一种绝缘油色谱试验取样装置的制作方法

本公开具体涉及一种绝缘油色谱试验取样装置。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

绝缘油中溶解气体色谱分析，是一项通过气相色谱法检测绝缘油中溶解气体成分及含量的试验。在电力工程建设及其日常运维中，对应标准提出了其常态化试验的要求。

随着特高压输电技术的发展，尤其是特高压直流输电的发展，实现了点对点大功率、远距离的能量传输。其安全稳定运行对绝缘油检测技术和效率提出更高要求。以一座±800kv换流站为例，通常全站有28台换流变，加之线路高压电抗、调相机升压变、站用变等，全站共有40多台充油设备。按照q/gdw299-2009±800kv特高压直流设备预防性试验规程的要求，运行期间，充油设备需要每3个月进行一次有种溶解气体色谱分析试验，新设备及检修后需要在投运后1、4、10、30日进行试验。如有必要时，应随时试验。油化压力大。

发明人发现现有的实际取油工作过程中存在一些问题，人工取油过程如果直接长期接触绝缘油，存在健康安全隐患；戴手套无法精确完成操作。在取油、排油定量的过程中难以保证精确排油和完全置换空气。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本公开的一个目的是提供一种绝缘油色谱试验取样装置。

为了解决以上技术问题，本公开的技术方案为：

一种绝缘油色谱试验取样装置，包括，取样针筒、注油接头，取样针筒包括外筒、活塞、取样针、卡销，外筒和活塞同轴设置；

外筒为圆筒结构，外筒的头部开设有取样口，取样口的外侧设置保护帽，取样针的一端穿过取样口进入外筒的内部，另一端为自由端，外筒侧壁的大于第一刻度线数值处的位置设置第一通孔，第一通孔与注油接头连接，外筒尾部向垂直于外筒的方向延伸形成圆环形第一凸起，第一凸起的外缘设置相互对称的第一凹槽和第二凹槽，对称轴为外筒的竖直轴；

活塞，活塞的边缘设置通槽，通槽的一端与活塞头部的端面相通，通槽的长度等于第二刻度线处的数值，第二刻度线为第一通孔远离针头的边缘处；

卡销，由卡销圈和卡销杆组成，卡销圈为圆环形结构，卡销杆与卡销圈的垂直固定连接，卡销杆的位置与第一凹槽相对应，卡销圈套接在外筒外侧的活塞外壁，卡销杆位于外筒的外侧，卡销杆上与活塞相对的一侧设置第二凸起，第二凸起为长条形凸起，第二凸起的形状分别与第一凹槽、第二凹槽的形状相配合，第二凸起的长度大于或等于第一刻度线与零刻度线之间的长度；

当第二凸起与第一凹槽的位置正相对，通槽与第一通孔的位置正相对。

第一刻度线为本公开的绝缘油色谱试验取样装置的取样量的值，在现有的绝缘油取样过程中，一般取定量的绝缘油进行测试，所以第一刻度线为取绝缘油之前已经设定好的一个数值，第一通孔设置在大于这个第一刻度线数值的位置，方便进油，而且可以使绝缘油沿着通槽进入取样针筒内部。

本公开的取样装置能够量取设定刻度线值的绝缘油，注油过程中保持取样针位于上方，初始状态时，活塞运动到外筒的头部，针筒为初始转态，使第二凸起卡入第一凹槽内，绝缘油通过注油接头进入外筒的第一通孔再进入通槽，然后经过通槽流入内筒和外筒之间，当活塞到达第一刻度线处时，旋转活塞180度使第一通孔不能继续向针筒内部注油，然后将第三凸起卡入第二凹槽使针管的外筒和活塞之间位置固定，完成取样工作。

本公开的有益效果：

本公开选择两头均为尖锥形结构的取样针，尖锥形针头有利于汇集保护帽和注油过程中带入的空气然后由另一端的针头排出，无需人工处理，极大减小取油操难度，可以直接一步完成定量油的量取；

本公开在取油前在取样口盖住保护帽，此时用手操作，手部不会沾油，橡胶帽不滑手容易操作，整个取油过程只需要盖一次保护帽；

简化取油步骤，降低操作难度，现有技术中需要带手套进行操作，放置绝缘油长期与皮肤的接触，本公开的取样装置不受手套等防护工具的限制；

通过其他装置可实现自动化取油操作，提升工作效率，提高取油质量，消除不同取油人员对试验造成的差异化影响，减小取油人员劳动强度。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开的绝缘油色谱试验取样装置结构图；

其中，1、外筒，2、活塞，3、取样针，4、保护帽，5、第一通孔，6、第一凸起，7、第一凹槽，8、第二凹槽，9、通槽，10、卡销圈，11、卡销杆，12、第二凸起，13、金属固定支架，14、定位板，15、注油管，16、第三通孔，17、第一半圆形固定板，18、第二半圆形固定板，19、磁铁，20、第四通孔，21、条形开口；

