基于中空纖維膜的油氣滲透的試驗(yàn)裝置以及油氣滲透實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了基于中空纖維膜的氣體滲透實(shí)驗(yàn)裝置，包括儲(chǔ)油箱、油氣滲透裝置、溫控裝置和循環(huán)裝置,所述儲(chǔ)油箱通過循環(huán)裝置與油氣滲透裝置相連，溫控裝置用于對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)部的溫度進(jìn)行調(diào)整。由油氣滲透裝置分離出的多組分氣體在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入置于恒溫箱內(nèi)的色譜柱并進(jìn)行混合氣體的分離。本發(fā)明開展了變壓器油中多組分混合氣體監(jiān)測(cè)特性試驗(yàn)，通過分析樣氣量、載氣流速以及溫度對(duì)出峰時(shí)間和峰形的影響，確定了整體試驗(yàn)系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了變壓器油中混合氣體的有效分離和分別檢測(cè)。
【專利說明】基于中空纖維膜的油氣滲透的試驗(yàn)裝置以及油氣滲透實(shí)驗(yàn) 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域，特別涉及一種基于中空纖維 膜的用于在變壓器油中溶解氣體在線分析過程中將油氣進(jìn)行高效率分離的實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力變壓器作為電能傳輸和配送過程中能量轉(zhuǎn)換的核心，是設(shè)備安全運(yùn)行中最重 要和最關(guān)鍵的設(shè)備。變壓器的嚴(yán)重事故會(huì)導(dǎo)致電力供應(yīng)的中斷，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研 究表明，變壓器由內(nèi)絕緣問題引發(fā)的變壓器故障占主要部分。運(yùn)行時(shí)變壓器油中溶解氣體 的類別、含量以及變化趨勢(shì)能有效反映出變壓器的運(yùn)行狀態(tài)；跟蹤監(jiān)測(cè)變壓器油中溶解氣 體的變化，監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀況對(duì)確保變壓器安全運(yùn)行具有積極作用。因此，對(duì)變壓器油 中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)繼續(xù)進(jìn)行深入研究十分必要。
[0003] 由于直接測(cè)量油中微量故障特征氣體的傳感器還沒有出現(xiàn)，從油中高效滲透出溶 解氣體便成為故障檢測(cè)和分析的前提，對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。本 發(fā)明在進(jìn)行油氣滲透特性研究的基礎(chǔ)上，提出了基于中空纖維膜的氣體滲透實(shí)驗(yàn)裝置，由 油氣滲透裝置分離出的多組分氣體在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入置于恒溫箱內(nèi)的色譜柱并進(jìn)行混 合氣體的分離。開展了變壓器油中多組分混合氣體監(jiān)測(cè)特性試驗(yàn)，通過分析樣氣量、載氣流 速以及溫度對(duì)出峰時(shí)間和峰形的影響，確定了整體試驗(yàn)系統(tǒng)的最佳工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了變壓 器油中混合氣體的有效分離和分別檢測(cè)。
[0004] 真空泵法在常規(guī)色譜分析中應(yīng)用較廣，利用真空泵抽氣來抽取油中溶解氣體，廢 油回到變壓器油箱，來實(shí)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)，但該方法常由于現(xiàn)場(chǎng)條件的 限制，只能做到四種特征氣體的有效檢測(cè)，且抽氣效率會(huì)隨使用時(shí)間增長(zhǎng)而降低，不能滿在 線監(jiān)測(cè)的要求
[0005] 機(jī)械振蕩法是20世紀(jì)70年代末由我國(guó)提出并研究成功的一種脫氣方法，它是基 于頂空色譜法原理實(shí)現(xiàn)對(duì)油中氣體的分析，實(shí)際上是一種"部分洗脫法";采用這種方法儀 器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作與維護(hù)都很方便，重現(xiàn)性好，靈敏度高，這種方法的不足是測(cè)量各個(gè)組分 氣體濃度時(shí)，需要引入氣體分配系數(shù)，無法滿足在線監(jiān)測(cè)的要求。
