本发明涉及变压器监测技术领域,尤其涉及一种变压器油取样方法及装置,变压器油取样方法包括:先将三通阀的三个接口分别与软质容器的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连接,软质容器的容积为零;接着调节三通阀,让蠕动泵与取样阀连通;然后启动蠕动泵,让变压器油流向蠕动泵的输出端;待变压器油将气体排空,调节三通阀,让软质容器与取样阀连通;待进入软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断软质容器与三通阀的连通。通过软质容器收储从取样阀流出的变压器油实现对变压器油的取样,因软质容器的容积会随气压的变化而变化,其内气压始终与环境气压保持一致,不会形成正压或负压,从而确保溶解气体的测量准确度不受影响。
1.一种变压器油取样方法,其特征在于,包括:
将三通阀的三个接口分别与软质容器的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连接,此时,所
述软质容器的容积为零;调节所述三通阀,让所述蠕动泵与所述取样阀连通;启动所述蠕动泵,让变压器油流向所述蠕动泵的输出端;待变压器油将气体排空,调节所述三通阀,让所述软质容器与所述取样阀连通;待进入所述软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断所述软质容器与所述三通阀的连通。
2.根据权利要求1所述的一种变压器油取样方法,其特征在于,将所述三通阀的三个接口分别与软质容器的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连接之前还包括:将所述三通阀的三个接口分别与所述软质容器的开口、高压载气容器的输出端和真空泵的输入端连接;
调节所述三通阀,让所述软质容器与所述真空泵连通,并启动所述真空泵;
待所述软质容器的气体排空,调节所述三通阀,让所述软质容器与所述高压载气容器连通;
待进入所述软质容器的载气的量达到第三预设量,调节所述三通阀,让所述软质容器与所述真空泵连通;
启动所述真空泵将所述软质容器内的气体排出。
3.根据权利要求2所述的一种变压器油取样方法,其特征在于,待所述软质容器内的气体的量达到第四预设量,阻断所述真空泵与所述软质容器的连通之后还包括:
调节所述三通阀,让所述软质容器与所述高压载气容器连通;
待进入所述软质容器的载气的量达到所述第三预设量,调节所述三通阀,让所述软质容器与所述真空泵连通;
启动所述真空泵将所述软质容器内的气体排出。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种变压器油取样方法,其特征在于,调节所述三通阀,让所述软质容器与所述取样阀连通之后,待进入所述软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断所述软质容器与所述三通阀的连通之前还包括:待进入所述软质容器的变压器油的量达到第二预设量,调节所述三通阀,让所述蠕动泵与所述软质容器连通;启动所述蠕动泵将所述软质容器内的变压器油排空;调节所述三通阀,让所述软质容器与所述取样阀连通。
5.根据权利要求1所述的一种变压器油取样方法,其特征在于,待进入所述软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断所述软质容器与所述三通阀的连通之后还包括:倒置所述软质容器,并调节所述三通阀,让所述软质容器与所述蠕动泵连通;启动所述蠕动泵让变压器油流向所述蠕动泵的输出端;待变压器油将气体排空,将所述蠕动泵的输出端与检测装置连通。
6.一种变压器油取样装置,其特征在于,包括:软质容器、三通阀和蠕动泵;所述软质容器设有硬质的开口;所述三通阀的第一接口与所述软质容器的开口气密连接,第二接口与所述蠕动泵的输入端气密连接。
7.根据权利要求6所述的一种变压器油取样装置,其特征在于,还包括:止流阀;所述止流阀的一端与所述软质容器的开口连接,另一端与所述第一接口连接。
