标准油样自动存储器、油色谱在线监测系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及变压器油色谱在线监测技术领域，特别涉及一种标准油样自动存储器、油色谱在线监测系统及其使用方法。


背景技术：

2.在多数变压器中，绝缘油与绝缘油纸都是主要的绝缘材料，并在过热及放电的作用下，会发生老化现象、分解现象，产生低分子烃类气体。这些炔类气体无论是在组成上，还是在含量上都与变压器的故障有着密不可分的联系。在变压器运行过程中，对产生的不同气体含量进行实时监测，能够及时解决变压器内部存在的故障，从而提升变压器运行的稳定性与可靠性。
3.目前，变压器等油浸电力设备内部故障诊断的重要手段就是变压器油中溶解气体分析。而变压器油色谱在线监测装置是集控制、测量分析技术于一体的精密设备，对变压器等油浸电力设备进行在线监测，及在线及时准确检测出绝缘油中溶解的各种故障特征气体浓度及变化趋势，这些气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等。油色谱在线检测装置能够快速准确地进行油色谱分析，实现完全在线检测油浸式电力设备的运行信息，有效对变压器的潜伏性故障进行预警，从而为变压器等油浸式电力设备的长期稳定运行提供可靠保证。
4.然而随着油色谱在线监测装置使用年限的增加，存在元器件老化导致的脱气量不足、色谱柱分离效率降低、检测器性能下降等一系列问题，导致检测结果与真实值偏差大，无法准确判断变压器运行的实际情况。因此，交、直流特高压站油色谱在线监测装置需要进行定期校验。
5.目前油色谱在线监测装置现场校验时，配油结束后往往需要将标油罐静置一天，待绝缘油内溶解气体在储存装置中充分混合后，才可以进行现场校验工作，从而降低了现场检验的工作效率。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本发明提供一种标准油样自动存储器、油色谱在线监测系统及其使用方法，能减少静置混合时间，提高现场检验的工作效果。
7.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
8.一种标准油样自动存储器，包括：
9.具有预定容积的缸体，所述缸体具有相对的顶端和底端；
10.可活动地设置在所述缸体中的活塞，所述活塞包括将所述缸体分为绝缘油腔和空气腔的塞体，以及与所述绝缘油腔相连通的管体；
11.与所述空气腔相连通的供气机构，所述供气机构包括压缩空气泵，所述压缩空气泵启动后能使所述活塞移动；
12.设置在所述绝缘油腔内且靠近所述底端侧的搅拌件；
13.设置在所述绝缘油腔外且位于所述搅拌件下方的磁性搅拌盘，用于无接触地带动所述磁性搅拌盘转动的搅拌电机。
14.在一个优选的实施方式中，所述缸体在靠近所述顶端的位置设置有与所述空气腔相连通的第二开口，所述供气机构设置在所述第二开口处，所述供气机构还包括进气阀、连接阀和压力表，所述压缩空气泵、进气阀、连接阀和压力表沿着管线依次排布。
15.在一个优选的实施方式中，所述标准油样自动存储器还包括排气阀，所述排气阀设置在所述进气阀与所述连接阀之间的管线上。
16.在一个优选的实施方式中，所述缸体的底端形成有凹槽，所述搅拌件位于所述凹槽内。
17.在一个优选的实施方式中，所述搅拌电机为极性能转变的电机，能够改变所述磁性搅拌盘磁性，以改变所述搅拌件的转动方向。
18.在一个优选的实施方式中，所述搅拌电机启动时，从0逐渐提升至额定转速，当所述搅拌电机处于额定转速时，所述搅拌件的转速在200转/分。
19.在一个优选的实施方式中，所述管体为中空结构，具有相对的第一端和第二端，所述第一端固定在所述塞体上，所述第二端穿过缸体顶端的安装孔；靠近所述第二端处设置有储油阀。
20.一种油色谱在线监测系统，包括：如上所述的标准油样自动存储器、以及与所述标准油样自动存储器连通的油色谱在线监测装置和废油桶，所述油色谱在线监测装置具有相对的入口端和出口端，所述入口端连接至所述缸体上设置的出油阀，所述出口端连接至所述废油桶。
21.一种基于上述所述油色谱在线监测系统的使用方法，包括：
22.校验前，打开搅拌电机，驱动搅拌件旋转至油样搅拌均匀；将与
23.检验时，开启压缩空气泵、进气阀和连接阀，将出油阀的出口与油色谱在线监测装置进口管连接，在油线色谱监测装置出口管排至废油桶，然后进行校验；
