一种全密封式标准气体/油样储运装置及方法与流程

本发明涉及一种全密封式标准气体/油样储运装置及方法，属于变压器技术领域。

背景技术：

变压器是电力系统中最为昂贵和重要的设备之一，其安全稳定运行将对整个电网的可靠性和安全性产生重大影响。随着目前智能化电网坚强建设工作的不断开展，变压器的设计和应用也朝着高压、特高压的方向发展。对变压器进行在线监测，从而及时发现变压器内部的绝缘缺陷和潜伏性故障，是保持电网安全可靠运行的一个重要手段。对变压器内部的绝缘油中溶解气体进行色谱分析被公认为是有效的变压器在线监测方法，已被广泛用于诊断变压器内部故障。

尽管色谱仪对于各组分气体的监测具有高度的敏感性和可靠性，变压器油色谱在线监测装置在实际应用中也暴露出许多问题，例如经常会因为测量不够准确而出现漏报、误报等情况，这将导致不能及时对变压器进行检修而使变压器损坏，或者造成不必要的停运检修，浪费人力物力。因此，对变压器在线检测装置开展校验工作，验证其检测结果的准确性具有重大的现实意义。然而目前我国的在线监测装置校验技术还处于起步阶段，有待于对现场校验方法开展广泛而深入的进一步研究。

目前在线监测装置的校验方法主要是离线数据对比法、标准气体对比法以及标准油对比法，这三种方法特点各有不同，所针对的目标单元也有所不同。离线数据对比法由于其检测周期长、气体组分覆盖底、准确率和实用性差而在校验领域存在较大的局限性，现场多采用标准气体法和标准油样法进行在线监测装置校验。目前我国相关高校和科研院所已经开展对在线监测装置校验方法的研究课题，并初步探索了校验用标准气体样品以及油样的制备方法。但是气体配置的密封腔、气体/油样品的密封保存以及现场运输过程中存在的耗散、逸出和污染等问题尚未得到有效解决，极大地影响校验工作的准确性。需要设计专门的装置来解决上述问题，保证在现场测量时的样品品质。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种全密封式标准气体/油样储运装置及方法，以解决气体/油样品的密封保存以及现场运输过程中存在的耗散、溢出和污染等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种全密封式标准气体/油样储运装置，包括装置主体、气压指示表、密封盖板、阀门，所述装置主体设置有活塞装置、动密封装置、进样阀门、气控阀门，所述活塞装置包括活塞导杆、活塞面板及活塞下行限位装置，所述活塞导杆呈中空状态，其内部设置有气密芯装置，活塞导杆与密封盖板之间通过动密封装置相连接，活塞面板下部设置活塞下行限位装置以确保活塞面板位置处于进样阀门之上，所述动密封装置固定于密封盖板上，与活塞导杆紧密接触。

所述动密封装置由弹簧座、弹簧、动环、静环、动环密封圈、压盖、静环密封圈、防转销、紧定螺钉、和压盖密封圈装配而成，动环密封圈装在动环与轴之间，静环密封圈装在静环与压盖之间。

所述动环密封圈、静环密封圈横截面为o形、v形或楔形。

所述装置主体与密封盖板之间设置有密封圈和凹槽，活塞面板与装置主体侧壁之间设置有密封圈和凹槽。

所述密封盖板、动密封装置与活塞导杆接触处设有密封圈。

所述进样阀门的导管口位置低于活塞面板，气控阀门的导管口位置高于动密封装置的下端。

所述气压指示表安装在密封盖板上，进样阀门、气控阀门分别连接气罐或空气泵。

一种全密封式标准气体/油样配置保存方法，配置保存不同组分特征气体的方法步骤为：通入气体时，打开底部进样阀门，同时保持气密芯装置关闭，气控阀门与真空泵相连对活塞面板以上部分进行抽真空处理，利用上下压力差使气体样品在良好密封的条件下顶起活塞装置，进入装置内部；

配置保存溶有特征气体的标准油样的方法步骤为：注入油样时，保持底部进样阀门开启及气密芯装置关闭，外部施加压力将油样由进样阀门注入装置内部，保持气控阀门开启，注入油样时外部施加压力足够，气控阀门可不连接真空泵。

对所述装置内部气体/油样品进行长期保存时，保持所有阀门均处于关闭状态。

在注入不同浓度标准油样时对装置腔体进行清洗，将预装油样通过底部进样阀门注入腔内，再利用空气泵将活塞装置压下，反复三次，最后将油样注入装置内贮藏，如果装置内保存的样品为气体，再次使用前应对其进行抽真空处理。

