[发明专利]用于溶解气体分析应用的选择性氢气提取的方法和系统

说明书

技术领域

本公开涉及检测和测量溶解在油中的气体的浓度，且更具体而言，涉及用于变压器油中的溶解气体分析的选择性氢气提取的系统和方法。

背景技术

溶解气体分析(DGA)是可用于分析绝缘油中的气体的程序。绝缘油可用在变压器中。DGA可包括确定变压器的绝缘油中的气体的类型、气体的浓度、和气体产生速率。DGA的结果可指示变压器中的电气故障，且可用于预测变压器的击穿。

用于研究变压器油中的氢气浓度的现有方法通常涉及采用变压器油的探头。溶解在变压器油中的气体可使用具有氢传感器的气相色谱仪来提取和分析。一般来说，用于确定氢浓度的氢传感器被已知为对其他气体(诸如一氧化碳、乙烯、和乙炔)交互敏感。因此，由氢传感器测量的氢浓度可受到例如一氧化碳的浓度的影响。氢气传感器(例如，电气化学传感器)还因潮湿环境中的较差性能而众所周知。另外，潮湿环境可降低氢气传感器的寿命。

变压器油中的氢浓度的精确确定对于确定变压器的健康状态而言是重要的。如果氢测量受到对其他气体的交互敏感度的影响，则此种确定的精度将降低。

发明内容

本公开涉及用于变压器油中的溶解气体分析的选择性氢气提取的系统和方法。某些实施例可有助于溶解在变压器油中的氢浓度的精确测量。

根据本公开的一个实施例，提供用于选择性地提取溶解在油中的氢气的方法。该方法可包括选择选择性可渗透膜，该选择性可渗透膜具有可操作成使通过氢气传感器进行的溶解在油中的另外的气体的检测极小化的氢特性和厚度。对另外的气体交互敏感的氢气传感器可位于传感器室内侧。该方法可在油与传感器室之间的接触点处设置选择性可渗透膜。

在本公开的某些实施例中，该选择性可渗透膜包括聚酰亚胺。溶解在油中的另外的气体可包括以下中的至少一种：一氧化碳、乙炔、和乙烯。该选择性可渗透膜的厚度和氢特性可进一步选择成产生用于氢气传感器的可测量氢信号。该选择性可渗透膜的厚度可基于该选择性可渗透膜和油的接触面积来选择。在本公开的某些实施例中，氢气传感器对另外的气体的相对交互敏感度可降低至小于百分之3。

在本公开的某些实施例中，方法可包括应用另外的膜。该另外的膜可附接于该选择性可渗透膜且能够将该选择性可渗透膜粘结于多孔金属表面。在本公开的某些实施例中，该另外的膜包括氟代烃。

在本公开的某些实施例中，该方法包括通过将该另外的膜用作粘附层且施加压力和温度而将该选择性可渗透膜附接于多孔金属盘。该多孔金属盘可操作成相对油的压力对该选择性可渗透膜和该另外的膜提供支撑。多孔盘可层叠，以保护该选择性可渗透膜和该另外的膜免于暴露至真空。

根据本公开的另一个实施例，提供用于选择性地提取溶解在油中的氢气的系统。示例系统包括设置在油与传感器室之间的接触点处的选择性可渗透膜。该选择性可渗透膜具有一定的氢特性和厚度。该氢特性和厚度可被选择成使通过氢气传感器进行的溶解在油中的另外的气体的检测极小化。氢气传感器可位于该传感器室中且对另外的气体交互敏感。

在本公开的某些实施例中，该选择性可渗透膜包括聚酰亚胺。溶解在油中的另外的气体可包括以下中的至少一种：一氧化碳、乙炔、和乙烯。该氢特性和厚度可被选择成获得可测量氢信号。该选择性可渗透膜的厚度可基于该选择性可渗透膜和油的接触面积来选择。在本公开的一些实施例中，氢气传感器对该另外的气体的相对交互敏感度可降低至小于百分之3。

在本公开的某些实施例中，该系统可包括另外的膜。该另外的膜可附接于该选择性可渗透膜且能够将该选择性可渗透膜粘结于多孔金属表面。在一些实施例中，该另外的膜包括氟代烃。

在本公开的某些实施例中，该系统包括多孔金属盘。该多孔金属盘可通过将该另外的膜用作粘附层且通过施加压力和温度而粘结于该选择性可渗透膜。该多孔金属盘可操作成相对油的压力对该选择性可渗透膜和另外的膜提供支撑。多孔盘可层叠，以保护该选择性可渗透膜和另外的膜免于暴露至真空。

本发明的第一技术方案提供了一种用于选择性地提取溶解在油中的氢气的方法，所述方法包括：选择选择性可渗透膜，所述选择性可渗透膜具有可操作成使通过氢气传感器进行的溶解在油中的另外的气体的检测极小化的氢特性和厚度，所述氢气传感器对所述另外的气体交互敏感且与传感器室相关联；以及在所述油与所述传感器室之间的接触点处设置所述选择性可渗透膜。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述选择性可渗透膜包括聚酰亚胺。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述另外的气体包括以下中的至少一种：一氧化碳、乙炔、和乙烯。