè)置有環(huán)形凹槽61，凹槽61內(nèi)設(shè)置有密封圈17，以保證油室與外界之間的密封。在油室殼體6側(cè)壁上設(shè)置有出油口 10和進(jìn)油口 7 ；兩個口沿油室殼體6的徑向?qū)ΨQ設(shè)置，進(jìn)油口 7和出油口 10均可以通過NPT螺紋或者焊接的方式安裝Swagelok 不銹鋼卡套接頭或其他種類接頭。油室殼體6的側(cè)壁外表面，靠近底部處還設(shè)置有一圈安裝 卡槽62，用于安裝卡扣8?？?與安裝卡槽62配合將脫氣膜裝置與其他設(shè)備連接，卡扣8可以在安裝卡槽62內(nèi)自由滑動，沿卡扣安裝孔圓心半徑任意位置安裝。超細(xì)管固定裝置由金屬支撐件5、11和橡膠成形件12組成，兩個金屬支撐件5、11 的結(jié)構(gòu)相同，如圖5、6中所示，為具有一定厚度、中間帶有同心設(shè)置的三圈小圓孔52、53、54 的圓盤，并且在其一個表面上還設(shè)置有環(huán)形凸榫51，金屬支撐件5、11上的小圓孔均為通孔，內(nèi)圓孔圈52圓孔數(shù)nl和中圓孔圈53圓孔數(shù)n2之和應(yīng)等于外圓孔圈54的圓孔數(shù)η3， 即nl+n2= η3。。橡膠成形件12為與兩個金屬支撐件5、11大小相同，具有一定厚度的氟硅橡膠成型件，并在相應(yīng)位置也帶有與金屬支撐件5、11相同的三圈小圓通孔。裝配時，兩個金屬支撐件5、11作鏡像安裝，不帶有凸榫的一面相對，橡膠成形件12設(shè)置在兩個金屬支撐件5、11之間，三者上的小圓孔對齊，裝配后由三者組成的超細(xì)管固定裝置的上、下表面帶有凸榫和三圈小圓通孔。如圖1所示，若干超細(xì)管9組成若干個超細(xì)管束，每束超細(xì)管都彎成“U”狀，安裝在有兩個金屬支撐件5、11與橡膠成形件12構(gòu)成的超細(xì)管固定裝置上。具體的安裝方式為 一束超細(xì)管9的一端插入超細(xì)管固定裝置內(nèi)圈或中圈的某個圓孔內(nèi)，并與超細(xì)管固定裝置的上表面平齊，另一端插入外圈的某個圓孔內(nèi)，也與超細(xì)管固定裝置的上表面平齊。超細(xì)管束的長度應(yīng)根據(jù)油室殼體6的高度來設(shè)定，使超細(xì)管束設(shè)置在油室殼體6后，其“U”型底部接近油室殼體底面。如圖1所示，氣室后蓋4設(shè)置在油室殼體6上，超細(xì)管固定裝置設(shè)置在氣室后蓋4 中，金屬支撐件11上的凸榫51卡在氣室后蓋4端面的凹槽41中。超細(xì)管9通過氣室后蓋 4底部的通孔穿出，位于油室殼體6內(nèi)。氣室前蓋3設(shè)置在氣室后蓋4上，并通過其開口端的凸緣與氣室后蓋4和油室殼體6固定。氣室前蓋3的內(nèi)部，設(shè)置有一個與氣室前蓋3同心的套筒1，將氣室前蓋3與氣室后蓋4安裝好后，套筒1將氣室前蓋3內(nèi)形成的氣室分為內(nèi)圈32a和外圈32b，套筒1的直徑大于金屬支撐件5、11的中圓孔圈的直徑，小于外圓孔圈的直徑，氣室內(nèi)圈32a和外圈32b外圈之間氣體不連通。可使氣體在又進(jìn)氣接頭15-氣室內(nèi)圈32a-超細(xì)管9內(nèi)部-氣室外圈32b-出氣接頭2形成氣體循環(huán)通路中流動。氣室前蓋 3凹槽31內(nèi)的0型圈確保氣室的密封，使氣室內(nèi)的氣體不會泄漏。超細(xì)管9，其兩個開口端都設(shè)置在超細(xì)管固定裝置中，并且其開口端被金屬支撐件5、11和氟硅橡膠成型件12組合密封住，金屬支撐件5上的凸榫51卡在氣室前蓋3的凹槽31內(nèi)。使油室內(nèi)的油不能泄漏到氣室中。本實用新型中的超細(xì)管為高分子材料PTFE，優(yōu)選為聚四氟乙烯PTFE超細(xì)管。MElO脫氣膜工作方式。1、變壓器油從油室殼體6的進(jìn)油口 7進(jìn)入到油室殼體6中，由出油口 10排出，在油室殼體內(nèi)的變壓器油始終更新；變壓器油中溶解的氣體滲透到浸沒油室殼體6變壓器油內(nèi)超細(xì)管9中，并在超細(xì)管9中存儲起來。2、當(dāng)在油室殼體6的進(jìn)油口 7和出油口 10之間循環(huán)的變壓器油達(dá)到一定數(shù)量，變壓器油中溶解的氣體完全滲透到超細(xì)管9中后，關(guān)閉進(jìn)油口 7和出油口 10，開啟進(jìn)氣接頭 15，向套筒1內(nèi)機氣室內(nèi)圈32a中吹氣，將超細(xì)管9和套筒1內(nèi)存儲的變壓器油中的氣體，通過超細(xì)管9吹到氣室的外圈中，打開出氣接頭2，將外圈32b中的混合氣體輸出到相關(guān)設(shè)備中進(jìn)行測量和分析。如此循環(huán)，實現(xiàn)在線進(jìn)行變壓器油中溶解氣體的在線分離。 在上述氣體分離過程中，可通過采樣接頭14人工對氣室外圈內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣分析。本實用新型原理當(dāng)變壓器油中溶解氣體含量改變以后，油室殼體內(nèi)的油實時被更新，立即也發(fā)生同樣的改變。此時與超細(xì)管內(nèi)氣體存在濃度差，在濃差壓力作用下，氣體分子會從油中通過高分子材料PTFE超細(xì)管壁滲透擴散到管內(nèi)，被循環(huán)到氣室，達(dá)到一個動態(tài)的實時更新。
