一种热解气体收集与在线分析系统的制作方法

本申请属于热解气体分析，具体涉及一种热解气体收集与在线分析系统。

背景技术：

1、由于凝露、污秽、装配质量问题等引发的户外设备绝缘安全事故已多次发生在我国的不同地区，严重威胁着户外电气设备的安全运行。尤其在高温高湿、低温高湿等情况下，例如环网柜内部极易出现凝露现象，导致零部件腐蚀和电气设备绝缘性能下降，影响其机械、电气性能，甚至造成绝缘件表面产生沿面放电而引发绝缘事故。

2、绝缘故障的发展分为潜伏期、缓慢发展期、快速发展期和爆发期。多数绝缘故障从潜伏期发展到爆发期是一个缓慢的过程。因此，为避免重大绝缘事故的发生，应在绝缘故障的潜伏期和缓慢发展期发现绝缘故障并进行分析，通过及时的维护消除绝缘故障，将绝缘故障隐患消除在萌芽状态中。若不及早发现环网柜内部的潜伏性绝缘缺陷而任其发展至严重程度，最终将导致环网柜内绝缘破坏而引发安全事故，给企业带来巨大的经济损失和负面的社会影响。

3、多数绝缘故障发生的前期都是由于绝缘材料的劣化导致，而绝缘材料的劣化多是由于异常发热所导致。环网柜内绝缘材料属于高分子聚合物，在受热劣化的过程中会产生大量的气态产物，因此通过对特定气态产物的监测可反映绝缘材料的绝缘状态，此种绝缘状态监测方法被称为气体产物分析法。由于气体产物分析法检测的是化学组分，所以不易受电磁信号、电磁振动等干扰。环网柜内固体绝缘介质(如聚烯烃、硅橡胶、环氧树脂等)在局部放电的作用下会发生分解，生成特定组分的有机与无机气体。通过对分解气体组分含量、产气速率、变化规律的研究，反映开关柜内部放电以及绝缘缺陷与损伤情况，避免环网柜绝缘性能降低而引发故障。

4、为深入研究气体产物分析法在环网柜绝缘故障预警这一领域的应用，需要进行环网柜绝缘材料热解实验，并对热解气体产物进行分析。现有技术中通常先用采样袋收集热解装置产生的气体产物，然后再将采样袋中的气体转移到分析仪器上进行离线分析。

5、然而，上述方法不能保证气体分析的实时性，有些活性高的组分离线分析时会吸附在采样袋内壁上，导致检测不到或者数值会降低，甚至有些组分容易在离线分析过程中分解，进而导致分析结果不准确。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种热解气体收集与在线分析系统，解决了现有技术中不能保证气体分析的实时性，有些活性高的组分离线分析时会吸附在采样袋内壁上，导致检测不到或者数值会降低，甚至有些组分容易在离线分析过程中分解，进而导致分析结果不准确的问题。

2、本实施例提供一种热解气体收集与在线分析系统，包括依次连通的加热分解机构、预处理机构和分析仪器；

3、加热分解机构用于对绝缘材料进行加热并产生待分析气体；

4、预处理机构的进气口与加热分解机构的出气口相连通，预处理机构用于去除加热分解机构产生的气体中的焦油类物质；

5、分析仪器与预处理机构的出气口相连通，分析仪器用于对流经预处理机构的气体进行实时分析；

6、连通加热分解机构、预处理机构和分析仪器的管路为惰性化管路。

7、通过采用上述技术方案，加热分解机构对绝缘材料进行加热并产生待分析气体，加热分解机构产生的待分析气体进入预处理机构，预处理机构去除加热分解机构产生的气体中的焦油类物质，达到提升实验效率，确保实验结果的稳定性与准确性的目的；通过预处理机构去除焦油类物质的气体输送到分析仪器，分析仪器对流经预处理机构的气体进行实时分析，从而能够实现对绝缘材料的热解与气体产物的实时分析；且连通加热分解机构、预处理机构和分析仪器的管路为惰性化管路，将加热分解机构与分析仪器之间的管路进行惰性化处理，减少气体在输送过程中的吸附，确保实验结果的准确性。

