一种高压充油型套管取样防潮吸气装置

技术领域

本发明涉及变压器套管绝缘油取样领域，具体涉及一种高压充油型套管取样防潮吸气装置。

背景技术

电力系统为防止设备缺陷等故障造成的停电事故，需要定期对充油设备做油样采集化验工作，以进行判断电气设备健康状态，化验油样的前提是采集油样，为了保证化验的准确度，对采集的油样有着严格的要求，而油样受潮等二次污染是最常遇到的问题，目前对充油设备进行油样采集工作为避免油样受潮污染选择在晴朗的天气进行采样，可以保证采集油样基本保持原始状态，操作也比较简单；但是这种方式受天气因素影响较大，在我国南方沿海湿度较大地区缺陷被放大，如果等待合适的天气再进行油样采集工作，那么势必工作效率无法提升，甚至会出现检查不及时造成设备故障引起的停电事故。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种高压充油型套管取样防潮吸气装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种高压充油型套管取样防潮吸气装置，包含圆筒形的本体；所述本体从上至下依次设有第一吸气口、过滤器、导流部、分气装置、第一吸湿部、吸湿电机、电机支承部、倒水底板、排水箱、第二吸湿部、混流部和橡胶封堵；

所述过滤器下部设有湿度传感器；

所述第一吸湿部包含中部设有进气开口的基板，所述基板上部粘结有吸湿材料，基板的下部粘着有加热板，加热板的下部连接有电极，所述第一吸湿材料为在一定温度感测点以下显示亲水性、超过感测点的温度范围显示疏水性的吸湿材料，所述吸湿电机驱动粘结吸湿材料和加热板的基板旋转，利用离心力将加热到已超过感测点的吸湿材料吸收的水分做为水滴沿倒水底板释放至排水箱中；所述分气装置与电机支承部和倒水底板间形成密封的第一内腔，所述第二吸湿部上部设有第二吸气口，电机支承部和第二进气口间形成第二内腔，所述电机支承部上部设有除湿空气流入开口，电机支承部下部设有除湿空气流出开口，并且该除湿空气流出开口与第二内腔连通，所述第二吸湿部包含活性炭填层和变色硅胶填层；

所述分气装置包含油泵、充油腔、三级通气腔、三个进气口、三个出气口、封堵件和复位弹簧，其中油泵与所述湿度传感器信号连接，三个出气口分别通向基板的进气开口、第二内腔和混流部，所述封堵件包含第一堵块、第二堵块、第三堵块、连接段和固定头，复位弹簧连接于三级通气腔右侧端部和固定头间，其中第一堵块和第三堵块对应封堵的进气口预留的间隙相等，第二堵块对应封堵的进气口预留的间隙大于第一堵块和第三堵块对应封堵的进气口预留的间隙；使得油泵依据接收的空气湿度参数，选择向充油腔供油与否或者供油量大小，提供出向第一吸湿部独立供气、向第二吸湿部独立供气以及向第一吸湿部、第二吸湿部和混流部同时供气三种工作模式。

进一步，上述的高压充油型套管取样防潮吸气装置，所述本体包含第一箱体、第二箱体和第三箱体，第二箱体与第一箱体和第二箱体螺纹连接，其中第一吸气口、过滤器、导流部、分气装置、第一吸湿部、吸湿电机、电机支承部、倒水底板和排水箱从上至下设置在第一箱体内，第一箱体左侧部设有允许排水箱抽出的门，第二吸气口和第二吸湿部设置在第二箱体内，所述橡胶封堵设置在第三箱体的端部，在第三箱体和第二箱体螺纹连接后，第二吸湿部和橡胶封堵间形成混流部。

进一步，上述的高压充油型套管取样防潮吸气装置所述基板为圆环状，层叠有多个。

进一步，上述的高压充油型套管取样防潮吸气装置所述吸湿材料为聚N-异丙基丙烯酰胺或聚乙烯醚。

本发明实施例提供方案的有益效果是：油泵依据接收的湿度传感器检测的从第一吸气口吸入的外界空气湿度参数，控制向充油腔供油与否或者供油量大小，从而提供出了向第一吸湿部独立供气、向第二吸湿部独立供气以及向第一吸湿部、第二吸湿部和混流部同时供气三种工作模式；具体的当吸入的外界空气湿度参数符合油样采集标准时，油泵选择不向充油腔供油，此时三个出气口同时处于打开状态，从而第一吸湿部、第二吸湿部和混流部同时进气，由于直接流向混流部的阻力最小，起主导作用；