24.校验结束后，关闭搅拌电机，打开压缩空气泵、进气阀和连接阀，出油阀的出口连接耐油管排至废油桶，待管体以一定的速度下降至最低位置后，依次关闭压缩空气泵、进气阀、连接阀；
25.标准油样自动储存器再次储油前，将排气阀后管路与出油阀后管路对接，打开压缩空气泵、进气阀、排气阀和储油阀，活塞杆在气压的作用下提升，待管体缓慢上升至最高位置后，依次关闭储油阀、排气阀、进气阀和压缩空气泵；
26.储存油时，将下部出油阀与配油装置出口连接，顶部的排气阀连接耐油管排至废油桶，打开下部出油阀和顶部排气阀，开始进油，同时打开搅拌电机，待顶部排气管出油后依次关闭顶部排气阀和下部出油阀；
27.绝缘油转移完毕后打开所述压缩空气泵、进气阀和连接阀，给所述空气腔增加压力。
28.在一个优选的实施方式中，所述搅拌电机启动时，从0逐渐提升至额定转速，当所述搅拌电机处于额定转速时，所述搅拌件的额定转速在200转/分；后续以所述额定转速转动预定时长后，换向转动，并周期性改变转动方向。
29.本申请实施方式中所提供的标准油样自动存储器，通过在标准油样自动存储器中
的绝缘油腔内且靠近所述底端侧的位置设置搅拌件；在所述绝缘油腔外且位于所述搅拌件下方设置磁性搅拌盘，以及设置用于无接触地带动所述磁性搅拌盘转动的搅拌电机，使用时，开启搅拌电机，通过磁性搅拌盘能耦合带动搅拌件进行搅拌，可实现绝缘油内气体的快速混合均匀，减少传统储存器的静置混合时间，提高工作效率。本设计巧妙，通过无接触的方式，即可将外部的动力传递给内部的搅拌件，实现无接触搅拌。进一步的，在搅拌的过程，通过合理控制该搅拌电机的转速和极性能够高效、快速地实现绝缘油内气体的快速混合均匀。
30.参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
31.下面结合附图和实施方式对本发明对进一步说明。
32.图1为本申请实施方式中提供的一种标准油样自动存储器的结构示意图；
33.图2为本申请实施方式中提供的一种油色谱在线监测系统的结构示意图；
34.图3为本申请实施方式中提供的一种标准油样自动存储器处于储油状态的示意图。
35.以上附图的附图标记：
36.1、缸体；11、绝缘油腔；12、空气腔；110、第一开口；120、第二开口；13、出油阀；14、储油阀；2、活塞；21、塞体；22、管体；220、刻度线；21、压缩空气泵；22、进气阀；23、排气阀；24、连接阀；25、压力表；15、搅拌件；16、凹槽；31、磁性搅拌盘；30、搅拌电机；3、油色谱在线监测装置；4、废油桶；5、回油管线；6、耐油管。
具体实施方式
37.下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
38.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.本申请提供一种标准油样自动储存器，采用本标准油样自动储存器，现场配油并转移至标准油样自动储存器后，通过搅拌子的搅拌，可实现绝缘油内气体的快速混合均匀，
减少传统储存器的静置混合时间，提高工作效率。
41.请参阅图1，本申请说明书实施方式中提供了一种标准油样自动存储器，主要包括：缸体1、活塞2、供气机构、搅拌件15、磁性搅拌盘31、搅拌电机30等。
42.在本实施方式中，该缸体1具体可以为中空的不锈钢罐体。例如，该缸体1可以为圆柱型密封筒。当然，该缸体1的具体形状构造还可以为其他的规则或不规则形状，本申请在此并不做具体的限定。
43.该活塞2可移动的设置在该缸体1中。该缸体1具有相对的顶端和底端。该活塞2可以包括将所述缸体1分为绝缘油腔11和空气腔12的塞体21和与所述绝缘油腔11相连通的管体22。其中，该塞体21将缸体1分为绝缘油腔11和空气腔12。该绝缘油腔11中充满了绝缘油。具体的，绝缘油腔11的体积为0
‑
10升。当该塞体21处于最高位置时，该绝缘油腔11的体积为10l，塞体21处于最低位置时，该绝缘油腔11的体积为0l。当该塞体21处于最高位置时，其可以与缸体1的上端内壁相贴合；当该塞体21处于最低位置时，其可以与缸体1的下端内壁相贴合。
44.该空气腔12中充注有空气。该管体22具体可以为中空的结构，其具有相对的第一端和第二端。该第一端固定在塞体21上，与绝缘油腔11相连通，第二端穿过缸体1顶端设置的安装孔。
45.为了保证管体22与缸体1之间配合位置的密封性，该标准油样自动存储器还可以包括第一密封件。第一密封件设置在管体22与缸体1的安装孔之间。具体的，第一密封件可以为橡胶密封圈。该第一密封件的个数可以一个，也可以为多个(例如2个)以进一步保证密封位置的可靠性。