8、在一种可行的实现方式中，加热分解机构包括炉体，炉体内沿气体流动方向贯穿设置有石英玻璃管，炉体内至少在石英玻璃管的下方分布有加热系统，石英玻璃管内放置有瓷舟，瓷舟用于放置待加热绝缘材料，石英玻璃管伸出炉体的两端设置有可开闭的密封件，远离预处理机构的一端的密封件上设置有进气口，靠近预处理机构的一端的密封件上设置有出气口，出气口与预处理机构的进气口通过管路连通，以使瓷舟内的绝缘材料经加热系统热解后产生的气体通过管路进入预处理机构内。

9、在一种可行的实现方式中，加热分解机构还包括隔热罩，隔热罩罩设在石英玻璃管伸出炉体的两端以及密封件上，炉体与预处理机构之间的管路贯穿隔热罩，隔热罩的一侧与炉体连接，隔热罩远离炉体的一侧与预处理机构连接，以减少气体流出炉体后的散热。

10、在一种可行的实现方式中，隔热罩内设置有加热片，以防止气体中的焦油类物质在管路中冷凝。

11、在一种可行的实现方式中，预处理机构包括箱体，箱体内设置有旋风分离装置，旋风分离装置的进气口通过管路与炉体的出气口连通，旋风分离装置的出气口通过管路与分析仪器连通，旋风分离装置用于去除气体中的焦油类物质。

12、在一种可行的实现方式中，箱体上设置有制冷系统，箱体内设置有冷却介质，冷却介质用于对旋风分离装置内的气体进行降温。

13、在一种可行的实现方式中，旋风分离装置的出气口与分析仪器连通的管路上设置有三通阀，三通阀连接有吸收组件，吸收组件用于对分析结束后的残留气体进行吸收。

14、在一种可行的实现方式中，吸收组件包括吸收瓶，吸收瓶与三通阀通过第一管路连通，吸收瓶内装有溶剂，吸收瓶的开口处设置有密封胶塞，第一管路的一端贯穿密封胶塞并延伸到吸收瓶的底部，第一管路的另一端与三通阀连通，第一管路上设置有集液球，以防止溶剂倒吸，密封胶塞上还贯穿设置有出气管。

15、在一种可行的实现方式中，加热分解机构的进气口通过第二管路连接有压缩气体钢瓶，压缩气体钢瓶为热解气体提供载气。

16、在一种可行的实现方式中，第二管路上设置有减压阀和流量计。

17、本申请实施例提供一种热解气体收集与在线分析系统，包括依次连通的加热分解机构、预处理机构和分析仪器；加热分解机构用于对绝缘材料进行加热并产生待分析气体；加热分解机构产生的待分析气体进入预处理机构，预处理机构用于去除加热分解机构产生的气体中的焦油类物质，达到提升实验效率，确保实验结果的稳定性与准确性的目的；分析仪器与预处理机构的出气口相连通，通过预处理机构去除焦油类物质的气体输送到分析仪器，分析仪器用于对流经预处理机构的气体进行实时分析，从而能够实现对绝缘材料的热解与气体产物的实时分析。且连通加热分解机构、预处理机构和分析仪器的管路为惰性化管路，将加热分解机构与分析仪器之间的管路进行惰性化处理，减少气体在输送过程中的吸附，确保实验结果的准确性。

技术特征：

1.一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，包括依次连通的加热分解机构(100)、预处理机构(200)和分析仪器(300)；