8.根据权利要求6或7所述的一种变压器油取样装置,其特征在于:所述软质容器的制材为与变压器油不相容的柔性材料。
9.根据权利要求8所述的一种变压器油取样装置,其特征在于:所述软质容器的制材为热塑性聚四氟乙烯。
10.根据权利要求9所述的一种变压器油取样装置,其特征在于:所述软质容器为吸嘴袋。
[0001] 本发明涉及变压器监测技术领域,尤其涉及一种变压器油取样方法及装置。
背景技术
[0002] 变压器油是石油的一种分馏产物,它的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不
饱和烃等化合物,其在变压器内的主要作用为绝缘、散热和消弧,因变压器油的状态可反映
变压器的运行状态,所以会定期对变压器油进行取样测试,以对变压器油中的溶解气体、含
气量、油中溶解水分测试、油介电强度、油介质损耗等进行测试,以实现对变压器运行状态
的监测。
[0003] 目前推荐使用的是GB/T7597‑2007《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法》。
GB/T7252‑2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》要求,应使用经密封检查试验合格的玻璃注射器取油样,当注射器有油样时,芯子能按体积随温度的变化自由活动,使内外压力平衡,从设备取油样的全过程在全密封状态下进行,油样不得与空气接触。
[0004] 以上方法在实际应用过程中存在以下问题:1 .注射器做工参差不齐密封性差。变
电站现场取样容易有扬尘,注射器芯子容易沾染灰尘导致卡涩,导致芯子不能在环境压力
下自由活动,芯子卡涩的注射器容易在后续的操作过程中形成负压或正压影响溶解气体的
测量准确性。2.注射器等活塞式工具取样,取样量较少,为了收集足够多的样品往往需要多
次的操作,费时费力。3.玻璃注射器在变电站现场取样容易破碎。4.取样容器成本高,往往
需要清洗后重复利用,清洗后的含油污水容易污染环境。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种变压器油取样方法及装置,解决了现有技术中采用注射器进行
变压器油取样无法确保溶解气体的测量准确度不受影响的技术问题。
[0006] 本发明第一方面提供的一种变压器油取样方法,包括:
[0007] 将三通阀的三个接口分别与软质容器的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连接,此
时,该软质容器的容积为零;
[0008] 调节该三通阀,让该蠕动泵与该取样阀连通;
[0009] 启动该蠕动泵,让变压器油流向该蠕动泵的输出端;
[0010] 待变压器油将气体排空,调节该三通阀,让该软质容器与该取样阀连通;
[0011] 待进入该软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断该软质容器与该三通阀
的连通。
[0012] 在第一方面的第一种可能实现的方法中,将该三通阀的三个接口分别与软质容器
的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连接之前还包括:
[0013] 将该三通阀的三个接口分别与该软质容器的开口、高压载气容器的输出端和真空
泵的输入端连接;
[0014] 调节该三通阀,让该软质容器与该真空泵连通,并启动该真空泵;
[0015] 待该软质容器的气体排空,调节该三通阀,让该软质容器与该高压载气容器连通;
[0016] 待进入该软质容器的载气的量达到第三预设量,调节该三通阀,让该软质容器与
该真空泵连通;
[0017] 启动该真空泵将该软质容器内的气体排出。
[0018] 结合第一方面的第一种可能实现的方法,在第一方面的第二种可能实现的方法
中,待该软质容器内的气体的量达到第四预设量,阻断该真空泵与该软质容器的连通之后
