[发明专利]绝缘油中溶解气体在线监测装置及绝缘油中气体脱出方法

权利要求书

1.一种绝缘油中溶解气体在线监测装置的绝缘油中气体脱出方法，所述绝缘油中溶解气体在线监测装置包括脱气缸、除油室、直线步进电机以及色谱分析气路模块；所述直线步进电机设置在脱气缸的正下方，并与脱气缸内部的活塞连接，所述脱气缸上部的一侧通过进油电磁阀与变压器的取油口连接，脱气缸上部的另一侧通过排油电磁阀与变压器的回油口连接，所述脱气缸的顶部与除油室连通，所述除油室的顶部与色谱分析气路模块连接；所述除油室内设置有压力传感器，所述除油室的下部设置有液位传感器；其特征在于，所述绝缘油中气体脱出方法包含以下步骤：

步骤1，取油样过程

通过直线步进电机的位移控制，并配合进油电磁阀、排油电磁阀和排空电磁阀，控制进入脱气缸的油样体积；

步骤2，脱气过程

关闭进油电磁阀、排油电磁阀和排空电磁阀，六通阀切换到脱气状态，直线步进电机带动活塞下移，在活塞的顶部和油样之间形成局部真空，绝缘油中溶解的气体在活塞持续下行过程中不断析出并在浮力作用下移动到脱气缸的顶部、除油室及定量管内；

步骤3，平衡定量过程

脱气完成后，通过调整活塞位置，保持脱气缸内部压力为一个标准大气压，静止若干时间，使得脱出气体和油中的组分浓度动态平衡；根据一个标准大气压下的活塞的相对位置计算脱出气体的体积，进一步的利用色谱分析模块分析出的组分气体浓度和当前温度压力下的气液间气体溶解度分配系数，计算出油中溶解气体的浓度，具体如下：

脱气完成后，活塞处于脱气缸的底部，根据压力传感器测得的压力大小，通过直线步进电机移动来调整活塞的位置，经过多次微调，并记录直线步进电机从底部零点开始到移动到压力传感器测得压力恒为101.3kpa时的移动步数N，并根据移动步数N和直线步进电机的步长S计算活塞移动的距离L，即L＝N×S；根据活塞移动的距离L，计算出脱气缸内的气体和液体的总体积V_l＝V-L×S₁，其中，V为脱气缸内的体积，S₁为脱气缸的截面积；根据气体和液体的总体积，再减去液体的体积V_o，即可求出脱出气体的体积V_g＝V_l-V_o；用色谱分析模块分析出所脱出气体中各组分的浓度，并根据溶解平衡法的计算公式：X_i＝C_ig(K_i+V_g/V_o)，即可计算出油中各个组分的浓度，式中，X_i为油样中溶解气体的浓度，C_ig为平衡条件下组分i在气体中的浓度，K_i为当前平衡条件下的气、液平衡后溶解气体i的分配系数，V_g为平衡条件下的气体体积，V_o为平衡条件下液体的体积；

步骤4，进样过程

脱气完成后，活塞上移，排出脱出气体到定量管，保持定量管的压力恒定，然后通过六通阀的切换使得脱出气体进入色谱分析模块，通过色谱分析得到气体样品中各组分的浓度。

2.根据权利要求1所述的绝缘油中溶解气体在线监测装置的绝缘油中气体脱出方法，其特征在于，在取油样过程之前还包括油路冲洗过程和定量管及除油室冲洗过程；所述油路冲洗过程具体方法如下：

直线步进电机带动活塞上移到顶部，排空电磁阀打开，排出脱气缸内多余的气体，关闭排空电磁阀，直线步进电机带动活塞向下运动一定距离，使得脱气缸内形成微负压状态，打开进油电磁阀使得变压器油依靠自身压力进入脱气缸中，直线步进电机带动活塞向上运动，直至触发液位传感器动作，这时打开排空电磁阀，排出多余的气体，关闭排空电磁阀，打开排油电磁阀，活塞继续上行，将油排入到变压器，重复上述步骤多次，对油路进行冲洗；

所述定量管及除油室冲洗过程具体方法如下：

六通阀处于进样状态，进油电磁阀、排油电磁阀和排空电磁阀均关闭，活塞下行到脱气缸底部，六通阀切换到脱气状态，这时定量管内的载气在脱气缸负压的作用下通过除油室进入到脱气缸内部，六通阀切换回进样状态，载气又充满定量管，这时活塞上行到脱气缸顶部，打开排空电磁阀排出多余气体，然后关闭排空电磁阀，如此循环多次，完成对定量管及除油室的清洗。