[实用新型]一种便携式核磁共振绝缘油老化状态快速检测仪

说明书

本实用新型公开了一种便携式核磁共振绝缘油老化状态快速检测仪，包括设备箱体、工业微型计算机模块、频谱发生器模块、射频功率放大器模块、核磁检测探头容器，设备箱体的上层隔板上安装有工业微型计算机模块、频谱发生器模块、射频功率放大器模块，设备箱体的下层隔板上安装有核磁检测探头容器，其中：工业微型计算机模块电连接于频谱发生器模块，频谱发生器模块电连接于射频功率放大器模块，射频功率放大器模块电连接于核磁检测探头容器，核磁检测探头容器电连接于工业微型计算机模块。本实用新型的设备采用核磁共振检测技术，通过检测绝缘油劣化后产生的H核的核磁共振信号来快速分析被测绝缘油的老化状态。设备体积小，便携，检测速度快。

技术领域

本实用新型涉及绝缘油检测设备技术领域，具体为一种便携式核磁共振绝缘油老化状态快速检测仪。

背景技术

绝缘油、绝缘油劣化：变压油绝缘系统由绝缘油及绝缘纸构成。绝缘油是矿物油，是由不同分子量的碳氢化合物构成的混合物，以烷烃、环烷烃和少量的芳香烃为主，其中烷烃占60％左右，环烷烃约占10％～40％，芳香烃为5％～15％。除此之外，还有硫化物、有机酸类、氮化物、硫化物和沥青胶纸等化合物及有机物。

绝缘油的劣化是油和纸共同作用的结果，研究表明油在氧、水分、高温的作用下将加速劣化，生成醛、醇、酮等氧化物及酸性化合物，析出油泥。油和氧的反应会生成少量的CO₂及CO。此外电场及热的作用能使得某些C-H键和C-C键断裂，产生H₂和低分子烃类气体，在不同的故障能量及时间的作用下也会生成碳氢聚合物和固体碳粒。在高电场的作用下，离子的撞击作用还会使得绝缘油分子分解产生气体加剧局部放电，此外，油分子链也可能生成固体蜡状物使得油内散热困难而导致热损坏。绝缘纸主要成分是纤维素，在热老化过程中会发生裂解，其聚合度下降，机械性能变差，严重时从绕组脱落至油中，影响绝缘油的散热从而进一步加大油的劣化。

绝缘油是电力系统最重要的材料之一，承担着变压器、互感器、电抗器、套管、电容器等充油设备的绝缘、灭弧和冷却作用。大量的运行资料和案例表明，高压充油电力设备的故障大多数是由于绝缘油性能劣化导致的。

由于绝缘油的绝缘性能状态对于系统安全稳定运行的重要性，对绝缘油的性能测试手段和测试设备一直是国内外的重点研究对象。对绝缘油的性能检测，通常可以分为常规测试和成分分析两大类。常规测试主要是实验室内测试，项目包括：油外观检查、油酸值、油微水含量、介电强度、表面张力、闪点等。这类测试项目，是通过定期抽取油样，在将油样送入实验室进行化验分析，通过上述各项目的测试结果，依据相关标准来分析被测油样的性能。这种测试方式，有一定的参考价值，但是还会受很多因素影响，而且完成一系列的测试，需要较长时间和较多的油样，这样就导致了测试频度较低，可能无法及时发现油样的劣化情况。

另外一类是绝缘油成分分析的测试方案，主要是油中气体检测技术，其原理是，对于使用油纸绝缘系统的设备，当其内部发生热老化及放电故障时，油内将产生各种分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等气体，通过检测这些油内故障特征量气体的组分及含量来反映油内绝缘性能的优劣和分析设备内的绝缘性能故障，其检测方法主要包括：气相色谱法、红外光谱法、光声光谱法、阵列式气敏传感器法等。这类方法对检测变压器有绝缘性能有较好的效果，但是这种测试成本较高，设备费用昂贵，检测需要较高的环境要求，设备体积较大，检测周期也较长，这些缺陷也限制了油中气体检测方法的应用。

综上，现有技术均存在着缺陷：

(1)常规实验室检测方案，由于其检测方式为分项试验方式，所以对于同一设备，需要取样多个油样，进行多个试验，整体检测周期很长，效率低，设备投资大。

(2)油中气体成分检测方案，包括气相色谱法、红外光谱法、阵列式气敏传感器法等方案的实验室检测和在线监测类方案，检测中，需要油样中的分解气体析出进行检测，这样会导致某些气体析出不完全造成检测灵敏度降低，检测中对于分子成分相近的气体成分，会导致检测出现偏差；油中气体由于含量微小，析出时间长，检测的周期长，对绝缘油的性能分析不及时。