还包括:
[0019] 调节该三通阀,让该软质容器与该高压载气容器连通;
[0020] 待进入该软质容器的载气的量达到该第三预设量,调节该三通阀,让该软质容器
与该真空泵连通;
[0021] 启动该真空泵将该软质容器内的气体排出。
[0022] 结合第一方面的一种变压器油取样方法、第一方面的第一种可能实现的方法、或
第一方面的第二种可能实现的方法,在第一方面的第三种可能实现的方法中,调节该三通
阀,让该软质容器与该取样阀连通之后,待进入该软质容器的变压器油的量达到第一预设
量,阻断该软质容器与该三通阀的连通之前还包括:
[0023] 待进入该软质容器的变压器油的量达到第二预设量,调节该三通阀,让该蠕动泵
与该软质容器连通;
[0024] 启动该蠕动泵将该软质容器内的变压器油排空;
[0025] 调节该三通阀,让该软质容器与该取样阀连通。
[0026] 在第一方面的第四种可能实现的方法中,待进入该软质容器的变压器油的量达到
第一预设量,阻断该软质容器与该三通阀的连通之后还包括:
[0027] 倒置该软质容器,并调节该三通阀,让该软质容器与该蠕动泵连通;
[0028] 启动该蠕动泵让变压器油流向该蠕动泵的输出端;
[0029] 待变压器油将气体排空,将该蠕动泵的输出端与检测装置连通。
[0030] 本发明第二方面提供的一种变压器油取样装置,包括:
[0031] 软质容器、三通阀和蠕动泵;
[0032] 该软质容器设有硬质的开口;
[0033] 该三通阀的第一接口与该软质容器的开口气密连接,第二接口与该蠕动泵的输入
端气密连接。
[0034] 在第二方面的第一种可能实现的装置中,还包括:
[0035] 止流阀;
[0036] 该止流阀的一端与该软质容器的开口连接,另一端与该第一接口连接。
[0037] 结合第二方面的变压器油取样装置或第二方面的第一种可能实现的装置,在第二
方面的第二种可能实现的装置中,该软质容器的制材为与变压器油不相容的柔性材料。
[0038] 结合第二方面的第一种可能实现的装置,在第二方面的第三种可能实现的装置
中,该软质容器的制材为热塑性聚四氟乙烯。
[0039] 结合第二方面的第三种可能实现的装置,在第二方面的第四种可能实现的装置
中,该软质容器为吸嘴袋。
[0040] 从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
[0041] 本发明提供的变压器油取样方法先将三通阀的三个接口分别与软质容器的开口、
取样阀和蠕动泵的输入端连接,软质容器的容积为零;接着调节三通阀,让蠕动泵与取样阀
连通;然后启动蠕动泵,让变压器油流向蠕动泵的输出端;待变压器油将气体排空,调节三
通阀,让软质容器与取样阀连通;待进入软质容器的变压器油的量达到第一预设量,阻断软
质容器与三通阀的连通。通过软质容器收储从取样阀流出的变压器油实现对变压器油的取
样,因软质容器的容积会随气压的变化而变化,其内气压始终与环境气压保持一致,不会形
成正压或负压,溶解气体不会发生析出,从而确保溶解气体的测量准确度不受影响。
[0042] 同时,软质容器的容量很容易做到很大,通过一次采样即可收集到足够多的变压
器油,相较于活塞式工具的多次取样,省时省力。
[0043] 另外,软质容器不易破碎,方便运输和操作。
附图说明
[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可
以根据这些附图获得其它的附图。
[0045] 图1为本发明实施例提供的一种变压器油取样方法的流程图;
[0046] 图2为本发明实施例提供的一种变压器油取样装置的局部结构示意图;
[0047] 图3为本发明实施例提供的一种变压器油取样装置的另一局部结构示意图;
[0048] 其中:
[0049] 1、软质容器2、三通阀3、止流阀。
具体实施方式
[0050] 本发明实施例提供了一种变压器油取样方法及装置,用于解决的技术问题是现有
技术中采用注射器进行变压器油取样无法确保溶解气体的测量准确度不受影响。
