动态顶空脱气装置的制作方法

本发明涉及变压器油在线监测领域，更具体地说，涉及一种动态顶空脱气装置。

背景技术：

实现绝缘油中溶解气体在线监测最关键的环节之一是实现油气分离，油气分离技术的稳定性和准确性将直接决定在线监测设备运行的稳定性和测试准确性。当前流行的3种油气分离方法有薄膜渗透法、顶空脱气法以及真空脱气法。薄膜渗透法具有结构简单，工作可靠的优势但其平衡时间长不能快速反应绝缘油中的组分变化情况。现有的采用动态顶空脱气法的仪器由于脱气后油中的含气量高，在回送变压器时容易形成许多小气泡，影响绝缘油的绝缘性能，故不能直接回送变压器。现有仪器的处理措施是将脱气后的油样直接排掉造成绝缘油的消耗。真空脱气法的脱气效率最高但是为保证脱气效果，需要严格控制系统的真空度因此对系统的真空度和真空泵要求很高，造成其结构复杂可靠性较差不适合于在线检测应用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、可靠性强的动态顶空脱气装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种动态顶空脱气装置，包括脱气罐、气路部分和油路部分，所述气路部分和油路部分分别与所述脱气罐连接，所述脱气罐的底部设有鼓泡装置；

所述气路部分包括循环管路，所述循环管路上依次设有第一气阀、第二气阀、取样环、第三气阀、第四气阀、气泵、第五气阀和第六气阀，所述第一气阀与脱气罐的上端连接，所述第六气阀与所述鼓泡装置连接，所述第一气阀、第五气阀和第六气阀为二位三通阀，所述第二气阀和第四气阀为二位四通阀，所述第三气阀为单向阀；

所述第一气阀还与第一单向阀和第二单向阀连接，所述第一单向阀与排气口连接，所述第二单向阀与纯净常压空气进口连接，所述第二气阀与载气出口连接，所述第二气阀与第四气阀连接，所述第四气阀与载气入口连接，所述第五气阀与排气口连接，所述第六气阀与纯净常压空气进口连接，所述第六气阀与鼓泡装置之间设有第三单向阀；

所述油路部分包括油泵、第一油阀、第二油阀、第三油阀和第四油阀，所述第一油阀、第三油阀、第四油阀为单向阀，所述第二油阀为两位三通阀，所述油泵设置在所述第三油阀和第四油阀之间，所述第二油阀设置在所述第三油阀和第四油阀之间，所述第二油阀通过所述第一油阀与所述脱气罐连接；第三油阀连接进油口，第四油阀连接出油口。

上述方案中，所述第一气阀和第二气阀之间设有压力传感器。

上述方案中，所述脱气罐底部设有温度传感器。

上述方案中，所述脱气罐与第一气阀之间设有油气过滤装置。

上述方案中，所述第一油阀与脱气罐之间设有第一液位传感器。

上述方案中，所述脱气罐内设有液位传感器。

上述方案中，所述液位传感器包括设置在下部的第二液位传感器和设置在上部的第三液位传感器和第四液位传感器。

实施本发明的动态顶空脱气装置，具有以下有益效果：

本动态顶空脱气模块主要针对变压器油中气体检测而设计，它具有以下有益效果：

1、气密性好，极大地减少了油气分离过程中对原变压器内样油的污染。

2、单次测量消耗的油样少，在连续高密度的测量情况下，能最大限度的减少变压器原油样浓度的影响。

3、脱气周期短，配合检测环节，能够达到单次测量周期小于一小时，满足变压器油样检测周期的需求。

4、脱气率的一致性高，减少了脱气环节对总测量误差的影响。

5、采用模块化结构件设计，成本低，无复杂的机械装置，极大提高了整个模块可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明动态顶空脱气装置的结构示意图；

图2是本发明动态顶空脱气装置的模块框图；

图3是本发明动态顶空脱气装置的工作流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本发明动态顶空脱气装置包括脱气罐102、气路部分和油路部分。气路部分和油路部分分别与脱气罐102连接，脱气罐102的底部设有鼓泡装置。脱气罐102底部设有温度传感器。

气路部分包括循环管路，循环管路上依次设有第一气阀104、第二气阀118、取样环101、第三气阀117、第四气阀、气泵119、第五气阀和第六气阀，第一气阀104与脱气罐102的上端连接，第六气阀与鼓泡装置连接，第一气阀104、第五气阀和第六气阀为二位三通阀，第二气阀118和第四气阀为二位四通阀，第三气阀117为单向阀。

