一种变压器瓦斯气体现场取样装置及方法与流程

本发明涉及电力设备试验工具技术领域，尤其是涉及一种变压器瓦斯气体现场取样装置及方法。

背景技术：

在电力系统中，大型变压器是整个供电系统的核心设备，它的故障将对供电的可靠性和系统的正常运行产生严重的影响。瓦斯保护是油浸式变压器的一种保护装置，是变压器内部的主要保护部件，对变压器的匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。瓦斯继电器安装在变压器箱盖和储油罐的连接管上，当油浸式变压器内部发生故障时，由于电弧使绝缘材料分解并产生大量气体或造成油流冲击时，使瓦斯继电器的触点动作。及时发出报警信号或自动切除变压器，保护设备的安全运行。

一旦发生瓦斯继电器报警，检修人员就要到变压器现场采集瓦斯继电器内的气体，通过对气体成分的分析来判断变压器内部是否发生了故障以及故障的类型，因此采集瓦斯继电器的气体显得尤为重要。变压器瓦斯继电器通过管道将气体送到集气盒中，传统的取样方法是通过一根软皮管连接针筒和集气盒，将集气盒中的气体抽到针筒中。这种方法存在以下的缺点：(1)软管与集气盒、针筒的连接处没有良好的密封性能，容易发生气体的泄露或外界空气进入从而污染样气。(2)不能定量瓦斯继电器的气体，对于判断变压器故障而言，缺少气体总量的信息。

中国专利申请公开号cn204594751u，公开日为2015年08月25日，名称为“变压器瓦斯气体取气装置”，公开了一种变压器瓦斯气体取气装置，包括抽真空集气袋，其结构要点抽真空集气袋一侧上端设置有竖向橡胶密封取气孔，抽真空集气袋另一侧上端设置有f形橡胶软管，f形橡胶软管的上端横管上设置有上逆止阀，f形橡胶软管的中部横管上设置有下逆止阀；f形橡胶软管的上端横管外端设置有上连接螺母，f形橡胶软管的中部横管外端设置有下连接螺母；所述抽真空集气袋上f形橡胶软管侧中下部竖向排列有刻度条。但是该装置无法主动吸气，吸气效率低；真空袋无法重复利用，每次取气都需要更换新的真空袋，无法保证真空袋与软管连接的气密性；且该装置无法准确测得瓦斯气体的总量。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种变压器瓦斯气体现场取样装置及方法，具有密封性良好，能有效避免气体的泄露，或外界空气进入从而污染样气；结构简单，制造成本低等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变压器瓦斯气体现场取样装置，包括抽气装置、第一连接管和连通管，抽气装置上设有第一抽气头，连通管包括相互连通的第一通口、第二通口和第三通口；所述第一连接管一端与第一通口连通，第一连接管另一端设有用于与瓦斯继电器连接的连接接头，第二通口与第一抽气头连通，第三通口上设有弹性密封塞。通过实施上述技术方案，可以对变压器瓦斯气体进行现场取样。所述连接接头可以采用现有技术中的快速接头，既可以保证密封性又可以实现装置的快速连接。所述抽气装置可以产生负压，将气体吸入抽气装置。所述弹性密封塞塞紧在第三通口内，可以进行更换，既可以保证取样针管的针头插入，既可以保证取样针管的针头插入，又可以保证取样针管的针头拔出时装置的气密性。使用本装置进行气体取样时，将连接接头与变压器的集气盒取样接头连接，拉动抽气装置，当抽气装置内进入液体时，说明集气盒内气体已排空，关闭集气盒取样接头上的开关，等待第一连接管内的液体进入抽气装置后，将取样针管的针头插入弹性密封塞内，取出适量的待测气体；将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

作为优选，所述抽气装置包括抽气管和活塞杆，所述第一抽气头与抽气管连通的，活塞杆一端设有活塞头，所述抽气管和活塞头滑动连接，抽气管上设有刻度线。所述抽气管全透明或部分透明，可以观察到抽气管活塞头位置，可以读出内部气体体积。拉动活塞杆可以使抽气管内产生负压吗，实现抽气功能，通过刻度线可以读出抽气管内的气体体积。