46.进一步的，为了保证塞体21与缸体1之间配合位置的密封性，该标准油样自动存储器还可以包括第二密封件，第二密封件设置在塞体21与缸体1之间。具体的，第二密封件可以为橡胶密封圈。第二密封件的个数可以为一个，也可以为多个(例如2个)以进一步保证密封位置的可靠性。
47.在该缸体1上靠近底端的位置设置有与绝缘油腔11相连通的第一开口110。该第一开口110连接有出油阀13。当该出油阀13处于打开状态时，绝缘油腔11中的油可以通过该第一开口110向外流出。
48.在该缸体1上靠近顶端的位置设置有与空气腔12相连通的第二开口120。该第二开口120连接有供气机构。该供气机构可以包括沿着管线依次排布并连接至第二开口120的压缩空气泵21、进气阀22、连接阀24和压力表25。
49.在本实施方式中，该标准油样自动存储器还包括排气阀23，该排气阀23设置在进气阀22与连接阀24之间的管线上。
50.具体的，该连接阀24至进气阀22之间设置有三通结构，该排气阀23通过三通结构设置在进气阀22与连接阀24之间的管线上。该排气阀23作为气体安全阀，保证压力不会超过安全阀限值。具体的，该排气阀23的安全阀限值并不唯一，通过拧动螺丝可以来调整安全阀限值。
51.使用时，当该标准油样自动存储器向油色谱在线监测装置3提供标准油时，压缩空气泵21将带有压力的空气注入空气腔12中，该活塞2向缸体1的底端侧移动，此时管体22露出缸体1的长度变短。由于管体22的长度不改变，使用时，管体22随着剩余油的减少而向下
移动，露出的长度相应减少，即剩余油的体积与该管体22露出的长度之间成正比关系。通过观察该管体22露出缸体1的长度，可以判断出当前缸体1中剩余油的体积。
52.在一个实施方式中，为了更为直观地判断该管体22露出缸体1的长度，在该管体22上可以设置有体积刻度线220，该体积刻度线220可以根据该管体22露出缸体1的长度与剩余油体积的对应关系进行标定。当该活塞2移动时，使得管体22露出缸体1的长度发生改变，从而对应的刻度线220位置也发生改变，通过读取管体22上的体积刻度即可直接获取当前剩余油的体积。
53.在本实施方式中，在该绝缘油腔11内且靠近所述底端侧的位置设置有搅拌件15，该搅拌件15被外部的无接触磁性机构驱动后能够带动油样旋转，从而保证绝缘油样的组分快速混合均匀，并保持校验时浓度一致。具体的，该搅拌件15可以为聚四氟乙烯磁力搅拌子，其整体结构简单，使用寿命长于储油装置，且不会出现故障。
54.进一步的，所述缸体1的底端形成有凹槽16，所述搅拌件15位于所述凹槽16内。当该磁力搅拌子放在缸体1底部的凹槽16内，通过磁性转动与外界无直接接触，保证了装置密封性；同时外部提供极性转变的设施与缸体1完全隔离，可耐高压，保证缸体1的密封正压使用。
55.在本实施方式中，该磁性搅拌盘31能通过带动搅拌件15旋转。具体的，当搅拌电机30的极性改变时，其对应可以更改磁性的方向，从而改变搅拌件15的旋转方向。
56.该磁性搅拌盘31可以包括一个聚四氟乙烯的盘子，该聚四氟乙烯的盘子上固定有永久性磁铁。该磁性搅拌盘31在搅拌电机30的带动下旋转，同时耦合驱动封闭在缸体1凹槽16内的搅拌件15同步旋转，从而实现无接触、无摩擦地将外部动力传送到内部搅拌件15。通过搅拌件15(磁力搅拌子)的搅拌，可实现绝缘油内气体的快速混合均匀，减少传统储存器的静置混合时间，提高工作效率。
57.在本实施方式中，该搅拌电机30用于为磁性搅拌盘31提供驱动力。具体的，该搅拌电机30为极性能转变的电机，能够改变所述磁性搅拌盘31磁性，以改变所述搅拌件15的转动方向。
58.具体使用时，由于惯性和绝缘油阻力的原因，启动电机应从0缓慢提升至额定转速，否则搅拌子可能跟不上搅拌电机30的速度。最终搅拌速度达到并维持在200r/min，逆时针匀速旋转一段时间后停止，再以相同的启动模式反向启动旋转，从而形成一个变向转动的搅拌周期，以保证绝缘油更快速、高效地混合。
59.基于本申请说明书中所提供的标准油样自动存储器，如图2所示，本申请说明书中还提供一种油色谱在线监测系统，其包括：上述实施方式中所提供的标准油样自动存储器、以及与标准油样自动存储器连通的油色谱在线监测装置3和废油桶4，油色谱在线监测装置3具有相对的入口端和出口端，入口端连接至出油阀13，出口端连接至废油桶4。
60.其中，该标准油样自动存储器的具体组成、结构、连接关系和能带来的技术效果等，请参阅上述标准油样自动存储器实施方式的具体描述，本申请在此不再赘述。