2.根据权利要求1所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述加热分解机构(100)包括炉体(110)，所述炉体(110)内沿气体流动方向贯穿设置有石英玻璃管(120)，所述炉体(110)内至少在所述石英玻璃管(120)的下方分布有加热系统，所述石英玻璃管(120)内放置有瓷舟(130)，所述瓷舟(130)用于放置待加热绝缘材料，所述石英玻璃管(120)伸出所述炉体(110)的两端设置有可开闭的密封件(140)，远离所述预处理机构(200)的一端的所述密封件(140)上设置有进气口，靠近所述预处理机构(200)的一端的所述密封件(140)上设置有出气口，所述出气口与所述预处理机构(200)的进气口通过管路连通，以使所述瓷舟(130)内的绝缘材料经所述加热系统热解后产生的气体通过管路进入所述预处理机构(200)内。

3.根据权利要求2所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述加热分解机构(100)还包括隔热罩(150)，所述隔热罩(150)罩设在所述石英玻璃管(120)伸出所述炉体(110)的两端以及所述密封件(140)上，所述炉体(110)与所述预处理机构(200)之间的管路贯穿所述隔热罩(150)，所述隔热罩(150)的一侧与所述炉体(110)连接，所述隔热罩(150)远离所述炉体(110)的一侧与所述预处理机构(200)连接，以减少气体流出所述炉体(110)后的散热。

4.根据权利要求3所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述隔热罩(150)内设置有加热片，以防止气体中的焦油类物质在管路中冷凝。

5.根据权利要求2所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述预处理机构(200)包括箱体(210)，所述箱体(210)内设置有旋风分离装置(220)，所述旋风分离装置(220)的进气口通过管路与所述炉体(110)的出气口连通，所述旋风分离装置(220)的出气口通过管路与所述分析仪器(300)连通，所述旋风分离装置(220)用于去除气体中的焦油类物质。

6.根据权利要求5所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述箱体(210)上设置有制冷系统，所述箱体(210)内设置有冷却介质(230)，所述冷却介质(230)用于对所述旋风分离装置(220)内的气体进行降温。

7.根据权利要求5所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述旋风分离装置(220)的出气口与所述分析仪器(300)连通的管路上设置有三通阀(500)，所述三通阀(500)连接有吸收组件(400)，所述吸收组件(400)用于对分析结束后的残留气体进行吸收。

8.根据权利要求7所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述吸收组件(400)包括吸收瓶(410)，所述吸收瓶(410)与所述三通阀(500)通过第一管路连通，所述吸收瓶(410)内装有溶剂，所述吸收瓶(410)的开口处设置有密封胶塞(420)，所述第一管路的一端贯穿所述密封胶塞(420)并延伸到所述吸收瓶(410)的底部，所述第一管路的另一端与所述三通阀(500)连通，所述第一管路上设置有集液球(430)，以防止所述溶剂倒吸，所述密封胶塞(420)上还贯穿设置有出气管。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述加热分解机构(100)的进气口通过第二管路连接有压缩气体钢瓶(600)，所述压缩气体钢瓶(600)为热解气体提供载气。

10.根据权利要求9所述的一种热解气体收集与在线分析系统，其特征在于，所述第二管路上设置有减压阀(700)和流量计(800)。

技术总结
本申请提供一种热解气体收集与在线分析系统，包括依次连通的加热分解机构、预处理机构和分析仪器；加热分解机构用于对绝缘材料进行加热并产生待分析气体；预处理机构的进气口与加热分解机构的出气口相连通，预处理机构用于去除加热分解机构产生的气体中的焦油类物质；分析仪器与预处理机构的出气口相连通，分析仪器用于对流经预处理机构的气体进行实时分析；连通加热分解机构、预处理机构和分析仪器的管路为惰性化管路。本申请设置依次连通的加热分解机构、预处理机构和分析仪器，能够实现对绝缘材料的热解与气体产物的实时分析；且将加热分解机构与分析仪器之间的管路进行惰性化处理，减少气体在输送过程中的吸附，确保实验结果的准确性。

技术研发人员：董继能,张黎,赵静,罗军,张枭
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司瑞丽供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13