[0006] 波紋管法是利用電機(jī)帶動(dòng)波紋管反復(fù)壓縮，多次抽真空，將油中溶解氣體抽出來， 由于每次檢測(cè)后積存在波紋管孔隙里的殘油很難完全排出，因而容易造成對(duì)下一個(gè)油樣的 污染。載氣洗脫法是由Galand等人提出來并采用的，其原理是將油樣注入容器后通入載氣 鼓泡使載氣和油中氣體進(jìn)行多次交換與平衡，用載氣置換油中氣體，優(yōu)點(diǎn)是脫氣率高，脫氣 和進(jìn)樣一次完成，重復(fù)性好，缺點(diǎn)是污染油品，不能回收。
[0007] 動(dòng)態(tài)頂空脫氣技術(shù)又稱為吹掃-捕集法，它是對(duì)載氣洗脫法的進(jìn)一步發(fā)展。除采 用載氣洗脫外，還增加了一個(gè)氣體捕集。是指從油中脫出的氣體先由捕集收集起來，要使用 時(shí)再進(jìn)行氣體脫附，操作簡(jiǎn)單，靈敏度高，但會(huì)對(duì)油形成一定的污染，導(dǎo)致油不符合回收標(biāo) 準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)性較差。
[0008] 高分子膜法是近年一直被研究的油氣分離方式，一般是由聚四氟乙烯（PIFE)、聚 酰亞胺（PI)、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯等材料制成，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度外，還具有耐油、 耐高溫的特性，相比其它脫氣方式成本較低，不對(duì)變壓器油產(chǎn)生污染和消耗，但脫氣效率較 低，油氣平衡時(shí)間一般都在24小時(shí)以上，甚至幾天。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種基于中空纖維膜的油氣滲透出溶解故障 氣體用于故障檢測(cè)和分析的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0010] 本發(fā)明的目的之二是提供一種基于中空纖維膜的油氣滲透出溶解故障氣體用于 故障檢測(cè)和分析的方法。
[0011] 本發(fā)明的目的一是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0012] 一種基于中空纖維膜的油氣滲透的試驗(yàn)裝置，包括儲(chǔ)油箱、油氣滲透裝置、溫控裝 置和循環(huán)裝置；其特征在于：
[0013] 所述儲(chǔ)油箱通過循環(huán)裝置與油氣滲透裝置相連，溫控裝置用于對(duì)油氣滲透裝置內(nèi) 部的溫度進(jìn)行調(diào)整。
[0014] 所述油氣滲透裝置包括立方體結(jié)構(gòu)的油氣滲透箱、安裝在油氣滲透箱壁上的一個(gè) 或多個(gè)加熱棒、設(shè)置在油氣滲透箱內(nèi)部的兩個(gè)圓形支架盤以及固定在所述圓形支架盤上的 一根或兩根中空纖維膜毛細(xì)管；其中，油氣滲透箱箱體左右兩側(cè)分別開設(shè)有進(jìn)油口和出油 口，頂部開設(shè)油氣滲透箱回油口，箱體壁上還設(shè)置4個(gè)取氣口，所述中空纖維膜毛細(xì)管通過 取氣口伸出油氣滲透箱；所述循環(huán)裝置包括輸油管、回油管、油泵，通過輸油管連接儲(chǔ)油箱 出油口和油氣滲透箱的進(jìn)油口，通過輸油管連接油氣滲透箱出油口和油泵的入口，油泵的 出口通過輸油管連接至儲(chǔ)油箱的回油口，通過回油管連接油泵的溢流閥和油氣滲透箱回油 口；所述溫控裝置控制加熱棒的加熱功率使得油氣滲透箱內(nèi)溫度恒定。
[0015] 其中，所述中空纖維膜毛細(xì)管采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯制備：
[0016] 將聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯分別置于容器中，放入烘焙爐內(nèi)，以 15°C /min的升溫速度烘焙到150°C后，保溫6小時(shí)；
[0017] 按烘焙后的聚四氟乙烯60-70Wt %，聚偏氟乙烯15-25Wt %，聚六氟丙烯 10-15Wt%進(jìn)行配制；其中，Wt%為質(zhì)量百分比。
[0018] 將配制后的混合原料攪拌均勻，置于容器中，放入烘焙爐內(nèi)，預(yù)熱到200°C時(shí)，保溫 5小時(shí)，再繼續(xù)加熱到300°C后，保溫6小時(shí)；
[0019] 將加熱后的混合原料通過中空纖維噴絲頭以5ml/min的速度擠出，形成初生纖 維；初生纖維移動(dòng)l〇cm后，在20°C冷卻定型，定型后的中空纖維透氣膜外徑為1. 0-1. 5mm, 壁厚為 0. 2-0. 4mm ;
[0020] 將冷卻定型后的中空纖維透氣膜以繞速10m/min繞于輪上，得到所述中空纖維膜 毛細(xì)管。
