[发明专利]一种用于变压器油中溶解气体分离和检测的膜组件

说明书

一种用于变压器油中溶解气体分离和检测的膜组件，包括：空芯光纤、油气分离膜和密封筒，密封筒设置有敞口，油气分离膜与密封筒敞口端密封连接，密封筒与油气分离膜构成的内部空间为内腔，空芯光纤伸入内腔，空芯光纤伸入内腔的部分的侧面设置多个空气孔，空芯光纤伸出内腔的部分与外部检测光路连接。本申请涉及油中溶解气体检测技术领域，有利于实现气体分离与气体检测的连续化运行，设计合理，简单高效，不影响电器设备的正常运行，真正实现变压器设备的在线精确监测。

技术领域

本申请涉及油中溶解气体检测技术领域，尤其涉及一种用于变压器油中溶解气体分离和检测的膜组件。

背景技术

电气设备的安全可靠运行是避免电力系统重大事故的第一道防线，油纸绝缘设备是电力系统的重要组成部分，准确诊断油浸式电气设备的早期故障，及时掌握其油纸绝缘老化状态，做到防患于未然，是保证电网安全生产和实现设备高效检修的关键。

当油浸式电气设备发生故障或老化时，绝缘油和绝缘纸会发生分解产生各种反映故障性质和绝缘性能的物质，并溶解于油中，如故障气体H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、CO和CO₂等。故障气体的检测是变压器安全运行和正常维护的主要手段，传统的检测方法是先采用离线方法通过脱气装置将油中的溶解气体分离出来，再对混合气体检测两个关键步骤。这种方法需要先对溶解气体取样，再上样至专业检测仪器上进行检测，无法实现实时在线监测，且存在现场取样困难、检测周期长，操作复杂、影响电气设备正常工作等缺陷。

另一方面，油气分离主要采用振动脱气法、真空脱气法和膜脱气法等，气体检测往往采用气相色谱法、光谱法以及最近取得长足进步的光纤检测法等。

目前，尚不存在将油气分离与气体检测有效结合的装置，无法对油中溶解气体进行连续而高效的分离和检测。

发明内容

本申请提供了一种用于变压器油中溶解气体分离和检测的膜组件，以实现油中溶解气体分离与检测的连续化运行

本申请采用的技术方案如下：一种用于变压器油中溶解气体分离和检测的膜组件，包括：空芯光纤、油气分离膜和密封筒，所述密封筒设置有敞口，所述油气分离膜与所述密封筒敞口端密封连接，所述油气分离膜与所述密封筒构成的内部空间为内腔，所述空芯光纤伸入所述内腔，所述空芯光纤伸入所述内腔的部分的侧面设置多个空气孔，所述空芯光纤伸出所述内腔的部分与外部检测光路连接。

进一步的，所述密封筒为筒状结构且上下两底面均设置敞口，其上、下敞口处均设置所述油气分离膜，所述空芯光纤从所述油气分离膜的一面伸入所述内腔。

进一步的，所述密封筒为筒状结构且上下两底面均设置敞口，其上敞口处设置所述油气分离膜，其下敞口处设置密封片，所述空芯光纤从所述油气分离膜的一面插入所述内腔。

进一步的，所述密封筒为圆筒状管，内径为130μm-210μm，长度为50cm-100cm。所述密封片为圆片状，其直径为与密封筒内径相同。所述密封筒和所述密封片起到阻隔油与气的作用。

所述空芯光纤内径为20μm-50μm，外径为120μm-200μm，空芯光纤伸入密封筒的部分的侧面间隔0.5cm-1cm设置直径为10μm-20μm的空气孔，进入所述内腔的气体通过所述空气孔进入所述空芯光纤中等待下一步的检测。

进一步的，所述油气分离膜为高分子油气分离膜或陶瓷膜，均具有选择透过性，可直接将溶解于油中的气体分离出来。

所述空芯光纤包括反谐振光纤或带隙光纤。

所述密封筒、密封片的材料为橡胶、塑料或玻璃。

采用本申请的技术方案的有益效果如下：