图2为本公开的活塞结构示意图；

图3为本公开的第一凸起结构示意图；

图4为本公开的卡销结构示意图；

图5为本公开的注油管和定位板结构示意图；

图6为本公开的第三通孔结构示意图；

图7为本公开的金属固定支架结构示意图；

图8为本公开的第一半圆形固定板结构示意图；

图9为本公开的取样针结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种绝缘油色谱试验取样装置，包括，取样针筒、注油接头，取样针筒包括外筒1、活塞2、取样针3、卡销，外筒1和活塞2同轴设置；

外筒1为圆筒结构，外筒1的头部开设有取样口，取样口的外侧设置保护帽，取样针3的一端穿过取样口进入外筒1的内部，另一端为自由端，外筒1侧壁的大于第一刻度线处的位置设置第一通孔5，第一通孔5与注油接头连接，外筒1尾部向垂直于外筒的方向延伸形成圆环形第一凸起6，第一凸起6的外缘设置相互对称的第一凹槽7和第二凹槽8，对称轴为外筒1的竖直轴；

活塞2，活塞2的边缘设置通槽9，通槽9的一端与活塞头部的端面相通，通槽9的另一端位于第二刻度线处，第二刻度线为第一通孔远离取样针3的边缘处；

卡销，由卡销圈10和卡销杆11组成，卡销圈10为圆环形结构，卡销杆11与卡销圈10的垂直固定连接，卡销圈10套接在外筒1外侧的活塞外壁，卡销杆11位于外筒1的外侧，卡销杆11上与活塞2相对的一侧设置第二凸起12，第二凸起12为长条形凸起，第二凸起12的形状分别与第一凹槽7、第二凹槽8的形状相配合，第二凸起12的长度大于或等于第一刻度线与零刻度线之间的长度；

当第二凸起12与第一凹槽7的位置正相对，通槽与第一通孔的位置正相对。

取样装置的活塞和外筒可以为玻璃材质。

如图1所示，当第二凸起12与第一凹槽7的位置正相对时，通槽与第一通孔的位置正相对，能够使绝缘油由第一通孔进入通槽，卡销杆旋转180度，第二凸起12卡入第二凹槽8能够使通槽背对第一通孔，堵住第一通孔。第二凸起12的长度大于或等于第一刻度线与零刻度线之间的长度，能够保证当活塞到达第一刻度线时，第二凸起能够到达第二凹槽的位置。

如图2、图3、图4所示，图2中通槽9为设置在活塞上的一个结构，图3中第一凹槽和第二凹槽对称设置，图4中第二凸起设置在卡销杆11上，本公开的取样装置能够量取设定刻度线值的绝缘油，所述设定刻度线为第一刻度线，注油过程中保持取样针3位于上方，初始状态时，活塞2运动到外筒1的头部，针筒为零刻度线转态，使第二凸起卡入第一凹槽内，绝缘油通过注油接头进入外筒的第一通孔再进入通槽9，然后经过通槽9流入活塞和外筒1之间，当活塞2到达设定刻度线处时，旋转活塞180度使第一通孔不能继续向针筒内部注油，然后将第三凸起卡入第二凹槽使针管的外筒和活塞之间位置固定，拔出取样针3，针筒1与活塞2之间形成密闭空间，完成取样工作。

在一些实施例中，第一刻度线的位置为40ml处。

在一些实施例中，第一通孔5垂直于外筒1的侧壁。

在一些实施例中，注油接头由弧形定位板14、注油管15、金属固定支架13组成，定位板14通过金属固定支架13固定在外筒1的外侧壁，定位板14设置第三通孔16，第三通孔16与第一通孔5相对，注油管与弧形板外弧面的第三通孔16的位置垂直相接。

如图5、图6所示，注油接头的作用向针筒内注入绝缘油，通过定位板14能够使注油管稳定的连接再外筒的外侧壁上，注油管15与定位板14垂直使绝缘油能够更容易沿着垂直的通路进入第三通孔16，第三通孔16与第一通孔5相对，使绝缘油更容易进入第一通孔5从而更容易进入通槽9。

在一些实施例中，金属固定支架13为由两个半圆形固定板组成的圆形固定架，分别为第一半圆形固定板17和第二半圆形固定板18，两个半圆形固定板的两端的内部分别设置一个磁铁19，金属固定支架13套设在外筒1的外侧，第一半圆形固定板17和第二半圆形固定板18相对的一端的磁铁的磁性相反，第一半圆形固定板的内侧壁设置第三凹槽，定位板14放置在第三凹槽内，第一半圆形固定板与第三通孔16相对的位置设置第四通孔，定位板的内表面与半圆形固定板的内表面重合，金属固定支架13的弧度与外筒1的弧度相同。

