[發明專利]便攜式礦物油中微量溶解氣體分析儀及檢測方法

無效

• 申請號: 201410700869.7
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104374860A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 范競敏;吳志強;任學剛
• 申請（專利權）人: 長沙業嘉電子科技有限公司
• 主分類號: G01N30/88
• 分類號: G01N30/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電網技術領域的技術，涉及一種新型便攜式氣相色譜儀及檢測方法，主要應用于大型充油電氣設備的礦物絕緣油中溶解氣體分析。

背景技術

目前，對變電站、電廠等內部的大型充油電氣設備的絕緣油進行氣相色譜分析一般需要在專門的實驗室進行，首先需要先到設備的運行現場（如發電廠、變電站）取回油樣，再通過實驗室離線色譜儀進行分析。離線色譜儀一般采用雙檢測器技術（氫火焰離子化檢測器和熱導檢測器），使用并聯分流進樣方式。首先，整個過程中油樣需要運輸，分析周期比較長，期間氣體可能逸散，尤其是像氫氣等低分子量氣體，非常容易從油中析出，從而導致測量結果不準確。其次，上述雙檢測器技術離線色譜儀需要氮氣，氫氣，空氣三種氣源，氫火焰離子化檢測器需要點火才能使用，應用在變電站現場時存在安全隱患，不適合進行現場快速分析的應用。且并聯分流進樣方式需要通過手動操作，難以保證每次操作時的分流比相同，也會影響分析結果的準確性。此外，雙檢測器技術的氣相色譜儀體積龐大，比較笨重，維護起來比較麻煩。

綜上所述，如何在簡化系統原理與結構、降低重量、降低成本的基礎上提出一種重復性、準確性和靈敏度符合中國國家標準和電力行業標準，能夠同時用于現場檢測和適合實驗室檢測，適合于大規模推廣的氣相色譜檢測方法就成為電力科研工作者的一個重要課題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于：提供一種基于固體氧化物燃料電池氣相色譜檢測器的礦物油中溶解氣體分析的氣相色譜儀及檢測方法，檢測器類型為固體氧化物燃料電池氣體傳感器，無需氫氣等易燃易爆氣體作為輔助氣，整機能夠隨車移動，可以安全、穩定、可靠的運行在變電站現場，實施快速、準確的絕緣油色譜分析，避免了取油環節的長途運輸過程所導致的氣體逸散，從而提高絕緣油色譜分析的效率和分析結果的準確性。

本發明的便攜式礦物油中微量溶解氣體分析儀及檢測方法，采用單檢測器檢測、雙色譜柱串聯反吹進樣方式，利用十通閥進行切換，在雙色譜上實現氫氣，氧氣，一氧化碳，甲烷，乙烯，乙烷，乙炔七個組分混合氣的分離。混合氣各組分分離后一次進入檢測器進行檢測，從而得到各組分氣體濃度值。整機儀器系統包含精密溫度控制模塊、進樣和切換模塊、混合氣分離模塊、特征氣檢測模塊。

進一步，所述十通閥可以同時作為進樣裝置和切換裝置，連接兩根色譜柱和取樣環，并連接載氣氣路，在載氣的推動下將取樣環中的定量氣體送入到固體氧化物燃料電池檢測器中進行檢測。

進一步，所述精密溫度控制模塊包括傳熱鋁錠、加熱棒、固態繼電器、溫度傳感器、溫度控制電路系統，控制電路系統通過控制固態繼電器的占空比控制混合氣體分離模塊的溫度，使其維持在一個恒定值。

進一步，所述混合氣分離模塊包括兩根色譜柱和取樣環，色譜柱纏繞在精密溫度控制模塊的傳熱鋁錠上，并通過傳熱鋁錠的恒溫從而實現色譜住的恒溫。

進一步，所述特征氣檢測模塊包括熱電偶溫度傳感器、加熱石英玻璃管和加熱絲、耐熱保溫棉、固體氧化物燃料電池檢測器本體，其入口端與混合氣分離模塊的出口端連接，在載氣的推動下，混合氣分離模塊的待檢測特征氣體組分依次進入到特征氣體檢測模塊進行檢測。

本發明的便攜式絕緣油中微量溶解氣體分析儀及檢測方法與現有的設備及檢測方法相比具有以下優點：

其一，只需要一種載氣即可實現變壓器油中溶解氣體的七組分分析。傳統的離線色譜分析法需要三種氣源（氮氣，氫氣，空氣），采用手動注射器進樣方法進行分析，系統結構復雜，成本高，且維護麻煩。本發明的便攜式絕緣油中微量溶解氣體分析儀及檢測方法只需要高純氮氣一種載氣，無需氫氣等易燃易爆氣體做輔助氣，可以安全、穩定、長時間運行在電廠、變電站等大型充油電氣設備的現場，大大簡化了氣源系統，簡化了系統結構，降低了成本，實現變壓器油色譜的現場實時監測，減少了油樣運輸環節，確保了分析結果的實時性和準確性。

其二，采用自動進樣技術，提高了系統穩定性和降低了系統誤差。傳統的離線絕緣油中溶解氣體分析方法由于采用雙色譜柱并聯結構，氣體進樣方式一般為“手動、并聯分流”進樣。上述進樣方法步驟繁多，對操作人員有較高的要求，并且由于不同人員的操作手法不同，當其對進行對同一臺儀器進行實驗時，可能會因“分流比”不同而導致測量結果存在差異。本發明的便攜式絕緣油中微量溶解氣體分析儀及檢測方法利用嵌入式計算機技術設計了智能自動化工作程序，開機后可以自動通氣、溫控，使儀器達到分析狀態，分析周期短，大大提高了儀器的自動化水平，保證了進樣的重復性。