作为优选，所述抽气管上设有与抽气管连通的第二抽气头，所述连接接头上设有三通接头，所述第一连接管通过三通接头与连接接头连通，三通接头包括相互连通的第一接口、第二接口和第三接口，第一接口与第一连接管连通，第二接口与连接接头连通，第三接口通过第二连接管与第二抽气头连通，所述第三接口上设有开关阀。通过实施上述技术方案，可以保证第一连接管内的液体完全进入抽气管，能定准确测量瓦斯继电器的气体总量。第一连接管管径较小，且变压器油粘度较大，集气盒取样接头上的开关关闭时，第一连接管设有连接接头的一端密闭，由于气压差原理，连接第一连接管内的液体很难完全进入抽气管内，导致气体体积测量不准。当集气盒内气体排完连接管内出现液体时，关闭集气盒取样接头上的开关，然后打开开关阀，使所述第二连接管与第一连接管连通，可以在集气盒取样接头上的开关关闭时形成回路，此时第一连接管内的液体与气体界面的高度和第二连接管内的液体与气体界面的高度不同，形成高度差，从而使两个界面的压强不同，液体可以形成回流，使液体完全流入抽气管内。液体完全进入抽气管后，读取抽气管内气体体积v2，将v2与事先标定的装置连接管及其他间隙内的气体体积v1相加，得到测气体体积v总。然后将取样针管的针头插入弹性密封塞内，取出适量的待测气体；将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

作为优选，所述连接接头上设有气阀。所述气阀可以在集气盒内的气体排完后关闭，关闭气阀后可以将连接接头拆下，将装置转移到其它地点进行其它步骤。

作为优选，所述活塞头上设有卡槽，卡槽内设有密封圈，所述密封圈内侧与活塞头接触，密封圈外侧与抽气管内壁接触。所述结构可以保证取样装置的密封性。

作为优选，所述第一连接管为透明管。可以观察到第一连接管的情况，保证集气盒内的气体完全抽出，同时保证读数时，第一连接管内的液体完全排空。

作为优选，所述活塞杆上设有手拉件，所述手拉件设置在与活塞头相对的一端。所述结构可以方便抽气时活塞杆的移动。

作为优选，所述弹性密封塞材料为橡胶。所述弹性密封塞采用橡胶材料，既可以保证取样针管的针头插入，又可以保证取样针管的针头拔出时装置的气密性。

一种变压器瓦斯气体现场取样方法，采用一种变压器瓦斯气体现场取样装置，包括以下步骤：

a.容量测定：

a1.将连接接头放入测定液体中，打开气阀和开关阀，拉动活塞杆，使装置各个部分充满测定液体；

a2.将活塞杆推到底，保证抽气管没有测定液体，保证连接管和以及装置的其他间隙内充满测定液体；

a3.将气阀关闭，将连接接头从测定液体中取出；

a4.打开气阀，拉动活塞杆，使所有测定液体进入抽气管；

a5.读出抽气管液体体积，记为间隙气体体积v1；

b.连接：将连接接头与变压器的集气盒取样接头连接，关闭开关阀，打开连接接头的气阀，打开集气盒取样接头上的开关；

c.吸气：拉动活塞杆，使待测气体进入抽气管，待连接管内出现连续的液体时停止吸气，关闭连接接头上的气阀；

d.静置：打开开关阀，将装置静置一段时间，待连接管内液体全部进入抽气管；

e.读取：待连接管内没有液体后，读取抽气管的气体体积v2；

f.计算：计算待测气体体积v总，v总＝v1+v2；

g.取样：将取样针管的针头插入弹性密封塞内，取出适量的待测气体；

h.检测：将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

通过实施上述技术方案，可以对变压器瓦斯气体现场取样，保证现场取样的密封效果，同时可以精确的测量出集气盒内的气体总量。

作为优选，还包括以下步骤，位于步骤c与步骤d之间：

i.脱离：将连接接头从集气盒上取下，转移到合适位置后进行步骤d。

通过实施上述技术方案，可以集气盒内的气体全部进入取样装置后，关闭集气盒开关，将装置取下带到更适合做试验的环境进行试验，避免长期处于继电器附近，对减少人身安全的隐患。