[0021] 本申請(qǐng)還公開了一種所述實(shí)驗(yàn)裝置的油氣滲透實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法 包括以下步驟：
[0022] (1)在開始試驗(yàn)之前，用高純氮?dú)獯迪粗锌绽w維膜毛細(xì)管5?lOmin ;
[0023] (2)連接好所述試驗(yàn)裝置，打開連接儲(chǔ)油箱的閥門，同時(shí)開啟電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)循環(huán)裝 置，試驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行5?lOmin后，觀察各輸油管口和閥門接口處是否存在漏油現(xiàn)象；
[0024] (3)調(diào)節(jié)溫控裝置對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)的絕緣油進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間約為3?5min， 待油溫穩(wěn)定后，每間隔設(shè)定的時(shí)間，用取樣器對(duì)滲透裝置外的毛細(xì)管進(jìn)行取樣；
[0025] (4)在取樣時(shí)，用接有壓力表的真空泵對(duì)毛細(xì)管一端進(jìn)行抽真空，從而使通過毛細(xì) 管壁進(jìn)入管內(nèi)的混合氣體集中于另一端，然后用取樣器進(jìn)行取樣，每次取樣0. 5ml?lml， 同時(shí)從儲(chǔ)油箱中取油樣約30ml，再將氣樣和油樣均送到氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0026] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供了基于中空纖維膜的油氣滲透試驗(yàn)裝置和相應(yīng)的 試驗(yàn)方法。該裝置同傳統(tǒng)的平板式油氣分離裝置相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)結(jié)果表明 能夠取得較好的試驗(yàn)效果，該裝置的優(yōu)點(diǎn)具體如下：
[0027] ①分離膜組件采用本發(fā)明研制的中空纖維毛細(xì)管，只需放置于滲透裝置內(nèi)的支架 盤上而無需其他支撐體，同傳統(tǒng)的板框式和螺旋卷式分離膜組件相比，組件結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單， 并且易于清洗和更換。
[0028] ②與一般的油氣滲透裝置不同，分離膜組件直接置于油箱內(nèi)，在油泵循環(huán)系統(tǒng)的 驅(qū)動(dòng)下，使分離膜的有效滲透面積大大增加，提高了油氣滲透效率。
[0029] ③中空纖維毛細(xì)管具備良好的抗污染性，滿足在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求，保證了試驗(yàn) 的重現(xiàn)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中：
[0031] 圖1為中空纖維膜油氣滲透試驗(yàn)裝置的油氣滲透裝置；
[0032] 圖2為中空纖維膜油氣滲透試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3為中空纖維膜制備流程圖；
[0034] 圖4為中空纖維膜實(shí)物圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036] 本發(fā)明提供的基于中空纖維膜的油氣滲透的試驗(yàn)裝置如圖2所示，包括儲(chǔ)油箱、 油氣滲透組件、溫控裝置和循環(huán)裝置；所述儲(chǔ)油箱通過循環(huán)裝置與油氣滲透裝置相連，溫控 裝置用于對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)部的溫度進(jìn)行調(diào)整。
[0037] 所述油氣滲透裝置如附圖1所示，包括立方體結(jié)構(gòu)的油氣滲透箱、安裝在油氣滲 透箱壁上的一個(gè)或多個(gè)加熱棒、設(shè)置在油氣滲透箱內(nèi)部的兩個(gè)圓形支架盤以及固定在所述 圓形支架盤上的一根或兩根中空纖維膜毛細(xì)管；其中，油氣滲透箱箱體左右兩側(cè)分別開設(shè) 有進(jìn)油口和出油口，頂部開設(shè)油氣滲透箱回油口，箱體壁上還設(shè)置4個(gè)取氣口，所述中空纖 維膜毛細(xì)管通過取氣口伸出油氣滲透箱。
[0038] 所述循環(huán)裝置包括輸油管、回油管、油泵，通過輸油管連接儲(chǔ)油箱出油口和油氣滲 透箱的進(jìn)油口，通過輸油管連接油氣滲透箱出油口和油泵的入口，油泵的出口通過輸油管 連接至儲(chǔ)油箱的回油口，通過回油管連接油泵的溢流閥和油氣滲透箱回油口；所述溫控裝 置控制加熱棒的加熱功率使得油氣滲透箱內(nèi)溫度恒定。
