專利名稱：用于在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體在線分離膜裝置，特別涉及一種殼程式變壓器油中溶解氣體 在線分離膜裝置。
背景技術：
變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)屬于新興技術領域。傳統(tǒng)的變壓器油故障診斷是在現(xiàn)場 取到大型充油變壓器本體內(nèi)的油樣品后帶回實驗室進行離線的色譜分析，通過測量絕緣油 中溶解氣體各組分含量來監(jiān)測變壓器運行狀況，整個過程分析周期相對在線監(jiān)測來說耗時 長，運輸距離遠，人力物力投入大。隨著科學技術的發(fā)展，對變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)控采用在 線監(jiān)測手段無疑是一種省時省力，智能化程度高的方法。變壓器油中溶解的故障氣體包括氫氣H2、甲烷ch4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、 一氧化碳Co、二氧化碳CO2，這些故障氣體的來源有(1)絕緣油的分解絕緣油是由許多不 同分子量的碳氫化合物組成，在變壓器內(nèi)的高溫和局部放電等條件下，油分子化學鍵斷裂 重排產(chǎn)生氣體；(2)固體絕緣材料的分解變壓器內(nèi)的固體絕緣材料也含有有機物，在高溫 下也會發(fā)生化學反應產(chǎn)生氣體；(3)油中的水份、油漆、光照等也會帶來氣體。對于這些故 障氣體較為普遍的方法是用離線機械震蕩法將故障氣體脫出再供色譜分析，這樣涉及到脫 氣裝置的密封性是否良好，人為操作環(huán)節(jié)造成的分析結果誤差等不利因素。自動化、智能化是電力系統(tǒng)發(fā)展的方向，變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的出 現(xiàn)減少了人為操作的環(huán)節(jié)，其中的自動脫氣系統(tǒng)很好的避免了實驗室人工震蕩脫氣產(chǎn)生的 誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，該裝置為變 壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)中的一個組成部分。一種變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置，主 要包括氣室前蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細管；所述氣室后蓋設置在所述油室殼體 上，氣室前蓋固定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設置有進氣口， 氣室前蓋側壁設置有出氣口，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細管成 “U”狀設置在油室殼體內(nèi)，超細管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通；在 進氣接頭-氣室內(nèi)圈-超細管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室 殼體的側壁上設置有進油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之 間為氣密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。進一步，所述在線分離膜裝置還包括超細管固定裝置；所述超細管固定裝置包括 兩個相同的，鏡像設置的金屬支撐件，和設置在兩個金屬支撐件之間的橡膠片，所述金屬支 撐件和橡膠片上均設置有同心設置的三圈小通孔的圓盤，內(nèi)圓孔圈的圓孔數(shù)和中圓孔圈的 圓孔數(shù)之和應等于外圓孔圈的圓孔數(shù)，其中圓孔圈的直徑小于所述套筒直徑，所述外圓孔 圈的直徑大于所述套筒直徑。
進一步，所述超細管的一端設置在所述內(nèi)圓孔圈或中圓孔圈中的某個圓孔內(nèi)，另 一端設置在外圓孔圈的某個圓孔內(nèi)。進一步，所述金屬支撐件的一個表面上還設置有環(huán)形凸榫。進一步，所述出氣口和進氣口均設置有Swagelok卡套接頭。進一步，所述氣室前蓋的側壁上還設置有采樣口，所述采樣口上也設置有 Swagelok卡套接頭。 進一步，所述進油口和出油口上均設置有Swagelok卡套接頭。進一步，所述超細管的材質(zhì)為聚四氟乙烯PTFE。進一步，所述油室殼體側面底部設置有安裝卡槽，所述安裝卡槽與安裝卡扣配合 將在線分離膜裝置固定到其他設備上，所述安裝卡扣在所述安裝卡槽內(nèi)自由滑動，沿卡扣 安裝孔圓心半徑任意位置安裝。本發(fā)明中的在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置專用于溶解于油氣體 的脫出，其工作時無損耗，不產(chǎn)生二次污染，能在短時間內(nèi)將油中溶解氣體脫出，為在線監(jiān) 測系統(tǒng)提供實時氣體分析。


圖1為變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置； 圖2為氣室前蓋結構示意圖3為氣室后蓋結構示意圖； 圖4為油室殼體結構示意圖； 圖5為支撐件的結構俯視圖； 圖6為圖5中A-A剖視圖。
