[发明专利]一种油浸电气设备油中气体在线监测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油浸电气设备(如油浸变压器、电抗器等)油中气体在线监测装置，它属于单组分原理变压器油中气体在线监测技术，即监测变压器油中如氢气(H2)或乙炔(C2H2)等某一种特征气体或监测以H2为主的油中混合气体浓度，从而达到监测变压器内部故障，起到故障预警作用。

背景技术

电力变压器是电力系统重要的运行设备之一，它的正常运行与否对电网安全运行影响很大。从事故分析来看，很多事故是局部故障扩大引起的突发事故。但目前对设备运行状况的判据依赖于离线预防性试验，由于预防性试验周期长，现行的离线监测项目对绝缘的发展性故障反应不灵敏。以及发展速度在几天到几周的局部缺陷往往不能及时发现，这种局部缺陷在几周甚至更短时间内扩大造成的事故在变压器事故统计中占较大比例。因此，变压器在线监测具有离线监测不能比拟的优点，变压器在线监测装置的使用对于及时发现变压器内部故障具有重要意义。

国内外变压器单组分原理变压器油中气体在线监测技术中，大多采用渗透膜脱气加燃料电池检测气体浓度原理，以通用电气公司的hydran 201i产品为代表，该类监测仪通常包括一台安装于变压器阀门上的信号变送器、一台控制箱和一个用户终端软件。该类原理变送器存在如下不足：

1.信号变送器内通常包括渗透膜、气体传感器、电子单元和外壳等部分，该渗透膜不能承受负压压力，现场运用场合如遭遇变压器油箱抽油时，经常发生膜损坏情况。

2.变送器内渗透膜与气体传感器为一体化设计，即气体传感器前端为渗透膜，气体传感器反应基线在出厂调试时校准好以后都不再调整。但随着气体传感器使用时间增长，气体传感器反应基线将会发生变化，即“零飘”效益，不能自动校准。

3.该类监测仪实现多台装备通讯时，需要外置一个通讯控制箱。一方面给现场安装增加一定工作量和难度，另一方面，通讯控制箱的使用，增加现场装置硬件成本和复杂程度，在某种程度上降低了通讯可靠性。

4.该类监测仪信号变送器现场显示一般采用液晶显示方式，液晶使用寿命一般在几万小时以内，而它在现场长时间点亮使用，使得本来有限的使用寿命加速缩短，从而影响产品整体使用寿命。

5.该类监测仪外部电缆接线盒附着在机箱外部，带来装置整体防护等级降低。

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种油浸电气设备油中气体在线监测装置和方法，在方法上解决了现有技术和产品中渗透膜不能承受负压、传感器基线不能自动校准、多台装置通讯需要外配通讯控制箱问题，另外在产品机械设计上采用双层机箱结构，外部电缆接口内置于内外机箱之间，电缆引入要通过安装于装置底板上防雨螺旋套管，解决了现有产品接线盒附着于装置外壳上，影响产品防护等级及整体美观问题。产品外层机箱上设计安装一人体感应开关，用于控制点亮液晶显示器，从而延长液晶显示器现场使用寿命。

技术方案：本发明解决了一种油浸电气设备油中气体在线监测方法并实现了装置和方法，在技术方案上从技术方法和产品结构设计两方面解决了现有技术问题，首先在结构上：本发明的该装置包括气室、传感器单元、电磁阀、气泵、液晶显示屏、电源模块、控制电路、人体感应开关、外层机箱、外层机箱透明显示窗、内层机箱、橡胶密封垫、防雨螺旋套管几部分；气室、传感器单元、电磁阀与气泵之间采用不锈钢管道连接，气室出气口连至电磁阀的F2进口，电磁阀的F2出口连至气泵的进口，气泵出口连至传感器单元的进口，传感器单元出口与电磁阀的F1出口相接，电磁阀的F1进口与空气相通。

气室中渗透膜采用“三明治”形式，在渗透膜两侧分别夹上一带孔的支撑板，支撑板材料选择为陶瓷板、不锈钢板、铜板、铝板等材料，支撑板厚度为0.5-3mm厚，支撑板上孔的孔径大小为0.5-3mm，孔密度为85％。

气室中渗透膜材料采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺或teflonAF材料；渗透膜采用金属复合膜时，渗透膜与带微孔的金属补强板高温烧结后复合为一体，制作成金属复合膜。