[0039] 氣滲透特性試驗(yàn)的核心過程實(shí)際上就是油中氣體在分離膜組件中的滲透過程。一 般來說，將分離膜、固定分離膜的支撐材料、間隔物或管式外殼等組裝成的一個(gè)單元稱為分 離膜組件。油氣滲透試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法的選擇主要取決于分離膜組件的結(jié)構(gòu)及膜 的形狀。本發(fā)明采用的中空纖維膜毛細(xì)管屬于一種外壓式管式分離膜組件，分離膜則被澆 鑄在多孔支撐管外側(cè)面，加壓的料液流從管外側(cè)流過，被選擇滲透的氣體則由管外側(cè)通過 膜滲透入多孔支撐管內(nèi)，都可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成串聯(lián)或并聯(lián)裝置。
[0040] 為了使油氣滲透試驗(yàn)與變壓器真實(shí)運(yùn)行狀況保持更好的一致性，設(shè)計(jì)了模擬儲(chǔ)油 箱和油氣滲透裝置。儲(chǔ)油箱采用不銹鋼材料制作而成，尺寸為0. 5mX0. 4mX0. 3m，外部通過 閥門連接由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的柱塞泵以及油氣滲透裝置，從而保證油路系統(tǒng)的循環(huán)以模擬真實(shí) 變壓器的運(yùn)行狀況，并加快油中氣體達(dá)到溶解平衡。油氣滲透裝置是由不銹鋼材料采用特 殊工藝制作而成，具備恒溫功能和良好的密封性，尺寸為290mmX205mmX200mm(此處的尺 寸是外徑，附圖1中的尺寸為內(nèi)徑），如圖1所示。其外部安裝加熱棒對(duì)裝置內(nèi)的絕緣油進(jìn) 行加熱，在外部油泵的驅(qū)動(dòng)下可以保證絕緣油均勻受熱從而達(dá)到試驗(yàn)所需溫度，油氣滲透 裝置底部安裝了兩個(gè)直徑為50_、厚度為1. 5mm的不銹鋼圓形支架盤，用于支撐與固定中 空纖維膜（毛細(xì)管），毛細(xì)管兩端管口通過裝置正面的直徑為1〇_的取氣口（共四個(gè)）伸 出裝置，以便試驗(yàn)結(jié)束時(shí)用取樣器從外部直接取氣。
[0041] 油氣滲透試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。油氣滲透裝置內(nèi)裝滿絕緣油，一端通過閥 門和儲(chǔ)油箱相連，另一端和油泵及電動(dòng)機(jī)組成的循環(huán)裝置連接。
[0042] ①溫控裝置
[0043] 采用智能溫控儀XMT-8000與熱電阻、固態(tài)繼電器共同組成溫控裝置，為了改善加 熱的均勻性，采取長(zhǎng)加熱棒置于油氣滲透裝置側(cè)面的線加熱方式，通過設(shè)定溫度值從而控 制加熱器功率使油氣滲透箱內(nèi)溫度恒定，經(jīng)試驗(yàn)調(diào)試后，控溫精度可達(dá)±0. 5°c。
[0044] ②循環(huán)裝置
[0045] 為了模擬實(shí)際變壓器運(yùn)行時(shí)的油循環(huán)，并且使油氣滲透裝置中變壓器絕緣油受熱 均勻，加快油中溶解氣體達(dá)到滲透平衡，采用柱塞泵和可控速電機(jī)組成油泵循環(huán)裝置，通過 試驗(yàn)調(diào)節(jié)后，循環(huán)裝置流速為0. 8L/min。
[0046] 本發(fā)明試驗(yàn)所用中空纖維膜的制備方法采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙 烯為原料，具體制備的流程如附圖3所示：
[0047] 具體實(shí)施時(shí)，首先將聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯分別置于容器中，放 入烘焙爐內(nèi)，以15°C /min的升溫速度烘焙到150°C后，保溫6小時(shí)；按烘焙后的聚四氟乙 烯60-70Wt%，聚偏氟乙烯15-25Wt%，聚六氟丙烯10-15Wt%進(jìn)行配制，其中三者的總量為 100 % ;將配制后的原料攪拌均勻，置于容器中，放入烘焙爐內(nèi)，預(yù)熱到200°C時(shí)，保溫5小 時(shí),再繼續(xù)加熱到300°C后，保溫6小時(shí)；將加熱后的混合原料通過中空纖維噴絲頭以5ml/ min的速度擠出，形成初生纖維；初生纖維移動(dòng)10cm后，在20°C冷卻定型，定型后的中空纖 維透氣膜外徑為1. 0-1. 5mm，壁厚為0. 2-0. 4mm。再將冷卻定型后的中空纖維透氣膜以繞速 10m/min繞于輪上，最終得到本申請(qǐng)所采用的中空纖維膜（毛細(xì)管），如圖4所示。
[0048] 本申請(qǐng)還公開了一種所述實(shí)驗(yàn)裝置的油氣滲透實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法 包括以下步驟：