具體實施例方式如圖1中所示，變壓器油中溶解氣體在線分離膜裝置主要包括氣室前蓋3，氣室 后蓋4、油室殼體6，套筒1、超細管固定裝置和超細管9。如圖2中所示，氣室前蓋3為一端開口、一端封閉的具有一定高度的筒狀物，其內(nèi) 部形成一個圓柱形的氣室。氣室前蓋3的側壁上設置有出氣口 2和采樣口 14，兩個口沿氣 室前蓋3的徑向對稱設置；其封閉端的端面中心位置設置一個進氣口 15 ；其開口端還設置 有安裝用的凸緣。出氣口 2、采樣口 14和進氣口 15上均設置有Swagelok不銹鋼卡套接頭， 卡套接頭通過NPT螺紋或者焊接在氣室前蓋3上。在氣室前蓋3開口端側壁的端面上，沿 周向設置有環(huán)形凹槽31，在環(huán)形凹槽內(nèi)設置有0型密封圈13，用于氣室前蓋3的氣密封。如圖3所示，氣室后蓋4為一端開口、一端封閉的具有一定高度的筒狀物，其封閉 端的端面上設置有通孔，并在其封閉端內(nèi)表面設置有環(huán)形凹槽41，凹槽41內(nèi)設置有0型密 封圈42。以保證油室殼體6內(nèi)的油不能外泄.在氣室后蓋4的開口端還設置有安裝用的凸 緣。如圖4中所示，油室殼體6為上端開口，底部封閉的具有一定高度的筒狀物，其開 口端帶有裝配用凸緣，凸緣上設置有環(huán)形凹槽61，凹槽61內(nèi)設置有密封圈17，以保證油室 與外界之間的密封。在油室殼體6側壁上設置有出油口 10和進油口 7 ；兩個口沿油室殼體6的徑向對稱設置，進油口 7和出油口 10均可以通過NPT螺紋或者焊接的方式安裝Swagelok 不銹鋼卡套接頭或其他種類接頭。油室殼體6的側壁外表面，靠近底部處還設置有一圈安 裝卡槽62，用于安裝卡扣8?？?與安裝卡槽62配合將脫氣膜裝置與其他設備連接，卡 扣8可以在安裝卡槽62內(nèi)自由滑動，沿卡扣安裝孔圓心半徑任意位置安裝。
超細管固定裝置由金屬支撐件5、11和橡膠成形件12組成，兩個金屬支撐件5、11 的結構相同，如圖5、6中所示，為具有一定厚度、中間帶有同心設置的三圈小圓孔52、5354 的圓盤，并且在其一個表面上還設置有環(huán)形凸榫51，金屬支撐件5、11上的小圓孔均為通 孔，內(nèi)圓孔圈52圓孔數(shù)nl和中圓孔圈53圓孔數(shù)n2之和應等于外圓孔圈54的圓孔數(shù)n3, 即nl+n2= n3。。橡膠成形件12為與兩個金屬支撐件5、11大小相同，具有一定厚度的氟硅 橡膠成型件，并在相應位置也帶有與金屬支撐件5、11相同的三圈小圓通孔。裝配時，兩個 金屬支撐件5、11作鏡像安裝，不帶有凸榫的一面相對，橡膠成形件12設置在兩個金屬支撐 件5、11之間，三者上的小圓孔對齊，裝配后由三者組成的超細管固定裝置的上、下表面帶 有凸榫和三圈小圓通孔。 如圖1所示，若干超細管9組成若干個超細管束，每束超細管都彎成“U”狀，安裝在 有兩個金屬支撐件5、11與橡膠成形件12構成的超細管固定裝置上。具體的安裝方式為 一束超細管9的一端插入超細管固定裝置內(nèi)圈或中圈的某個圓孔內(nèi)，并與超細管固定裝置 的上表面平齊，另一端插入外圈的某個圓孔內(nèi)，也與超細管固定裝置的上表面平齊。超細管 束的長度應根據(jù)油室殼體6的高度來設定，使超細管束設置在油室殼體6后，其“U”型底部 接近油室殼體底面。如圖1所示，氣室后蓋4設置在油室殼體6上，超細管固定裝置設置在氣室后蓋4 中，金屬支撐件11上的凸榫51卡在氣室后蓋4端面的凹槽41中。超細管9通過氣室后蓋 4底部的通孔穿出，位于油室殼體6內(nèi)。氣室前蓋3設置在氣室后蓋4上，并通過其開口端 的凸緣與氣室后蓋4和油室殼體6固定。氣室前蓋3的內(nèi)部，設置有一個與氣室前蓋3同 心的套筒1，將氣室前蓋3與氣室后蓋4安裝好后，套筒1將氣室前蓋3內(nèi)形成的氣室分為 內(nèi)圈3 和外圈32b，套筒1的直徑大于金屬支撐件5、11的中圓孔圈的直徑，小于外圓孔圈 的直徑，氣室內(nèi)圈3 和外圈32b外圈之間氣體不連通。可使氣體在又進氣接頭15-氣室 內(nèi)圈32a-超細管9內(nèi)部-氣室外圈32b-出氣接頭2形成氣體循環(huán)通路中流動。氣室前蓋 3凹槽31內(nèi)的0型圈確保氣室的密封，使氣室內(nèi)的氣體不會泄漏。超細管9，其兩個開口端 都設置在超細管固定裝置中，并且其開口端被金屬支撐件5、11和氟硅橡膠成型件12組合 密封住，金屬支撐件5上的凸榫51卡在氣室前蓋3的凹槽31內(nèi)。使油室內(nèi)的油不能泄漏 到氣室中。本發(fā)明中的超細管為高分子材料Ρ Ε，優(yōu)選為聚四氟乙烯PTFE超細管。MElO脫氣膜工作方式。1、變壓器油從油室殼體6的進油口 7進入到油室殼體6中，由出油口 10排出，在 油室殼體內(nèi)的變壓器油始終更新；變壓器油中溶解的氣體滲透到浸沒油室殼體6變壓器油 內(nèi)超細管9中，并在超細管9中存儲起來。2、當在油室殼體6的進油口 7和出油口 10之間循環(huán)的變壓器油達到一定數(shù)量，變 壓器油中溶解的氣體完全滲透到超細管9中后，關閉進油口 7和出油口 10，開啟進氣接頭 15，向套筒1內(nèi)機氣室內(nèi)圈32a中吹氣，將超細管9和套筒1內(nèi)存儲的變壓器油中的氣體，通過超細管9吹到氣室的外圈中，打開出氣接頭2，將外圈32b中的混合氣體輸出到相關設 備中進行測量和分析。如此循環(huán)，實現(xiàn)在線進行變壓器油中溶解氣體的在線分離。在上述氣體分離過程中，可通過采樣接頭14人工對氣室外圈內(nèi)的氣體進行采樣 分析。本發(fā)明原理當變壓器油中溶解氣體含量改變以后，油室殼體內(nèi)的油實時被更新， 立即也發(fā)生同樣的改變。此時與超細管內(nèi)氣體存在濃度差，在濃差壓力作用下，氣體分子會 從油中通過高分子材料PTFE超細管壁滲透擴散到管內(nèi)，被循環(huán)到氣室，達到一個動態(tài)的實 時更新。