[0051] 为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施
例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实
施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范
围。
[0052] 现有技术中变压器油或绝缘油取样都存在一定的不足,如CN202485940U、
CN217211636U、CN205620175U、CN106092657A、CN210533792U、CN217211636U、
CN213714824U、CN113324800A所公开的取样过程利用负压抽取油样,这种方法会导致油中
溶解气体的析出,影响油中溶解气体含量和含气量的测试结果,仅适用于介电强度、介质损
耗、油中颗粒度的测量。CN203101117U所公开的取样装置运用大量的电磁阀、并包含过滤器件、油气分离装置、齿轮泵等部件,主要用于变压器油在线分析装置,过滤后的油会把变压器油本身的固有杂质过滤影响油介电强度的分析和介质损耗分析、齿轮泵使用过程中会形
成金属切削颗粒同样会影响油介电强度的分析和介质损耗分析。CN208239121U提供的一种
在密封的手套箱里面操作的方法,可以避免变电站环境中的灰尘污染,对于数量少的超高
压变电站可能适用,但使用的仍是传统的取样工具(玻璃瓶或注射器),手套箱内的操作会
增加同样方法下的取样难度,取样数量多时,会进一步消耗工作人员的体力消耗。
CN114778429A、CN208607039U、CN113804497A、CN205079970U、CN104132827A所公开的方法无法用于开展变压器油油中溶解气体和含气量分析。CN212568075U只能用于便携式色谱仪器分析使用。CN102313656B和CN111781016A的取样量只能用于色谱分析。
[0053] 实施例一
[0054] 请参阅图1‑3,本发明实施例提供的一种变压器油取样方法,包括:
[0055] 10、将三通阀2的三个接口分别与软质容器1的开口、取样阀和蠕动泵的输入端连
接,此时,软质容器1的容积为零。
[0056] 软质容器1会因气压差而发生形变,所以其容积会随气压的变化而变化,其内气压
与外环境气压始终保持一致。软质容器1的容积为零,即软质容器1没有任何气体或其它杂
质,在实际取样过程中,可以通过真空泵将软质容器1抽空,也可通过手挤压软质容器1实现排空,采用手挤压的方式,可以减少取样所需携带的工具,操作更简单。
[0057] 20、调节三通阀2,让蠕动泵与取样阀连通。
[0058] 30、启动蠕动泵,让变压器油流向蠕动泵的输出端;
[0059] 具体来说,在蠕动泵的驱使下,变压器油先从取样阀流入三通阀2,然后从三通阀2
流入蠕动泵,从蠕动泵的输出端流出。
[0060] 40、待变压器油将气体排空,调节三通阀2,让软质容器1与取样阀连通。
[0061] 变压器油从取样阀流动至蠕动泵的输出端的过程中,会将流动路径中的气体驱使
至蠕动泵的输出泵,实现气体的排空。当然,若三通阀2和蠕动泵已多次用于取样,其内所残留的残油也会在新进入的变压器油的推动下从蠕动泵的输出端排出,从而实现对该流动路
径的清洁,避免后续流经该流动路径的变压器油被污染。因清洁所需时间会随流动路径的
长度的增长而增加,所以流动路径中的气体和残油是否被排空可根据通入变压器油的时间
判断,一般30~60s即可清洁完毕。
[0062] 50、待进入软质容器1的变压器油的量达到第一预设量,阻断软质容器1与三通阀2
的连通。
[0063] 在软质容器1与取样阀连通后,变压器内的变压器油在重力的作用下,经取样阀流
入软质容器1,随着变压器油的进入,软质容器1的容积同步增大,从而通过自身的形变抵消内外压力差,保持内外气压一致。第一预设量即取样所需的量。阻断软质容器1与三通阀2的连通可以通过用止流阀3将软质容器1的开口与三通阀2的接口连通,适时控制该止流阀3的开关即可实现阻挡。在阻断软质容器1与三通阀2的连通之前或之后,还需关闭取样阀,避免变压器油的继续流出,然后断开三通阀2的接口与取样阀的连接。