[0049] (1)在開始試驗(yàn)之前，用高純氮?dú)獯迪粗锌绽w維膜毛細(xì)管5?lOmin ;
[0050] (2)連接好所述試驗(yàn)裝置，打開連接儲(chǔ)油箱的閥門，同時(shí)開啟電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)循環(huán)裝 置，試驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行5?lOmin后，觀察各輸油管口和閥門接口處是否存在漏油現(xiàn)象；
[0051] (3)調(diào)節(jié)溫控裝置對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)的絕緣油進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間約為3?5min， 待油溫穩(wěn)定后，每間隔設(shè)定的時(shí)間，用取樣器對(duì)滲透裝置外的毛細(xì)管進(jìn)行取樣；
[0052] (4)在取樣時(shí)，用接有壓力表的真空泵對(duì)毛細(xì)管一端進(jìn)行抽真空，從而使通過毛細(xì) 管壁進(jìn)入管內(nèi)的混合氣體集中于另一端，然后用取樣器進(jìn)行取樣，每次取樣0. 5ml?lml， 同時(shí)從儲(chǔ)油箱中取油樣約30ml，再將氣樣和油樣均送到氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。
[0053] 為了深入研究中空纖維膜油氣滲透特性，包括溫度特性、時(shí)間特性等，本申請(qǐng)采用 的試驗(yàn)方法主要為以下兩種：
[0054] 方法一是采用單根毛細(xì)管置于油氣滲透裝置中（中空纖維膜預(yù)處理方法同上）， 用密封頭將滲透箱體正面的其余兩個(gè)出氣口封堵住，以確保裝置氣密性。試驗(yàn)開始后，對(duì)裝 置內(nèi)絕緣油進(jìn)行加熱使其溫度達(dá)到30°C，并保證滲透裝置內(nèi)溫度恒定。每隔2小時(shí)進(jìn)行一 次取樣，共取樣12次。然后在40°C，50°C，6(TC時(shí)采用上述相同的方法進(jìn)行試驗(yàn)。取樣的結(jié) 果用于研究分析中空纖維膜（毛細(xì)管）對(duì)于7種油中故障氣體的滲透效率、滲透時(shí)間特性 以及溫度特性。
[0055] 方法二是采用兩根壁厚和外徑不同的毛細(xì)管同時(shí)置于油氣滲透裝置中，試驗(yàn)開始 后，保證試驗(yàn)操作條件不變的前提下，加熱并使油溫恒定為50°C，每隔lh分別對(duì)兩種規(guī)格 的毛細(xì)管進(jìn)行取樣，直到試驗(yàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行24h。取樣的結(jié)果用于研究分析在試驗(yàn)條件相同 的狀況下，毛細(xì)管壁厚和外徑對(duì)于中空纖維膜滲透效率以及7種故障氣體滲透平衡時(shí)間的 影響。
[0056] 根據(jù)上述試驗(yàn)方法及步驟，分別研究單根毛細(xì)管和雙根毛細(xì)管進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，中空 纖維膜（毛線管）的油氣滲透特性。試驗(yàn)采用的毛細(xì)管規(guī)格及編號(hào)如下表所示：
[0057] 表1毛細(xì)管規(guī)格及編號(hào)
[0058]

【權(quán)利要求】
1. 基于中空纖維膜的油氣滲透的試驗(yàn)裝置，包括儲(chǔ)油箱、油氣滲透裝置、溫控裝置和循 環(huán)裝置；其特征在于： 所述儲(chǔ)油箱通過循環(huán)裝置與油氣滲透裝置相連，溫控裝置用于對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)部的 溫度進(jìn)行調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述油氣滲透裝置包括立方體結(jié)構(gòu)的油氣滲透箱、安裝在油氣滲透箱壁上的一個(gè)或多 個(gè)加熱棒、設(shè)置在油氣滲透箱內(nèi)部的兩個(gè)圓形支架盤以及固定在所述圓形支架盤上的一根 或兩根中空纖維膜毛細(xì)管；其中，油氣滲透箱箱體左右兩側(cè)分別開設(shè)有進(jìn)油口和出油口，頂 部開設(shè)油氣滲透箱回油口，箱體壁上還設(shè)置4個(gè)取氣口，所述中空纖維膜毛細(xì)管通過取氣 口伸出油氣滲透箱； 所述循環(huán)裝置包括輸油管、回油管、油泵，通過輸油管連接儲(chǔ)油箱出油口和油氣滲透箱 的進(jìn)油口，通過輸油管連接油氣滲透箱出油口和油泵的入口，油泵的出口通過輸油管連接 至儲(chǔ)油箱的回油口，通過回油管連接油泵的溢流閥和油氣滲透箱回油口； 所述溫控裝置控制加熱棒的加熱功率使得油氣滲透箱內(nèi)溫度恒定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述試驗(yàn)裝置還包括閥門，所述閥門分別設(shè)置在儲(chǔ)油箱的出油口、回油口，以及回油管 上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述油氣滲透箱由不銹鋼材料制成； 油氣滲透箱內(nèi)部的兩個(gè)圓形支架盤直徑為50_、厚度為1. 