本发明的有益效果是：(1)具有密封性良好，能有效避免气体的泄露，或外界空气进入从而污染样气；(2)能定准确测量瓦斯继电器的气体总量；(3)结构简单，制造成本低等优点；(4)可以将装置取下带到更适合做试验的环境进行试验，避免长期处于继电器附近进行操作，对减少人身安全的隐患。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：抽气装置1、抽气管1.1、活塞杆1.2、第一抽气头1.3、活塞头1.4、刻度线1.5、第二抽气头1.6、第一连接管2、连通管3、第一通口3.1、第二通口3.2、第三通口3.3、连接接头4、弹性密封塞5、三通接头6、第一接口6.1、第二接口6.2、第三接口6.3、气阀7、卡槽8、密封圈9、第二连接管10、手拉件11、开关阀12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，一种变压器瓦斯气体现场取样装置，包括抽气装置1、第一连接管2和连通管3，抽气装置1上设有第一抽气头1.3，连通管3包括相互连通的第一通口3.1、第二通口3.2和第三通口3.3；所述第一连接管2一端与第一通口3.1连通，第一连接管2另一端设有用于与集气盒连接的连接接头4，第二通口3.2与第一抽气头1.3连通，第三通口3.3上设有弹性密封塞5。通过实施上述技术方案，可以对变压器瓦斯气体进行现场取样。所述连接接头4可以采用现有技术中的快速接头，既可以保证密封性又可以实现装置的快速连接。所述弹性密封塞5塞紧在第三通口3.3内，可以进行更换，既可以保证取样针管的针头插入，又可以保证取样针管的针头拔出时装置的气密性。使用本装置进行气体取样时，将连接接头4与变压器的集气盒取样接头连接，拉动抽气装置1，当抽气装置1内进入液体时说明集气盒内气体已排空，关闭集气盒取样接头上的开关，等待第一连接管2内的液体进入抽气装置1后，将取样针管的针头插入弹性密封塞5内，取出适量的待测气体；将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

所述抽气装置1包括抽气管1.1和活塞杆1.2，所述第一抽气头1.3与抽气管1.1连通的，活塞杆1.2一端设有活塞头1.4，所述抽气管1.1和活塞头1.4滑动连接，抽气管1.1上设有刻度线1.5。所述抽气管1.1全透明或部分透明，可以观察到抽气管1.1活塞头位置，可以读出内部气体体积。拉动活塞杆1.2可以使抽气管内产生负压吗，实现抽气功能，通过刻度线1.5可以读出抽气管1.1内的气体体积。

所述抽气管1.1上设有与抽气管1.1连通的第二抽气头1.6，所述连接接头4上设有三通接头6，所述第一连接管2通过三通接头6与连接接头4连通，三通接头6包括相互连通的第一接口6.1、第二接口6.2和第三接口6.3，第一接口6.1与第一连接管2连通，第二接口6.2与连接接头4连通，第三接口6.3通过第二连接管10与第二抽气头1.6连通，所述第三接口6.3上设有开关阀12。通过实施上述技术方案，可以保证第一连接管2内的液体完全进入抽气管1.1，能定准确测量瓦斯继电器的气体总量。第一连接管2管径较小，且变压器油粘度较大，集气盒取样接头上的开关关闭时，第一连接管2设有连接接头4的一端密闭，由于气压差原理，连接第一连接管2内的液体很难完全进入抽气管1.1内，导致气体体积测量不准。当集气盒内气体排完，连接管内出现液体时，关闭集气盒取样接头上的开关，然后打开开关阀12，使所述第二连接管10与第一连接管2连通，可以在集气盒取样接头上的开关关闭时形成回路，此时第一连接管2内的液体与气体界面的高度和第二连接管10内的液体与气体界面的高度不同，形成高度差，从而使两个界面的压强不同，液体可以形成回流，使液体完全流入抽气管1.1内。液体完全进入抽气管1.1后，读取抽气管1.1内气体体积v2，将v2与事先标定的装置第一连接管2及其他间隙内的气体体积v1相加，得到测气体体积v总。然后将取样针管的针头插入弹性密封塞5内，取出适量的待测气体；将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