金属固定支架13是一种金属实体结构，磁铁可以为磁钢，磁钢之间具有较强的吸引力，能够抵抗金属固定支架13和注油的压力，使注油过程实现密封和稳定。

如图7、图8所示，金属固定支架13是固定定位板的，第三凹槽卡住定位板，使定位板与外筒的外壁接触稳定。第一半圆形固定板17和第二半圆形固定板18通过磁铁连接，磁铁的吸力能够保持两个半圆形固定板连接的稳定性，注油的压强为5kpa，油的流速为4ml/s，在注油的过程中，能够保证定位板与外筒的接触的位置不改变。

在一些实施例中，活塞的外壁设置磨砂层。

磨砂层能够使活塞和外筒的内侧壁之间形成自然密封。

在一些实施例中，定位板的内表面设置为磨砂面，外筒与定位板接触的外表面为磨砂面。

定位板可以为玻璃材质，磨砂面提高定位板和外筒之间的摩擦力。

在一些实施例中，取样针3的两端均为尖锥形结构，伸入取样针筒内部的取样针侧壁设置条形开口21。

如图9所示，尖锥形结构使取样针与取样筒内的空气接触面积更大有利于空气排入到取样针内部，同时尖锥形结构也使空气的排放速度更快。位于取样口顶端的气泡，针头插入取样口后，针头与取样口顶端的气泡有一定距离，无法排除最顶端空气，故设置针头侧壁条形开口21，气体可由条形开口21排出。

在一些实施例中，保护帽4为一端开口的圆筒形结构，保护帽为橡胶材质，保护帽4倒扣在取样口的外侧。

保护帽具有密封的作用。

现有技术中的绝缘油取样过程为：按照普遍采用的试验规程gb/t7597-2007电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法，以取样40ml为例，目前绝缘油中溶解气体试验取样有以下要点：

(1)采用干净干燥的100ml针管储存样品。

(2)取油管连接被取油设备，冲洗导管、排净死油。

(3)连接注射器，利用油压相针管注入50～100ml样品。

(4)用绝缘油置换橡胶帽中的空气，盖在注射器头部。

(5)粘贴标签，存放。

(6)在实验室中排油至40ml，重复步骤4。

后续开始注入载气，脱气振荡流程。

上述现有实际取油工作过程中，存在以下问题：

(1)步骤(4)操作难度大，不带手套绝缘长期与皮肤接触，存在健康安全隐患；戴手套无法精确完成操作。

(2)步骤(6)要求排油至40ml，且要利用排出的油完成步骤(4)中置换橡胶帽中空气的操作。难以同时保证精确排油和完全置换空气；并且又重复了步骤(4)，再次增加了操作难度。

(3)特高压站油化工作任务加重，现有取油方法效率低，难以满足试验要求。

北方极寒地区，冬季温度低，取样过程难以在无保暖措施条件下进行，戴手套严重影响操作精度。

本公开的取样装置通过注油接头注入绝缘油，不需要人工操作，减少了人手接触绝缘油的问题，同时解决了戴手套影响操作精度的问题；

本公开的取样装置通过凸起和卡槽的卡入使取样精度提高，使外筒和活塞更稳定，避免了外筒和活塞之间的微小移动引起误差，实现了精确取样；

利用取样针，取样针筒内的空气从取样针排出，避免了空气对油样测量的影响。

本公开的取样针筒，刻度线所指容量包含通槽的容量，如果刻度线为40ml，那么取样针筒内部的油样和通槽内的油样的合为40ml。

应用本装置完成取样的过程为：

取样针3朝上，取样口扣上保护帽4，将取样针3的一端插入保护帽4，将活塞2推到最底端，使通槽9对准第一通孔5的位置，将第二凸起12卡入第一凹槽7，通过注油管注入绝缘油，注入油的过程中，油压促使活塞向外运动，并排净取样针筒内的气泡，当活塞运动到第一刻度线处时停止注入绝缘油，旋转活塞180度，将第二凸起12卡入第二凹槽8，拔下取样针，完成取样。

应用本装置完成取样后，化验过程为：

用10ml第一注射器通过保护帽4向已完成40ml绝缘油取样的针筒内部注入10mlar气，这个过程第一注射器的针头插入保护帽，注入完成后，拔出第一注射器针头。将注入ar气后的装有样品的取样针筒放置于恒温箱，振荡20分钟，静置10分钟。取样针筒竖直放置使保护帽一端朝上，气体位于绝缘油的上方，通过第二注射器抽取气体，并注入色谱化验装置测试，样品使用结束。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。