[发明专利]一种油类设备中油的氢气含量、压力及温度在线监测装置

说明书

本发明提供了一种油类设备中油的氢气含量、压力及温度在线监测装置，该在线监测装置包括：传感器本体，所述传感器本体上设有对接结构；转接件，可转动地套设在传感器本体上，并且，转接件的一端设有第一连接结构，另一端设有第二连接结构，用于与对接结构配合连接传感器本体；导油通道，设置在转接件和传感器本体之间。本发明通过传感器本体部分插设至油类设备内以接触油类设备内的油，对油进行接触式氢气含量、压力及温度的监测，以最大程度实现油状态的精确可靠感知；通过第一连接结构可拆卸地连接在油类设备的取油口内，以及第二连接结构与对接结构配合，实现传感器本体和油类设备之间的连接。

技术领域

本发明涉及高压电气设备绝缘技术领域，具体而言，涉及一种油类设备中油的氢气含量、压力及温度在线监测装置。

背景技术

套管等少油类电力设备部作为输变电工程中的“咽喉”设备，主要用于在输变电工程中将载流导体穿过与其电位不同的设备金属箱体或阀厅墙体，引入或引出全电压、全电流，起绝缘和机械支撑作用，是电能输送的必经之路，运行可靠性直接关系到大电网的运行安全。套管根据其主绝缘材料的不同可分为多种绝缘类型，其中油纸绝缘套管是目前电力系统应用最广泛的套管类型，交流变压器套管、电抗器套管、直流换流变压器网侧套管均主要采用油纸绝缘套管。目前普遍采用的油纸绝缘套管主绝缘是由绝缘纸和铝箔卷绕的电容芯体，经真空干燥处理后用变压器油浸渍密封于瓷质外套腔体内而成，腔体内浸满变压器油。油纸绝缘套管工艺成熟、技术难度小、成本低，但由于其为油纸绝缘结构，内部发生放电或过热故障时，会引起变压器油状态关键参量发生显著变化，变压器油会劣化产生大量烃类气体、CO和CO₂等油中溶解气体，导致套管内部温度压力陡增，故障严重时会导致套管爆炸，变压器油燃烧起火，烧毁变压器等临近高压设备或建筑，造成重大事故，损失巨大。

套管有些内部缺陷（如局部过热、局部区域的放电等）短时间内不会引起套管介损、电容量、局放和外部温度等其他绝缘状态参量的变化，也不会影响套管正常运行，存在“潜伏期”和发展过程，如某地区750kV油纸绝缘套管在油中气体超标后测量套管介损、电容量均显示正常。但套管内部发生主绝缘局部放电、载流结构件间隙放电、局部过热等主要的套管故障或缺陷都可以导致油压、油中溶解气体等油纸绝缘套管油状态参量异常，这使得油纸绝缘套管的油状态关键参量成为能及时反映套管运行故障或缺陷的至关重要的参量。如果能在实现套管等少油类设备油状态关键参量的实时在线监测，掌握油纸绝缘套管油状态关键参量在套管发生不同类型故障时的变化规律，将可以及时发现油纸绝缘套管内部隐患和缺陷，避免油纸绝缘燃烧爆炸等重大事故的发生，保障油纸绝缘套管的安全可靠运行。

目前，国内外针对大油域设备（如电力变压器）的内部压力和油色谱、关键点温度在线监测方面的技术研究已趋于成熟，主要采用在线油色谱监测的方法，针对电力变压器等油域空间大、油量充足的电力设备，目前普遍采用油色谱在线监测系统对油成分进行在线监测，一般采用导管将变压器箱体内的变压器油引出至变压器本体旁的油色谱分析设备进行油气分离和气体成分分析，然后再通过导管将外循环的油回流至变压器箱体内。油色谱在线监测系统的组成部分主要包括组分分离模块、油气分离模块、组分检测模块以及数据后台处理与状态诊断模块。由于各个生产厂家自身存在的区别，其关键技术主要通过组分分离模块、油气分离模块与组分检测模块技术的差别体现出来。传统的做法是采用气相色谱（GC）技术分析油中溶解的七种主要的故障气体。气相色谱技术在国内、外变压器油中溶解气体检测的应用较普遍和时间较长，各种型号产品的结构差异不大。产品的油气分离装置采用毛细管方式析出气样，之后用氦气作为载气，把气样推过色谱柱。再通过气相色谱检测器测量各种成份气体浓度，常用的种类有热导池检测器、电子捕获检测器、火焰光度检测器、氢焰离子化检测器等。

上述油路外循环对于大型油域适用，但对于套管等少油类设备，本身油量较少，油开展外循环会大幅度降低油位，影响设备绝缘水平，且取油口安装监测装置位置狭窄，油路循环系统在取油口附近安装存在困难，单一参量监测无法准确快速充分反映油实际变化情况。