權(quán)利要求1.一種在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為，主要包括氣室前蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細(xì)管；所述氣室后蓋設(shè)置在所述油室殼體上，氣室前蓋固定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設(shè)置有進(jìn)氣接頭，氣室前蓋側(cè)壁設(shè)置有出氣接頭，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細(xì)管成“U”狀設(shè)置在油室殼體內(nèi)，超細(xì)管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通；在進(jìn)氣接頭-氣室內(nèi)圈-超細(xì)管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室殼體的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之間為氣密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述在線分離膜裝置還包括超細(xì)管固定裝置；所述超細(xì)管固定裝置包括兩個相同的，鏡像設(shè)置的金屬支撐件，和設(shè)置在兩個金屬支撐件之間的橡膠片，所述金屬支撐件和橡膠片上均設(shè)置有同心設(shè)置的三圈小通孔的圓盤，內(nèi)圓孔圈的圓孔數(shù)和中圓孔圈的圓孔數(shù)之和應(yīng)等于外圓孔圈的圓孔數(shù)，其中圓孔圈的直徑小于所述套筒直徑，所述外圓孔圈的直徑大于所述套筒直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述在在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述超細(xì)管的一端設(shè)置在所述內(nèi)圓孔圈或中圓孔圈中的某個圓孔內(nèi)，另一端設(shè)置在外圓孔圈的某個圓孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述在在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述金屬支撐件的一個表面上還設(shè)置有環(huán)形凸榫。
5.5、根據(jù)權(quán)利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為，所述出氣接頭和進(jìn)氣接頭均為Swagelok卡套接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述氣室前蓋的側(cè)壁上還設(shè)置有采樣接頭，所述采樣接頭為Swagelok卡套接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述進(jìn)油口和出油口上均設(shè)置有SwageIok卡套接頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述超細(xì)管的材質(zhì)為聚四氟乙烯PTFE。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為，所述油室殼體側(cè)面底部設(shè)置有安裝卡槽，所述安裝卡槽與安裝卡扣配合將在線分離膜裝置固定到其他設(shè)備上，所述安裝卡扣在所述安裝卡槽內(nèi)自由滑動，沿卡扣安裝孔圓心半徑任意位置安裝。
專利摘要一種在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，主要包括氣室前蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細(xì)管；所述氣室后蓋設(shè)置在所述油室殼體上，氣室前蓋固定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設(shè)置有進(jìn)氣接頭，氣室前蓋側(cè)壁設(shè)置有出氣接頭，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細(xì)管成“U”狀設(shè)置在油室殼體內(nèi)，超細(xì)管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通；在進(jìn)氣接頭-氣室內(nèi)圈-超細(xì)管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室殼體的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之間為氣密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。
文檔編號B01D19/00GK201949819SQ20102069229
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者安晨光, 曹建, 梁軒偉, 邢升 申請人:北京華電云通電力技術(shù)有限公司