一种对装置内部气体/油样品进行即时取样的方法，所述方法步骤为：首先将气控阀门与气罐相连，并适量打开气罐阀门对活塞装置向下加压，同时利用配套的气密芯特定导管向气密芯装置施加压力，气密芯装置即呈导通状态，在活塞装置压力下将样品排至外界，取适量样品之后关闭气罐阀门及气控阀门，撤走气密芯特定导管使装置恢复密封状态。

一种采用标准气体/油样法进行现场校验的方法，所述方法步骤为：选择储有标准油样的所述装置，令气密芯装置与相应在线监测装置相连接，校验时色谱仪处于离线状态，气控阀门与气罐连接，打开气控阀门并开启气罐阀门，通过产生的压缩气体驱动活塞装置适当下移，从而将装置内标准油样通过气密芯装置压入在线监测装置之中；根据现场校验的要求不同，如果标准油样需要采用循环工作的方式，则经过色谱仪各单元后油路导管与底部进样阀门相连，否则保持进样阀门关闭；当采用标准气体法对在线色谱仪进行校验时，操作与标准油样法相同，但是标准气体法中装置内气体样品不得循环使用，在现场校验的过程中装置底部的进样阀门始终保持关闭状态。

本发明采用如上技术方案的有益效果是：确保了标准气体/油样品在配置、保存、运输以及校验等工作的整个过程中，样品始终处于密闭状态，从而有效降低标准油样中溶解气体的衰减和溢出或多组分气体的污染，并且保证了在现场测量时的样品品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中的动密封装置结构示意图。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图对其作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，全密封式标准气体/油样储运装置包括装置主体1、活塞导杆2、活塞面板3、活塞下行限位装置4、气密芯装置5、动密封装置6、进样阀门7、气控阀门8、气压指示表9和密封盖板10，其中活塞导杆2、活塞面板3、活塞下行限位装置4构成活塞装置。装置主体1呈圆柱形，活塞导杆2、活塞面板3、活塞下行限位装置4、动密封装置6设置在其内部，装置主体1与密封盖板10之间以及活塞面板3与装置主体1侧壁之间均设置有密封圈和凹槽，保证装置各部件之间相互的密封性。活塞导杆2呈中空状态，其内部设置有气密芯装置5，气密芯装置5的原理类似自行车轮胎中的气芯，在有特定导管下压其阀式装置时导通，其余时间保持封闭状态，气密芯装置5与活塞导杆2组成本装置的排样系统，除了在检测校验时可作为样品循环的通路外，还可以实现即时取样的功能。活塞导杆2与密封盖板10之间通过动密封装置6相连接，活塞面板3下部设有活塞下行限位装置4以确保活塞面板位置处于进样阀门7之上，动密封装置6固定于密封盖板10上，与活塞导杆2紧密接触，其接触处设有密封圈，以保证活塞装置在上下移动过程中，装置主体始终保持高度密封性，腔体上部的气体不从此处泄漏，这一措施可使腔体活塞面板以上部分空间有条件产生一定的气压，从而利用气压控制活塞装置上下移动的目的。同时，动密封装置6可起到对活塞面板的上部限位作用。活塞装置的上下移动要依靠气控阀门8与空气泵或气罐相连，通过空气泵对腔体上部空间抽真空产生向上的压力差推动活塞装置向上运动，或通过气罐使腔体上部产生较高气压带动活塞装置向下移动，腔体内部气压值可通过读取气压指示表9得到。气密芯装置5和进样阀门7在相对密闭的条件下构成样品的工作通路，样品从进样阀门7进入，在进入过程中高过活塞装置限位高度后样品始终与活塞装置面板紧密接触，从而在贮藏和运输过程中避免外部空气造成污染。气密芯装置5和进样阀门7构成的通路在进行标准油样法对在线监测装置进行校验时，标准油样需要循环使用，油样通过外部压力由底部进样阀门7进入装置主体内，由气密芯装置5流入外部，形成“上出下进”的油路循环方向，可保证标准油样全部参与循环校验过程，避免出现“死油”现象。

