变压器绝缘油色谱自动取样装置及方法与流程

本发明涉及电力系统装置运行检验，尤其涉及变压器绝缘油色谱自动取样装置及方法。

背景技术：

1、变压器是电力系统中的关键设备，用于升降电压以便传输和分配电能。它们在电力输配电网络中起到至关重要的作用，因此其正常运行对电力系统的可靠性至关重要。变压器的工作原理涉及高温和高电压下的绝缘油，变压器油充当绝缘材料和冷却材料。变压器绝缘油中的溶解气体主要包括氢气、甲烷、乙烷、乙炔等，这些气体通常是由于油中绝缘材料的分解或其他故障产生的。变压器内部绝缘油中溶解气体组分发生变化，这些变化通常是故障的早期指示标志。因此，对变压器绝缘油中溶解气体组分进行分析具有重要意义。目前常用的对变压器内部绝缘油中溶解气体组分进行分析的方法为变压器绝缘油的色谱分析，而在色谱分析中，取油是一项十分基础但又非常重要的工作。取出的绝缘油样品是否真实、可靠，将直接影响到色谱分析结果的准确性，且对设备内部状态的准确评估具有重要意义。目前变压器绝缘油色谱取样通常采用人工取样，这种取样方式对于操作人员的操作技能和操作经验有着较高的要求，很容易在操作的过程中出现空气渗入油样的问题进而导致分析准确度大大下降。同时目前需要进行变压器绝缘油色谱取样的数量巨大，人工取样需要进行大量的重复操作，需要耗费大量的人力资源，分析人员使用的耗材消耗量也十分巨大，分析成本相对较高。另外变压器绝缘油对人体有一定的尾号，分析人员长期采用人工采样，会对身体健康产生一定的影响

技术实现思路

1、为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征之处在于，包括氮气瓶、废液瓶、油样瓶、取样器、三位四通阀、支撑单元、伸缩螺杆、伺服电机、控制单元和电源；

2、所述三位四通阀上设有第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，当三位四通阀处于上位时连通第二入口和第二出口，当三位四通阀处于中位时连通第一出口和第二出口，当三位四通阀处于下位时连通第一入口和第一出口；

3、所述氮气瓶用于储存氮气，为装置提供气源，所述氮气瓶上设有减压阀，所述减压阀出口与三位四通阀的第一入口之间通过管路连接，所述减压阀出口与三位四通阀的第一入口之间的管路上设有第一电磁阀；

4、所述废油瓶用于收集过程中产生的废油，所述废油瓶与三位四通阀的第一出口之间通过管路连接，所述废油瓶与三位四通阀的第一出口之间的管路上设有第二电磁阀；

5、所述油样瓶用于保存需要进行取样的变压器绝缘油，所述油样瓶与三位四通阀的第二入口之间通过管路连接，所述油样瓶与三位四通阀的第二入口之间的管路上设有第三电磁阀；

6、所述取样器用于取样并保存变压器绝缘油样品，所述取样器与三位四通阀第二出口之间通过管路连接，所述取样器通过夹具与支撑单元可拆卸连接，所述取样器设有推杆，所述推杆与伸缩螺杆前端相连，所述伸缩螺杆后端与伺服电机相连，伺服电机通过正反转控制伸缩螺杆，伸缩螺杆带动推杆前后移动；

7、所述控制单元与三位四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、伺服电机和电源通过电性连接，所述控制单元控制三位四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和伺服电机的运行状态，所述电源为控制单元、三位四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和伺服电机提供动力。

8、进一步地，所述减压阀出口与第一电磁阀之间的管路上设有稳压阀。在气路供应端增加稳压装置，当气瓶中经减压阀作用后的气体仍比预设气压高时，稳压装置能够实现二次减压，确保采样过程中，气体输出压力维持平衡。

9、进一步地，所述取样器后端设有阻止装置和电容式传感器，所述电容式传感器与控制单元电性连接，当推杆与阻止装置接触时，电容式传感器向控制单元发送信号，控制单元控制伺服电机停止运行。设置阻止装置和电容式传感器，二者相互配合，当推杆可能与取样器分离时，中断伺服电机的运行状态，防止推杆与取样器分离，造成变压器绝缘油的泄漏，避免空气进入装置。设置微型震动马达，可以帮助注射器内微小气泡快速上升，便于排气。

10、进一步地，所述取样器外壁中部设有微型震动马达，所述微型震动马达与控制单元电性连接。设置微型震动马达，可以帮助取样器内微小气泡快速排出。

11、进一步地，所述控制单元包括输入端口、输出端口和控制模块，所述输入端口用于接收外部信号，所述输出端口用于输出控制指令，所述控制模块为可编程处理器。

12、进一步地，还包括输入单元，所述输入单元为薄膜按键键盘，用于在设备故障时手动输入控制指令，所述输入单元与控制单元的输入端口电性连接。设置薄膜按键键盘作为输入单元，可以在设备故障时手动输入控制指令，加强了人机互动，避免二次事故的发生，同时也可以根据不同的分析场合，调整相关参数，扩大了装置的使用范围。