[0064] 本实施例的有益效果包括:
[0065] ①通过软质容器1收储从取样阀流出的变压器油实现对变压器油的取样,因软质
容器1的容积会随气压的变化而变化,其内气压始终与环境气压保持一致,在大气压环境下
实现取样,与符合国标要求,不会形成正压或负压,不会发生溶解气体的析出,从而确保溶
解气体的测量准确度不受影响,通过该方法收集到的油样可进行溶解气体含量、含气量、介
电强度、介质损耗和油中颗粒度的准确测量。
[0066] ②软质容器1的容量很容易做到很大,通过一次采样即可收集到足够多的变压器
油,相较于活塞式工具的多次取样,省时省力。
[0067] ③软质容器1不易破碎,方便运输和操作。
[0068] ④软质容器1的具有伸缩弹性,可以弥补油样在运输过程中因温度变化而导致油
样体积膨胀或收缩,保证油样全程在大气压环境下运输。
[0069] ⑤通过载气替换软质容器1内的空气,而载气不会影响溶解气体的提取,从而不会
影响油中溶解气体和含气量的测试,确保溶解气体的测量准确度不受影响。
[0070] ⑥通过蠕动泵的蠕动保证大气压环境下的出油流速,相较于采用齿轮泵,避免了
机械摩擦产生的碎屑对后续分析测试的影响。
[0071] 优化的:为了消除残留空气对溶解气体的分析结果的影响,在执行步骤10之前还
需执行:
[0072] 01、将三通阀2的三个接口分别与软质容器1的开口、高压载气容器的输出端和真
空泵的输入端连接。高压载气容器内的载气为气相色谱法中的流动相,常用的载气有氦、
氮、氩等。
[0073] 02、调节三通阀2,让软质容器1与真空泵连通,并启动所述真空泵;
[0074] 该步骤通过真空泵将软质容器1内的空气排出,空气经三通阀2进入真空泵,然后
从真空泵的输出端排出。
[0075] 03、待软质容器1的气体排空,调节三通阀2,让软质容器1与高压载气容器连通;
[0076] 实际操作中,难以通过真空泵将软质容器1中的空气完全排出,会有部分残留空
气,所以该步骤中的排空应该理解为真空泵所能是实现的最大程度的排出。而残留空气的
存在会降低油中溶解气体分析的准确度,为了避免这一情况,该步骤通过往排空空气后的
软质容器1中输入载气,以通过载气对软质容器1中残留空气进行“清洗”,载气在气压差的作用下从高压载气容器流入软质容器1。
[0077] 04、待进入软质容器1的载气的量达到第三预设量,调节三通阀2,让软质容器1与
真空泵连通;
[0078] 进入软质容器1的载气与残留空气混合形成混合气体,相当于用载气将残留空气
进行稀释。第三预设量可以通过高压载气容器与软质容器1的连通时间进行控制,第三预设
量需根据软质容器1的容量和残留空气的量来决定,一般情况下,第三预设量等于软质容器
1的容量,理论上将残留空气稀释至浓度低于10‑9即可,绝大部分情况下这样的杂质浓度对分析结果的影响已经可以忽略,因为通常分析的结果不会低于ppm级别(即10‑6)。容量为软质容器可具有的最大容积,容积为软质容器的实时容积。
[0079] 05、启动真空泵将软质容器1内的气体排出;
[0080] 通过真空泵将步骤04中形成的混合气体从软质容器1中抽出,在步骤04中已将残
留空气的浓度稀释至足够低,在此步骤中,将混合气体进行最大程度的抽出,将残留空气的
量减少至最小,从而确保溶解气体的分析结果不受影响。根据软质容器1的容量和真空泵的
工作效率确定真空泵所需的工作时间,从而根据真空泵的实际工作时间确定是否已达到最
大程度的抽出。
[0081] 在实际应用中,受限于软质容器1的容量,难以一次将残留空气的浓度降低至所需
浓度,所以要重复执行步骤04和步骤05,通过多次稀释降低残留空气的浓度,重复的次数由软质容器1的容量和残留空气的量决定,如:软质容器1的容量为1L,残留空气的量为1ml,每次排空后所残留的混合气体的量为1ml,重复3次执行步骤04和05后,残留的1ml混合气体的中空气的浓度就降低为10‑9。