动密封装置6与活塞导杆的连接方式为机械密封式，其结构如图2所示，由弹簧座11、弹簧12、动环13、静环14、动环密封圈15、压盖16、静环密封圈17、防转销18、紧定螺钉19、和压盖密封圈20等原件组成。动环13和静环14是机械密封的主要元件，动环13随泵轴旋转也称旋转环，静环14与泵体固定不动也称固定环。动环和静环一般用不同材料制成，一个硬度低些，一个硬度高些，并具有耐磨，耐腐蚀等特点。为了减少摩擦，动环和静环的摩擦面应具有较高的光洁度。动、静环密封圈是静密封原件。动环密封圈装在动环与轴(或轴套)之间，静环密封圈装在静环与压盖之间。这些密封圈用具有弹性好的材料(如橡胶、塑料等)制成，其横截面可做成o形、v形或楔形等不同的形状，它们还有对轴的振动起缓冲和吸振作用。压紧元件包括弹簧、传动座、止推环等，传动座用螺钉固定在轴上支承弹簧，弹簧给止推环一定压力，止推环压紧密封圈并把弹簧力传给动环，并且使动环和静环的摩擦面紧密接触，从而达到密封的目的。该机械密封有四个密封点(如图中的a、b、c、d)a点为压盖与泵壳端面之间的密封。b点为静环与压盖之间的密封，这是一种静密封，通常采用各种形状的有弹性的辅助密封圈来防止液体从静环与压盖之间的缝隙泄露。c点为相对旋转密封，它是机械密封点，靠弹性元件和液体压力在相对运动的动环和静环的接触面上产生一个适当的压紧力，使这两个光洁、平直的端面紧密贴合，端面间维持着一层极薄的液膜，起平衡压力和润滑端面的作用，由此达到密封的目的。d点为动环与轴(轴套)之间的密封，这也是一个静止密封。总而言之，机械密封又称为端面密封，系指由两个光洁的、精密的平面在介质压力和外力(如弹簧力)的作用下，相互紧贴并作相对旋转运动面构成的动密封装置，主要作用是将较易泄露的轴向密封改为较难泄露的静密封和端面密封。

本发明所述装置实施例应用方法为：

通入气体时，打开底部进样阀门，同时保持气密芯装置关闭，气控阀门与真空泵相连对活塞面板以上部分进行抽真空处理，利用上下压力差使气体样品在良好密封的条件下顶起活塞装置，进入装置内部。

注入油样时，保持底部进样阀门开启及气密芯装置关闭，外部施加压力将油样由进样阀门注入装置内部，保持气控阀门开启，由于注入油样时外部施加压力足够，因此气控阀门可以不连接真空泵。

对装置内部气体/油样品进行长期保存或运输时，保持所有阀门均处于关闭状态。

当需要对装置内部气体/油样品进行取样时，首先将气控阀门与气罐相连，并适量打开气罐阀门对活塞装置向下加压，同时利用配套的气密芯特定导管向气密芯装置施加压力，气密芯装置即呈导通状态，在活塞装置压力下将样品排至外界，取适量样品之后关闭气罐阀门及气控阀门，撤走气密芯特定导管使装置恢复密封状态。

采用标准油样法现场进行校验时，选择储有标准油样的所述装置，令气密芯装置与相应在线监测装置相连接(校验时色谱仪处于离线状态)，气控阀门与气罐连接，打开气控阀门并开启气罐阀门，通过产生的压缩气体驱动活塞装置适当下移，(压力表可以显示罐体上部空气的压力值)，从而将装置内标准油样通过气密芯装置压入在线监测装置之中。根据现场校验的要求不同，如果标准油样需要采用循环工作的方式，则经过色谱仪各单元后油路导管与底部进样阀门相连，否则保持进样阀门关闭。

当采用标准气体法对在线色谱仪进行校验时，操作与标准油样法相同，但是标准气体法中装置内气体样品不得循环使用，因此在现场校验的过程中装置底部的进样阀门应始终保持关闭状态。

本装置在注入不同浓度标准油样时需对装置腔体进行清洗，方法如下：将预装油样通过底部进样阀门注入腔内，再利用空气泵将活塞装置压下，反复三次，最后将油样注入装置内贮藏。如果装置内保存的样品为气体，则再次使用前应对其进行抽真空处理。

当装置内气体/油样品排空之后，应使活塞装置保持在其下限位置，并关闭所有阀门，以防止浮尘、杂质及气体进入装置主体内部，堵塞管道以及对下一次注入的气体/油样品造成污染。

定期检验装置的密封性，具体操作为：打开气控阀门并与空气泵连通，关闭其余阀门，通过空气泵向腔体内充入一定压力气体，并关闭气控阀门。观察压力表示数，如果在较长时间内，压力表示数基本保持不变，则表明装置密封性良好。