13、进一步地，还包括摄像头和显示单元，所述摄像头用于采集变压器绝缘油色谱自动取样装置的实时画面，所述显示单元为lcd显示屏，用于显示摄像头所采集的画面和三位四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和伺服电机的运行状态。设置摄像头和显示单元便于现场人员对装置运行情况进行监控。

14、另一方面，本发明还提供了一种变压器绝缘油色谱自动取样方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

15、s1，将取样器安装在支撑单元上，连接取样器和第二出口之间的管路；

16、s2，润洗：控制单元控制三位四通阀处于上位，第三电磁阀处于开启状态，伺服电机反转控制伸缩螺杆缩短，伸缩螺杆拉动推杆，取样器吸取油样瓶中的变压器绝缘油至设置的润洗量，伺服电机停止，关闭第三电磁阀，完成润洗；

17、s3，排油：控制单元控制三位四通阀处于中位，第二电磁阀处于开启状态，伺服电机正转控制伸缩螺杆伸长，伸缩螺杆推动推杆，将取样器中的变压器绝缘油排入废油瓶中，当取样器中的变压器绝缘油全部排入废油瓶时，伺服电机停止，关闭第二电磁阀，完成排油；

18、s4，吹扫：控制单元控制三位四通阀处于下位，减压阀和第一电磁阀处于开启状态，氮气吹入装置中进行管路的吹扫，当达到设定的吹扫时长时，关闭减压阀和第一电磁阀，完成吹扫；

19、s5，取样：控制单元控制三位四通阀处于上位，第三电磁阀处于开启状态，伺服电机反转控制伸缩螺杆缩短，伸缩螺杆拉动推杆，取样器吸取油样瓶中的变压器绝缘油至设置的取样量，伺服电机停止，关闭第三电磁阀，完成取样；

20、s6，断开取样器和第二出口之间的管路取下取样器，进行色谱分析或保存样品。

21、应用本发明的技术方案，可以大幅提升了绝缘油取样效率及精度，减少了重复作业时间，精简了作业步骤，减少了分析耗材的使用量，降低分析过程中的人工成本。同时自动取样也减少了绝缘油对分析人员的身体危害。另外自动取样比人工取样更可靠，最大程度上避免了喷、漏油和空气渗入等分析事故的发生。最后本发明提供的变压器绝缘油色谱自动取样装置结构简单，操作便捷，方便在现场进行使用。

技术特征：

1.一种变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，其结构包括氮气瓶、废液瓶、油样瓶、取样器、三位四通阀、支撑单元、伸缩螺杆、伺服电机、控制单元和电源；

2.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，所述减压阀出口与第一电磁阀之间的管路上设有稳压阀。

3.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，所述取样器后端设有阻止装置和电容式传感器，所述电容式传感器与控制单元电性连接，当推杆与阻止装置接触时，电容式传感器向控制单元发送信号，控制单元控制伺服电机停止运行。

4.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，所述取样器外壁中部设有微型震动马达，所述微型震动马达与控制单元电性连接。

5.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，所述控制单元包括输入端口、输出端口和控制模块，所述输入端口用于接收外部信号，所述输出端口用于输出控制指令，所述控制模块为可编程处理器。

6.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，还包括输入单元，所述输入单元为薄膜按键键盘，用于在设备故障时手动输入控制指令，所述输入单元与控制单元的输入端口电性连接。

7.如权利要求1所述变压器绝缘油色谱自动取样装置，其特征在于，还包括摄像头和显示单元，所述摄像头用于采集变压器绝缘油色谱自动取样装置的实时画面，所述显示单元为lcd显示屏，用于显示摄像头所采集的画面和三位四通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和伺服电机的运行状态。

8.一种变压器绝缘油色谱自动取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种变压器绝缘油色谱自动取样装置，其结构包括氮气瓶、废液瓶、油样瓶、取样器、三位四通阀、支撑单元、伸缩螺杆、伺服电机、控制单元和电源。同时公开了一种变压器绝缘油色谱自动取样方法，包括润洗、排油、吹扫、取样等步骤。应用本发明的技术方案，可以大幅提升了绝缘油取样效率及精度，减少了重复作业时间，精简了作业步骤，减少了分析耗材的使用量，降低分析过程中的人工成本。同时自动取样也减少了绝缘油对分析人员的身体危害。另外自动取样比人工取样更可靠，最大程度上避免了喷、漏油和空气渗入等分析事故的发生。最后本发明提供的变压器绝缘油色谱自动取样装置结构简单，操作便捷，方便在现场进行使用。

技术研发人员：赵泽浩瀚,韩锦刚,李永勤,管韫琳,祝杰,蔚圳男
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29