[0082] 优选的:为了消除载气对溶解气体含量分析的影响,在执行步骤40之后,执行步骤
50之前还需执行:
[0083] 41、待进入软质容器1的变压器油的量达到第二预设量,调节三通阀2,让蠕动泵与
软质容器1连通;
[0084] 在执行步骤01‑05进行载气置换后,软质容器1内会残留有少量的载气,如果进入
软质容器1的变压器油本身所溶解的气体较少,则载气会溶解进变压器油中,如果进入软质
容器1的变压器油本身已经溶解了很多气体,这些残留的载气就不能再溶解进油样里面,会
形成小气泡,对油样进行溶解气体含量分析时,小气泡或已溶解的载气就会影响测量的准
确度,此步骤中先通入第二预设量的变压器油,通过该部分变压器油将残留载气吸收,或让
载气形成小气泡。因变压器油流入软质容器1的流速比较稳定,所以可以通过控制软质容器
1与取样阀的连通时间控制通入的变压器油的量,第二预设量的一般在200ml左右,通常将
连通时间控制在1分钟左右即可。
[0085] 42、启动蠕动泵将软质容器1内的变压器油排空;
[0086] 通过蠕动泵的蠕动驱使软质容器1中已吸收有载气或带有小气泡的变压器油经三
通阀2流入蠕动泵,最终从蠕动泵的输出端流出,直至在步骤41中进入软质容器1中的变压器油全部从软质容器1中排出,应当理解的是,该过程中,变压器油不能实现真正的排空,会有部分残留,但该部分残留的变压汽油所含有的载气的量极少,对溶解气体的含量分析的
影响可以忽略不急。同时,此步骤还会将三通阀2至软质容器1之间的流动路径的气体排出,
进一步确保了溶解气体的含量分析的准确度。
[0087] 43、调节三通阀2,让软质容器1与取样阀连通
[0088] 步骤42已经将残留的载气和三通阀2至软质容器1之间的流动路径的气体排出,此
时,让软质容器1与取样阀连通所收集到的变压器油将不会受残留载气和空气的影响。
[0089] 优化的:为了对软质容器1中的变压器油进行检测,在执行步骤50之后还需执行:
[0090] 51、倒置软质容器1,并调节三通阀2,让软质容器1与蠕动泵连通。
[0091] 倒置软质容器1可让软质容器1内的变压器油向软质容器1的开口汇聚,从而加快
变压油的取出速度。
[0092] 52、启动蠕动泵让变压器油流向蠕动泵的输出端。
[0093] 53、待变压器油将气体排空,将蠕动泵的输出端与检测装置连通。
[0094] 即通过变压器油将软质容器1开口至蠕动泵输出端的流动路径中的气体排空,当
然,若蠕动泵中存在残油,排空空气的同时,也将残油排出,然后即可根据实际的分析需要
提取变压器油。
[0095] 实施例二
[0096] 请参阅图1‑3,本发明实施例中提供的一种变压器油取样装置,包括:
[0097] 软质容器1、三通阀2和蠕动泵;软质容器1设有硬质的开口;三通阀2的第一接口与
软质容器1的开口气密连接,第二接口与蠕动泵的输入端气密连接。
[0098] 需要说明的是:软质容器1的容积可随气压的变化而变化,即通过形变抵消气压
差,所以其内外气压始终保持一致。
[0099] 该变压器油取样装置的具体使用方法参照实施例一,由于变压器油取样装置采用
了实施例一中的全部技术方案,因此至少具有实施例一的技术方案所带来的有益效果,在
此不再一一赘述。
[0100] 优化的:变压器油取样装置还设置有止流阀3;止流阀3的一端与软质容器1的开口
连接,另一端与第一接口连接。直流阀配合三通阀2,可以加大减少空气的侵入面积,这是传统的注射器取样无法比拟的。软质容器1、止流阀3和三通阀2可做成一体化结构,提高气密性的同时,减少了组装工序,便于操作。
[0101] 软质容器1的制材:软质容器1的制材为与变压器油不相容的柔性材料,如热塑性
聚四氟乙烯。
[0102] 示例性的:软质容器1为由热塑性聚四氟乙烯制成的吸嘴袋。
[0103] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0104] 以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。