[发明专利]溶解气体分析装置、系统及方法

说明书

本发明揭露用于确定电变压器中的溶解气体特性以监测变压器操作的装置、系统及方法。用于与变压器流体接触的提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料，所述溶解气体穿过气体回路循环到气体分析仪及气体格室。所述提取线圈可包含若干个线圈环路。所述气体分析仪可包括光源、分束器、格室检测器及参考检测器。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张皆于2017年3月13日提出申请的美国专利申请案第15/458,010号及第15/458,014号的优先权，上述申请案的全部揭露内容明确并入本案供参考。

技术领域

本发明涉及溶解气体分析领域。更确切来说，本发明涉及变压器的溶解气体分析。

背景技术

例如电变压器等电磁装置可面临着电低效且可在操作中产生大量的热量。减轻电低效且从这些装置移除过量热量可保护操作寿命、性能且减少装置的维护需要。流体(例如，介电流体)可用作冷却介质来从装置移除热量且可提供抑制电晕及电弧的电绝缘层。

在操作中，这些冷却流体及/或绝缘流体可产生溶解气体。对变压器的流体内的溶解气体加以分析可揭示出关于变压器操作状态的有用信息。

发明内容

根据本发明的方面，一种用于确定溶解在变压器的流体中的气体的特性的气体分析系统可包含：提取线圈，其用于与所述流体接触，所述提取线圈包含用于接收溶解气体的气体可渗透材料；气体分析仪，其用于确定气体特性，所述气体分析仪包含气体格室，所述气体格室具有用于接收气体以供分析的腔；及气体回路，其形成为包含所述提取线圈及所述气体分析仪以使气体循环。

在一些实施例中，所述提取线圈可包含若干个线圈环路，所述若干个线圈环路各自准许溶解气体渗透在其中。所述气体回路可包含输送导管，所述输送导管与所述提取线圈及所述气体分析仪中的每一者进行流体联接以在所述提取线圈与所述气体格室之间输送气体以供分析。在一些实施例中，所述输送导管可包含推动压力源，所述推动压力源与所述提取线圈进行流体联接以使气体循环穿过所述输送导管。

在一些实施例中，所述推动压力源可与所述提取线圈进行流体联接，以相对于所述气体格室的所述腔内的压力而在所述提取环路内提供较低的压力。在一些实施例中，所述输送导管包含：供应区段，其经流体连接以将气体从所述提取环路提供到所述气体格室。在一些实施例中，所述输送导管可包含返回区段，其经流体连接以将气体从所述气体格室提供到所述提取环路。

在一些实施例中，所述气体分析仪可包含光源及用于从所述光源接收光的至少一个光检测器。在一些实施例中，所述光源可经布置以将光从所述气体格室的一侧穿过所述气体格室的所述腔内的气体传递到所述气体格室的另一侧，且所述至少一个光检测器可布置在所述另一侧上以从所述光源接收光。在一些实施例中，所述气体格室的所述腔可经布置以接收从所述流体提取的溶解气体。

在一些实施例中，所述气体可渗透材料可包含含氟聚合物。在一些实施例中，所述气体可渗透材料包含氟塑料，所述氟塑料具有以下中的至少一者：在约73℉下处于约26MPa到约29MPa范围内的抗屈强度、在约302℉下处于约0.5MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约428℉下处于约4MPa到约13MPa范围内的抗屈强度、在约73℉下处于约24MPa到约29MPa范围内的抗张强度、在约302℉下处于约1MPa到约15MPa范围内的抗张强度及在约428℉下处于约3MPa到约7MPa范围内的抗张强度。在一些实施例中，所述含氟聚合物可包含光透射百分比大于95的氟塑料。在一些实施例中，所述氟塑料可包含气体渗透性是约1142Barrer的H₂O、约340Barrer的O₂及约130Barrer的N₂中的至少一者的氟塑料。

在一些实施例中，所述提取线圈可形成为具有内容积的导管，所述内容积用于接收渗透过所述气体可渗透材料的气体。在一些实施例中，既在所述内容积内又溶解在所述流体中的气体物种可保持平衡。