權利要求
1.一種在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為，主要包括氣室前 蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細管；所述氣室后蓋設置在所述油室殼體上，氣室前蓋固 定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設置有進氣接頭，氣室前蓋側 壁設置有出氣接頭，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細管成“U”狀設 置在油室殼體內(nèi)，超細管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通；在進氣接 頭-氣室內(nèi)圈-超細管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室殼體的 側壁上設置有進油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之間為氣 密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。
2.根據(jù)權利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述在線分離膜裝置還包括超細管固定裝置；所述超細管固定裝置包括兩個相同的，鏡 像設置的金屬支撐件，和設置在兩個金屬支撐件之間的橡膠片，所述金屬支撐件和橡膠片 上均設置有同心設置的三圈小通孔的圓盤，內(nèi)圓孔圈的圓孔數(shù)和中圓孔圈的圓孔數(shù)之和應 等于外圓孔圈的圓孔數(shù)，其中圓孔圈的直徑小于所述套筒直徑，所述外圓孔圈的直徑大于 所述套筒直徑。
3.根據(jù)權利要求2所述在在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述超細管的一端設置在所述內(nèi)圓孔圈或中圓孔圈中的某個圓孔內(nèi)，另一端設置在外圓孔 圈的某個圓孔內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求2所述在在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述金屬支撐件的一個表面上還設置有環(huán)形凸榫。
5.根據(jù)權利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述出氣接頭和進氣接頭均為Swagelok卡套接頭。
6.根據(jù)權利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述氣室前蓋的側壁上還設置有采樣接頭，所述采樣接頭為Swagelok卡套接頭。
7.根據(jù)權利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述進油口和出油口上均設置有SwageIok卡套接頭。
8.根據(jù)權利要求1中所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為， 所述超細管的材質(zhì)為聚四氟乙烯PTFE。
9.根據(jù)權利要求1所述在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，其特征為，所 述油室殼體側面底部設置有安裝卡槽，所述安裝卡槽與安裝卡扣配合將在線分離膜裝置固 定到其他設備上，所述安裝卡扣在所述安裝卡槽內(nèi)自由滑動，沿卡扣安裝孔圓心半徑任意 位置安裝。
全文摘要
一種在線監(jiān)測的變壓器油中溶解氣體脫出的膜裝置，主要包括氣室前蓋，氣室后蓋、油室殼體，套筒、超細管；所述氣室后蓋設置在所述油室殼體上，氣室前蓋固定在氣室后蓋上，所述氣室前蓋內(nèi)為氣室，氣室前蓋的頂端設置有進氣接頭，氣室前蓋側壁設置有出氣接頭，所述氣室被與之同心的套筒分成內(nèi)圈和外圈；所述超細管成“U”狀設置在油室殼體內(nèi)，超細管的一端與氣室內(nèi)圈氣聯(lián)通，另一端與氣室外圈氣聯(lián)通；在進氣接頭-氣室內(nèi)圈-超細管內(nèi)-氣室外圈-出氣接頭之間形成氣體循環(huán)通路；所述油室殼體的側壁上設置有進油口和出油口，油室殼體與外界之間實現(xiàn)密封；所述氣室與外界之間為氣密封，所述氣室內(nèi)圈與外圈之間為隔離狀態(tài)，兩者之間氣體不連通。
文檔編號B01D63/06GK102139185SQ20101061647
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者安晨光, 曹建, 梁軒偉, 邢升 申請人:北京華電云通電力技術有限公司