所述连接接头4上设有气阀7。所述气阀7可以在集气盒内的气体排完后关闭，关闭气阀7后可以将连接接头4拆下，将装置转移到其它地点进行其它步骤。

所述活塞头1.4上设有卡槽8，卡槽8内设有密封圈9，所述密封圈9内侧与活塞头1.4接触，密封圈9外侧与抽气管1.1内壁接触。所述结构可以保证取样装置的密封性。

所述第一连接管2为透明管。可以观察到第一连接管2的情况，保证集气盒内的气体完全抽出，同时保证读数时，第一连接管2内的液体完全排空。

所述活塞杆1.2上设有手拉件11，所述手拉件11设置在与活塞头1.4相对的一端。所述结构可以方便抽气时活塞杆1.2的移动。

所述弹性密封塞5材料为橡胶。所述弹性密封塞5采用橡胶材料，既可以保证取样针管的针头插入，又可以保证取样针管的针头拔出时装置的气密性。

实施例2：

一种变压器瓦斯气体现场取样方法，采用一种变压器瓦斯气体现场取样装置，包括以下步骤：

a.容量测定：

a1.将连接接头4放入测定液体中，打开气阀7和开关阀12，拉动活塞杆1.2，使装置各个部分充满测定液体；

a2.将活塞杆1.2推到底，保证抽气管1.1没有测定液体，保证连接管和以及装置的其他间隙内充满测定液体；

a3.将气阀7关闭，将连接接头4从测定液体中取出；

a4.打开气阀7，拉动活塞杆1.2，使所有测定液体进入抽气管1.1；

a5.读出抽气管1.1液体体积，记为间隙气体体积v1；

b.连接：将连接接头4与变压器的集气盒取样接头连接，关闭开关阀12，打开连接接头4的气阀7，打开集气盒取样接头上的开关；

c.吸气：拉动活塞杆1.2，使待测气体进入抽气管1.1，待连接管内出现连续的液体时停止吸气，关闭连接接头4上的气阀7；

d.静置：打开开关阀12，将装置静置一段时间，待连接管内液体全部进入抽气管1.1；

e.读取：待连接管内没有液体后，读取抽气管1.1的气体体积v2；

f.计算：计算待测气体体积v总，v总＝v1+v2；

g.取样：将取样针管的针头插入弹性密封塞5内，取出适量的待测气体；

h.检测：将取样针管内的待测气体注射到检测仪器进行检测。

通过实施上述技术方案，可以对变压器瓦斯气体现场取样，保证现场取样的密封效果，同时可以精确的测量出集气盒内的气体总量。

还包括以下步骤，位于步骤c与步骤d之间：

i.脱离：将连接接头4从集气盒上取下，转移到合适位置后进行步骤d。

通过实施上述技术方案，可以集气盒内的气体全部进入取样装置后，关闭集气盒开关，可以将装置取下带到更适合做试验的环境进行试验，避免长期处于继电器附近进行操作，对减少人身安全的隐患。

本发明的有益效果是：具有密封性良好，能有效避免气体的泄露，或外界空气进入从而污染样气；能定准确测量瓦斯继电器的气体总量；结构简单，制造成本低等优点；可以将装置取下带到更适合做试验的环境进行试验，避免长期处于继电器附近进行操作，对减少人身安全的隐患。