61.一般的，利用本申请所提供的油色谱在线监测系统进行油色谱在线监测装置3精确性校验方法可以采用标准油样比对法。
62.标准油样比对法是将标准气体注入一定体积的空白油中，通过循环泵将油中气体混合均匀，配成标准油样，通过实验室气相色谱仪检测标准油样浓度，将在线监测装置的数
据与标准油样数据进行比较，得到装置的数据准确性。这种方法是利用标气进行定量配置出标准油样。但想要配制出理想浓度的油样，需要在检测中需要配置低、中、高至少3组不同浓度的油样，进行多次校验。
63.整体上，校验的目的是变压器油色谱在线监测装置3检测已知浓度的标准油，根据在线装置与真实值的差值，对在线监测装置的性能进行评价(a级、b级、c级、不合格)。
64.本实施方式中所提供的油色谱在线监测系统主要是针对直接校验的场景进行的匹配设置。直接校验时，标准油样直接通过废油桶4排出，不重复利用。对于直接校验的场景，由于每校验一次就将脱气后的废油直接排掉，因此需考虑剩余油的体积问题，即标准油样自动存储器中剩余油的体积具体是多少，还能为多少台油色谱在线监测装置3提供标准油样。而本申请实施方式中，通过设置上述标准油样自动存储器，能够很好地解决了这个问题。
65.基于上述实施方式中提供的油色谱在线监测系统，本说明书中还提供一种油色谱在线监测系统的使用方法。
66.step1：校验前，打开搅拌电机30，驱动搅拌件15旋转至油样搅拌均匀；将与
67.step2：检验时，开启压缩空气泵21、进气阀22和连接阀24，将出油阀13的出口与油色谱在线监测装置3进口管连接，在油线色谱监测装置出口管排至废油桶4，然后进行校验；
68.step3：校验结束后，关闭搅拌电机30，打开压缩空气泵21、进气阀22和连接阀24，出油阀13的出口连接耐油管6排至废油桶4，待管体22以一定的速度下降至最低位置后，依次关闭压缩空气泵21、进气阀22、连接阀24；
69.step4：标准油样自动储存器再次储油前，将排气阀23后管路与出油阀13后管路对接，打开压缩空气泵21、进气阀22、排气阀23和储油阀14，活塞2杆在气压的作用下提升，待管体22缓慢上升至最高位置后，依次关闭储油阀14、排气阀23、进气阀22和压缩空气泵21；
70.step5：储存油时，将下部出油阀13与配油装置出口连接，顶部的排气阀23连接耐油管6排至废油桶4，打开下部出油阀13和顶部排气阀23，开始进油，同时打开搅拌电机30，待顶部排气管出油后依次关闭顶部排气阀23和下部出油阀13。
71.step6：绝缘油转移完毕后打开所述压缩空气泵21、进气阀22和连接阀24，给所述空气腔12增加压力。
72.如图2所示，现场校验前，给标准油样自动储存器通上电源，首先打开磁力搅拌电机30，使搅拌子充分搅拌，待油样充分搅拌均匀后再进行现场校验。在进行现场校验时，将出油阀13与在线色谱监测装置进口管连接。在线色谱监测装置出口可以与储油阀14连接，依靠油中溶解气体在线监测装置的内置泵使油样完成自动循环、连续检测。
73.校验结束后，关闭搅拌电机30，打开压缩空气泵21、进气阀22和连接阀24，出油阀13的出口连接耐油管6排至废油桶4，待活塞2杆缓慢下降至刻度线220为0mm后，依次关闭压缩空气泵21、进气阀22、连接阀24。
74.如图3所示，自动储存器再次储油前，将排气阀23后管路与出油阀13后管路对接，打开压缩空气泵21、进气阀22、排气阀23和储油球阀，活塞2杆在气压的作用下提升，待活塞2杆缓慢上升至刻度线220为500mm后，依次关闭储油阀14、排气阀23、进气阀22和压缩空气泵21。
75.储存油时，将下部出油阀13与配油装置出口连接，顶部排气球阀连接耐油管6排至
废油桶4，打开下部出油球阀和顶部排气阀23，储存器开始进油，同时打开搅拌电机30，使绝缘油快速混合均匀，待顶部排气管出油后依次关闭顶部排气阀23和下部出油阀13。绝缘油转移完毕后打开压缩空气泵21、进气阀22和连接阀24，给储存装置气腔增加压力，保证装置在储存和使用时处于正压状态，防止外界空气、水分等进入影响气体组分浓度。
76.需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
77.本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
78.以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。