当外界空气湿度参数大于油样采集标准时，例如空气湿度在60％以上时，油泵开始向充油腔供油，此时封堵件在油压推动下在三级通气腔内移动，直至第一堵块和第三堵块刚好封堵住相对应的进气口，而第二堵块对应封堵的进气口预留的间隙大于第一堵块和第三堵块对应封堵的进气口预留的间隙，此时第二堵块对应的封堵的进气口还留有一定间隙，从而外界空气通过分气装置的第二堵块对应的出气口被送入第一吸湿部的基板上的进气开口，然后通过第一吸湿部进行一级除湿，一级除湿的空气通过电机支承部的除湿空气流入开口流入电机支承部内腔，再通过除湿空气流出开口流入第二内腔，然后在第二内腔循环通过第二吸气口进入第二吸湿部进行二级除湿，最终进入混流部的则为干燥的空气，符合采集油样空气湿度标准。

当吸入的外界空气湿度参数符合油样采集标准却接近采样临界空气湿度标准时，油泵继续向充油腔供油，此时封堵件在油压推动下在三级通气腔内继续移动，直至第一堵块完全封堵住第一堵块和第二堵块相对应的进气口，而原先第三堵块对应封堵的进气口局部被第二堵块封堵后留有一定间隙，第三堵块则进入三级通气腔的右侧，此时只有第三堵块对应的进气口与相对应的出气口被导通，该出气口与第二内腔连通，从而将吸入的外界空气直接导入第二吸湿部进行除湿，只进行二级除湿既保证了空气湿度参数符合采样标准，又不必启用第一吸湿部，可减少整个吸气装置的能耗。

附图说明

图1为本发明高压充油型套管取样防潮吸气装置工作模式1的结构示意图；

图2为工作模式1时的分气装置的结构示意图；

图3为第一吸湿部的剖视图；

图4为本发明高压充油型套管取样防潮吸气装置工作模式2的结构示意图；

图5为本发明高压充油型套管取样防潮吸气装置工作模式3的结构示意图；

图6为工作模式2状态时分气装置的结构示意图；

图7为工作模式3状态时分气装置的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包含：第一箱体101、第二箱体102、第三箱体103、门104、第一吸气口2、过滤器3、导流部4、分气装置5、油泵50、第一进气口5a、第二进气口5b、第三进气口5c、第一出气口5x、第二出气口5y、第三出气口5z、充油腔51、三级通气腔52、第一堵块530、第二堵块531、第三堵块532、连接段533、固定头534、复位弹簧54、第一吸湿部6、基板60、进气开口601、吸湿材料61、加热板62、电极63、吸湿电机7、电机支承部8、除湿空气流入开口80、除湿空气流出开口81、支撑件82、倒水底板9、排水口 91、排水箱10、第二吸湿部11、活性炭填层110、变色硅胶填层111、第二吸气口112、混流部12、橡胶封堵13、第一内腔14、第二内腔15、湿度传感器16、封堵盖17、双向针头 18、橡胶堵帽19、套管取样阀20。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明具体实施方式作进一步地详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，本实施方式的高压充油型套管取样防潮吸气装置外部具备圆筒形状的本体，该本体具备形成于上表面的第一吸气口2，本体具备形成于下表面的橡胶封堵13，以及具备形成于本体侧表面的门104，用于将后述的排水箱10取出进行倒水操作。本体采用树脂金属制成，箱体的形状也可以设置成其他形状，例如方筒或椭圆筒或其它形状。

如图1所示，上述高压充油型套管取样防潮吸气装置内部结构从上至下依次具备：第一吸气口2、过滤器3、导流部4、分气装置5、第一吸湿部6、作为旋转第一吸湿部6的吸湿电机7、支承吸湿电机7并使经第一吸湿部6吸湿分离后的空气流过的电机支承部8、引导经第一吸湿部6离心分离水体的倒水底板9、置于倒水底板9开口下部接受第一吸湿部6离心分离水体的排水箱10、第二吸湿部11和下部的混流部12。

第一吸气口2用于收入外界的空气，本实施方式中示意出第一吸气口2设置在本体的上表面，但是也可以依据不同的情况设置在本体的其他部分，例如本体的侧面。过滤器3用于将流入该吸气装置内部流通空气的杂质例如粗粉尘、垃圾去除，例如采用无纺布，在过滤器 3下部设有湿度传感器16，附图中具体示意出设置一个，用于检测最初吸入该吸气装置外界空气的湿度数据。

导流部4呈流线型设置在第一吸湿部6的流入口上部，导流部4的口径与后述的分气装置5三个进气口的跨越尺寸相等，从而可将潮湿空气全部导入分气装置5的三个进气口。

倒水底板9用于将第一吸湿部6的吸湿材料61离心分离的水滴收集，并在底部设有排水口91，通过排水口91将第一吸湿部6离心分离的水体收集于下部的排水箱10内，排水箱10可以通过门104进行取出倒水操作。