5_，采用不銹鋼材料制成； 所述取氣口的孔徑為直徑l〇mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述油泵由柱塞泵和可控速電機(jī)組成，油泵將油氣滲透裝置內(nèi)變壓器油的流速控制為 0·8L/min〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述中空纖維膜毛細(xì)管采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯制備： 將聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯分別置于容器中，放入烘焙爐內(nèi)，以15°C / min的升溫速度烘焙到150°C后，保溫6小時(shí)； 按烘焙后的聚四氟乙烯60-70Wt%，聚偏氟乙烯15-25 Wt %，聚六氟丙烯10-15 Wt %進(jìn) 行配制，其中三者的總量為100% ; 將配制后的混合原料攪拌均勻，置于容器中，放入烘焙爐內(nèi)，預(yù)熱到200°C時(shí)，保溫5小 時(shí)，再繼續(xù)加熱到300°C后，保溫6小時(shí)； 將加熱后的混合原料通過中空纖維噴絲頭以5ml/min的速度擠出，形成初生纖維；初 生纖維移動(dòng)10cm后，在20°C冷卻定型，定型后的中空纖維透氣膜外徑為1. 0-1. 5_，壁厚為 0. 2-0. 4mm ； 將冷卻定型后的中空纖維透氣膜以繞速l〇m/min繞于輪上，得到所述中空纖維膜毛細(xì) 管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述中空纖維膜毛細(xì)管聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯的含量分別為60%、25%、 15%，外徑為1. Omm，壁厚為0. 2mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于： 所述中空纖維膜毛細(xì)管聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚六氟丙烯的含量分別為65%、20%、 15%，外徑為1. 3mm，壁厚為0. 3mm。
9. 一種基于權(quán)利要求1-8所述實(shí)驗(yàn)裝置的油氣滲透實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法 包括以下步驟： (1) 在開始試驗(yàn)之前，用高純氮?dú)獯迪粗锌绽w維膜毛細(xì)管5~10min ; (2) 連接好所述試驗(yàn)裝置，打開連接儲(chǔ)油箱的閥門，同時(shí)開啟電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)循環(huán)裝置， 試驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行5?lOmin后，觀察各輸油管口和閥門接口處是否存在漏油現(xiàn)象； (3) 調(diào)節(jié)溫控裝置對(duì)油氣滲透裝置內(nèi)的絕緣油進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間約為3?5min，待油 溫穩(wěn)定后，每間隔設(shè)定的時(shí)間，用取樣器對(duì)滲透裝置外的毛細(xì)管進(jìn)行取樣； (4) 在取樣時(shí)，用接有壓力表的真空泵對(duì)毛細(xì)管一端進(jìn)行抽真空，從而使通過毛細(xì)管壁 進(jìn)入管內(nèi)的混合氣體集中于另一端，然后用取樣器進(jìn)行取樣，每次取樣0.5ml?lml，同時(shí) 從儲(chǔ)油箱中取油樣約30ml，再將氣樣和油樣均送到氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK104155227SQ201410362841
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】陳偉根, 熊友強(qiáng), 王有元, 劉志強(qiáng), 周渠, 鄒經(jīng)鑫, 萬福 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 武漢四方光電科技有限公司