第一气阀104还与第一单向阀和第二单向阀连接，第一单向阀与排气口连接，第二单向阀与纯净常压空气进口连接，第二气阀118与载气出口连接，第二气阀118与第四气阀连接，第四气阀与载气入口连接，第五气阀与排气口连接，第六气阀与纯净常压空气进口连接，第六气阀与鼓泡装置之间设有第三单向阀116。第一气阀104和第二气阀118之间设有压力传感器103，脱气罐102与第一气阀104之间设有油气过滤装置。

油路部分包括油泵115、第一油阀112、第二油阀114、第三油阀109和第四油阀111，第一油阀112、第三油阀109、第四油阀111为单向阀，第二油阀114为两位三通阀，油泵115设置在第三油阀109和第四油阀111之间，第二油阀114设置在第三油阀109和第四油阀111之间，第二油阀114通过第一油阀112与脱气罐102连接。第一油阀112与脱气罐102之间设有第一液位传感器108。第三油阀109连接进油口113，第四油阀111连接出油口110。

脱气罐102内设有液位传感器，具体包括设置在下部的第二液位传感器107和设置在上部的第三液位传感器106和第四液位传感器105。

本发明动态顶空脱气装置具有以下工作状态：

a、模块默认状态：

1、油路，第一油阀112的40、41断；第二油阀114的42、44通；第三油阀109的49、51断；第四油阀111的50、52断。

2、气路，第一气阀104的27、29通；第二气阀118的1、2通，5、6通；第三气阀117的9、10通；第四气阀的3、4通，11、12通；第五气阀的15、17通；第六气阀的18、20通。

3、气泵119停止，油泵115停止。

c、压力初始化状态：

在默认状态下，将第一气阀104的27、29通变更为27、28通。

d、油路冲洗注油状态：

在默认状态下，将第一气阀104的27、29通变更为27、28通；第一油阀112的40、41断变更为40、41通；第三油阀109的49、51断变更为49、51通；油泵115运行至油位达到第三液位传感器106的位置停止。

e、排油状态：

在默认状态下，将第一气阀104的27、29通变更为27、28通；第一油阀112的40、41断变更为40、41通；第二油阀114的42、44通变更为42、43通；第四油阀111的50、52断变更为50、52通；油泵115运行至油位达到第一液位传感器108的位置停止。

f、气路外吹扫状态：

在默认状态下，将第五气阀的15、17通变更为15、16通；将第六气阀的18、20通变更为19、20通；气泵119运行。

g、气路内吹扫状态：

默认状态下，气泵119运行。

h、气路抽负压状态：

默认状态下，将第五气阀的15、17通变更为15、16通；气泵119运行当负压到达设定值停止运行。

i、测量注油状态：

在默认状态下，将第一油阀112的40、41断变更为40、41通；第三油阀109的49、51断变更为49、51通；油泵115运行至油位达到第二液位传感器107的位置停止。

j、取样环101切入载气状态：

在默认状态下，将第三气阀117的9、10通变更为9、10断；第二气阀118的1、2通，5、6通变更为1、6通，2、5通；第四气阀的3、4通，11、12通变更为3、12通，4、11通；再将第三气阀117恢复为默认状态。

k、取样环101切入样气状态：

将取样环101切入样气状态恢复为默认状态。

如图3所示，通过本发明动态顶空脱气装置进行取样时，包括以下步骤：

第一初始化脱气模块过程：脱气模块在开始工作之前，由于上一次的状态未知(工作过程中突然断电，或者故障修复完后等)，其脱气罐102内部可能存在残油同时脱气罐102中的气体压力状态也不确定，为了保证脱气模块接下来正常工作必须需要模块状态初始化过程，初始化过程主要包括脱气罐102内部的压力初始化，再加上一次排油过程。

第二油路冲洗过程：油路冲洗状态主要是为了消除上一次测量完毕后脱气罐102以及油路管路内残存的样油对本次测量的影响，主要包括油路冲洗注油和排油各一次。

第三气路吹扫过程：气路吹扫的目的是为了消除上一次测量完毕后脱气罐102以及气路管路内残存的样气对本次测量的影响，主要包括气路外吹扫一次，气路内吹扫一次，第二次气路外吹扫。

第四抽负压过程：抽负压的目的主要是为了保证样油的鼓泡脱气在一个恒定的负压环境下进行从而获得比较高的脱气率同时保证每一次的负压一致。

第五注油过程：注油过程主要关注脱气罐102的整体气密以及进油样的一致性。主要包括样油注油过程一次。

第六鼓泡脱气过程：即指动态顶空脱气，控制好鼓泡的气体流量和鼓泡时间，以及油温和负压，可以获得一致性非常好的脱期率(重复性在1％左右)。

第七取样气过程：利用单通电磁阀和二位四通电磁阀搭建的阀组完成传统的2位6通电磁阀的工作。主要包括取样环101节切入载气一次，取样环101切入样气一次。

第八排油过程：主要包括排油过程一次。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。