吸湿电机7的电机轴与第一吸湿部6中部连接，用于驱动第一吸湿部6旋转。

电机支承部8支承电机，中部设置成筒状，通过支撑件82固定在本体内壁上，在电机支承部8上部设有除湿空气流入开口80，附图示意出两个，在电机支承部8下部设有除湿空气流出开口81。

如图1所示，其中分气装置5与电机支承部8和倒水底板9间形成密封的第一内腔14，第二吸湿部11上部设有第二吸气口112，电机支承部8和第二进气口5b间形成第二内腔15，该除湿空气流出开口81与第二内腔15连通，第二吸湿部11包含活性炭填层110和变色硅胶填层111。

如图1和图3所示，对本实施方式的第一吸湿部6的结构进行详述，第一吸湿部6包含中部设有进气开口601的基板60，所述基板60上部粘结有吸湿材料61，基板60的下部粘着有加热板62，加热板62的下部连接有电极63，第一吸湿材料61为在一定温度感测点以下显示亲水性、超过感测点的温度范围显示疏水性的吸湿材料61，吸湿电机7驱动粘结吸湿材料61和加热板62的基板60旋转，利用离心力将加热到已超过感测点的吸湿材料61吸收的水分做为水滴沿倒水底板9释放至排水箱10中。

如图3所示，本实施方式中第一吸湿部6的基板60为圆环状，示意出三层，三层基板60具有间隙的层叠以允许空气流通，基板60上粘结的吸湿材料61为高分子吸湿材料61，通过加热加热板62至吸湿材料61感测点，吸湿材料61开始显示疏水性，吸湿材料61常温吸收的空气水分在电机驱动第一吸湿部6旋转时被离心分离，通过反复赋予基板60的温度变化，进行吸湿和脱水操作，从而可反复使用第一吸湿部6对潮湿空气进行除湿，具体的吸湿材料61采用聚N-异丙基丙烯酰胺或聚乙烯醚。

本实施方式中，吸湿材料61的感测点例如设定为60°，只需通过加热板62将基板60加热到超过60°时吸湿材料61即可显示疏水性，选择不同的吸湿材料61也可灵活改变感测点温度，例如可在40-60°进行调整。

如图3、图6和图7所示，对分气装置5的结构进行详细描述；分气装置5包含油泵50、充油腔51、三级通气腔52、第一进气口5a、第二进气口5b、第三进气口5c、第一出气口 5x、第二出气口5y、第三出气口5z、封堵件和复位弹簧54，其中油泵50与湿度传感器16 信号连接，第一出气口5x与混流部12连通，第二出气口5y置于第一吸湿部6基板60中部的进气开口601上方，第三出气口5z与第二内腔15连通；

封堵件包含与三级通气腔52直径设置一致的第一堵块530、第二堵块531、第三堵块532、连接段533和固定头534，第一堵块530、第二堵块531和第三堵块532间通过缩径的连接段533连接，固定头534连接于第三堵块532右侧的连接段533上，复位弹簧54连接于三级通气腔52右侧端部和固定头534间，其中第一堵块530封堵的第一进气口5a和第三堵块 532封堵的第三进气口5c在未充油状态时预留的间隙相等，第二堵块531封堵的第二进气口 5b预留的间隙大于第一堵块530和第三堵块532对应封堵的进气口预留的间隙；从而使得油泵50依据接收的空气湿度参数，选择向充油腔51供油与否或者供油量大小，提供出向第一吸湿部6独立供气、向第二吸湿部11独立供气以及向第一吸湿部6、第二吸湿部11和混流部12同时供气三种工作模式。

如图1和图2所示，工作模式1；当吸入的外界空气湿度参数符合油样采集标准时，例如采集标准空气湿度小于60％，控制装置控制油泵50选择不向充油腔51供油，此时第一出气口5x、第二出气口5y、第三出气口5z同时处于打开状态，从而第一吸湿部6、第二吸湿部11和混流部12同时进气，由于直接流向混流部12的阻力最小，起主导作用，可以基本不使用第一吸湿部6和第二吸湿部11对外界吸入的空气进行除湿而直接进行混流部12，可以有效提高采样工作效率，可延长第一吸湿部6和第二吸湿部11的使用寿命。

如图4和图6所示，工作模式2；当吸入的外界空气湿度参数大于油样采集标准时，例如空气湿度大于油样采集标准60％时，油泵50开始向充油腔51供油，此时封堵件在油压推动下在三级通气腔52内移动，直至第一堵块530完全封堵第一进气口5a，第三堵块532完全封堵住相对应的第三进气口5c，而第二堵块531封堵的第二进气口5b预留的间隙大于第一堵块530封堵的第一进口以及第三堵块532对应封堵的第三进气口5c预留的间隙，从而此时第二堵块531对应的封堵的第二进气口5b还留有一定间隙，经由导流部4引导的外界空气通过第二堵块531封堵的第二进气口5b被送入三级通气腔52中，然后通过第二出气口 5y被送入第一吸湿部6的基板60上的进气开口601，潮湿空气遂进入第一吸湿部6的层叠的基板60间进行一级除湿，一级除湿的空气通过多层基板60的间隙流入第一内腔14中，然后再经由电机支承部8的除湿空气流入开口80流入电机支承部8内腔，再通过除湿空气流出开口81流入第二内腔15，然后在第二内腔15循环通过第二吸气口112进入第二吸湿部 11进行二级除湿，最终进入混流部12的则为干燥的空气，对外界进入的潮湿空气进行两级除湿后符合采集油样空气湿度小于60％的标准。

当吸湿材料61吸收空气的水分饱和后，启动吸湿电机7，吸湿电机7带动基板60转动，同时吸湿电机7转动时电极63在加热板62上滑动，为发热体提供电力，发热体被加热，然后发热体加热基板60，基板60加热吸湿材料61，当吸湿材料61达到60°感测点时，吸湿材料61显示疏水性，吸湿材料61吸收的水分在离心力作用下被以水滴释放，释放的水滴撞击在本体的内壁上，然后被倒水底板9收集，最后通过排水口91将水体排入排水箱10内，吸湿材料61脱水完毕后，关闭吸湿电机7，电极63静止后，切断发热体的电源，基板60 和吸湿材料61开始冷却，当吸湿材料61温度下降至60°以下时，又显示亲水性，从而可反复进行吸水可脱水操作。

如图5和图7所示，工作模式3；当吸入的外界空气湿度参数符合油样采集标准却接近采样临界空气湿度60％标准时，油泵50继续向充油腔51供油，此时封堵件在油压推动下于三级通气腔52内继续移动，直至第一堵块530完全封堵住第一进气口5a和第二进气口5b，而第三进气口5c局部被第二堵块531封堵后留有一定间隙，第三堵块532则进入三级通气腔52的靠近第三出气口5z的右侧，此时仅有第三进气口5c与相对应的第三出气口5z被导通，而第三出气口5z与第二内腔15连通，从而将吸入的外界空气直接导入第二吸湿部11 进行除湿，只进行二级除湿既保证了空气湿度参数符合采样标准，又不必启用第一吸湿部6，可减少整个吸气装置的能耗，延长第一吸湿部6的使用寿命。

如图1所示，该高压充油型套管取样防潮吸气装置的上部优选地螺纹连接有封堵盖17，不使用时实现整个装置的密封；该装置和套管取样阀20中部设有双向针头18，双向针头18 一端插入橡胶封堵13与混流部12连通，另一端插接有橡胶堵帽19，橡胶堵帽19与套管取样阀20连接；需要对充油设备进行取样时，只需将套管与设备油样阀接通，移除封堵盖17，外部的通气进入吸气装置进行除湿过滤，形成取样的负压，然后打开套管取样阀20内阀，初放的油样通过接油盘盛接，大致10s，然后通过取样瓶进行盛装油样。采用该高压充油型套管取样防潮吸气装置配合充油设备进行取样，取样不再受天气因素制约，可显著提高工作效率，降低充油设备检查不及时造成的设备故障引起的停电事故发生的频率。

实施例2

如图1所示，本体包含第一箱体101、第二箱体102和第三箱体103，第二箱体102与第一箱体101和第二箱体102螺纹连接，其中第一吸气口2、过滤器3、导流部4、分气装置 5、第一吸湿部6、吸湿电机7、电机支承部8、倒水底板9和排水箱10从上至下设置在第一箱体101内，第一箱体101左侧部设有允许排水箱10抽出的门104，第二吸气口112和第二吸湿部11设置在第二箱体102内，橡胶封堵13设置在第三箱体103的端部，在第三箱体103 和第二箱体102螺纹连接后，第二吸湿部11和橡胶封堵13间形成混流部12；组装式设计可便于安装以及独立更换第一吸湿部6和第二吸湿部11，可进一步提高使用效果。

虽然本发明易受各种修改形式和替代形式影响，但是以附图及其在以示例的方式示出本发明的特定实施例。然而应当理解的是，本发明特定实施例及其附图详细描述并不旨在将本发明限制在所公开的特定形式，而相反，本发明将覆盖落入如所附权利要求书所限定的本发明的精神与范围之内的所有修改型式、等效型式和替代型式。