绝缘油取样装置及方法

技术领域

本发明涉及绝缘油技术领域，是一种绝缘油取样装置及方法。

背景技术

绝缘油被称之为充油电气设备中循环的“血液”，主要起到绝缘、散热冷却和熄灭电弧等作用，其质量的好坏将直接关系到设备甚至电网的安全稳定运行，变压器绝缘油的品质影响绝缘油的电气性能，超高压、特高压电气设备为了保证绝缘性能，对绝缘油质量水平的要求十分苛刻，另一方面，变压器绝缘油中杂质的含量会随着电气设备局部过热、局部放电、绝缘劣化等缺陷异常逐渐增加。因此必须定期组织开展油质检测和油色谱分析工作以监测超高压、特高压电气设备绝缘油是否存在上述缺陷。

绝缘油检测的取样要求首先油样应能代表设备本体油；其次取样过程要求全密封。目前，传统油样采集装置无法完全实现全密封取样，一般采用半封闭流放式取样的方法，部分绝缘油将会直接暴露于自然环境中，外界大量的空气、颗粒物等杂质容易随着取样过程进入油样从而影响油质检测分析试验结果的准确性。

目前对于传统油样采集装置的改进多集中在解决取样过程要求全密封的问题，解决的方式多为采用针式抽取的方式，该方式并不能完全实现与环境的隔离，且取样量较小，同时取样设备结构复杂不适合大型变压器取样环境条件恶劣的情。此外对于所取油样应能代表设备本体油这一要求尚未有很好的解决，采用的方式多为取样时放掉大量前段的绝缘油样品，取中后段样品，这造成了绝缘油的浪费，同时也不能保证所取样品的代表性。

发明内容

本发明提供了一种绝缘油取样装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有绝缘油取样方法中存在取样过程密封和所取油样应能代表设备本体油的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种绝缘油取样装置，包括密封装置、取样管路和排油管路；密封装置包括密封垫，密封垫两侧分别设有进油接口和排油接口，密封垫下方设置有样品瓶接口，样品瓶接口与样品瓶密封连通；取样管路一端为取样口接口与绝缘油取样口连通，取样管路另一端连通进油接口；进油接口的另一端连通进油管，进油管另一端端口伸入样品瓶接近瓶底处；排油管路一端连通有废液桶，排油管路另一端连通排油接口，排油接口处连通有排油管，排油管另一端端口伸入样品瓶接近瓶口处；密封装置上设置有旁通管路，旁通管路一端连通进油接口，另一端连通排油接口，旁通管路上设有旁通阀门，取样管路上设置有取样阀门。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述密封垫为耐油橡胶一体成型，取样管路和排油管路均为柔性管路，所述柔性管路为耐油橡胶管路。

上述进油管、排油管和旁通管路均为硬质管路，如玻璃管、不锈钢管等。

上述样品瓶为硬质透明材质，另配有密封盖，样品瓶接口设有内螺纹，样品瓶瓶口设有外螺纹，二者螺纹连接。

上述取样阀门和密封装置之间的取样管路串联有第一监测装置，密封装置与废液桶之间的排油管路依次串联有第二监测装置和流量控制阀门。

上述第一监测装置和第二监测装置为具有同样检测功能的在线无损油品检测仪器，所述在线无损油品检测仪器为颗粒度检测仪或便携式油品测试仪。

上述密封装置还包括上支架和下支架，上支架设置在密封垫的上端，下支架设置在密封垫的下端。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：

一种使用上述绝缘油取样装置的缘油取样方法，包括以下步骤：

第一步：装置组装，用管路依次连通绝缘油取样口、取样阀门、密封装置、废液桶，关闭取样阀门，打开预先装满纯净水的样品瓶盖子，将样品瓶旋入密封装置，这时样品瓶处于正置的状态；

第二步：排出废液，打开取样阀门、旁通阀门，此时绝缘油从绝缘油取样口流出经旁通管路流入废液桶；

第三步：取得样品，待流出的绝缘油处于稳定状态时，关闭旁通阀门，翻转连有样品瓶的密封装置，样品瓶倒置，绝缘油流经进油管进入样品瓶，并以体积置换的方式排出样品瓶中的纯净水至废液桶；油液充满样品瓶后，完成取样。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述绝缘油取样方法，包括以下步骤：

第一步：装置组装，用管路依次连通绝缘油取样口、取样阀门、第一监测装置、密封装置、第二监测装置、流量控制阀门、废液桶，完成装置组装，关闭取样阀门、流量控制阀门，打开预先装满纯净水的样品瓶盖子，将样品瓶旋入密封装置，这时样品瓶处于正置的状态；

第二步：排出废液，打开取样阀门、旁通阀门，逐渐打开流量控制阀门，将第一监测装置和第二监测装置通电开机，进入流量监视界面，控制绝缘油的流量在监测装置允许的范围之内，此时绝缘油从绝缘油取样口流出经旁通管路流入废液桶；

第三步：状态监测，将第一监测装置和第二监测装置切换至检测项目监视界面，待两个监测装置显示数值稳定，并且数值偏差小于10%，说明此时油液处于稳定状态；

第四步，取得样品，关闭旁通阀门，翻转连有样品瓶的密封装置，样品瓶倒置，此时，绝缘油流经密封装置的进油管进入样品瓶，并以体积置换的方式排出样品瓶中的纯净水至废液桶；油液充满样品瓶后，完成取样。

上述绝缘油取样方法取得的绝缘油样品用于绝缘油中颗粒度、溶解气体、含气量、体积电阻率和击穿电压检测项目中的一项或多项的检测。

本发明方案之一的绝缘油取样装置结构合理而紧凑，以液体置换的方式取得绝缘油样品，实现了密封取样，避免了在取样过程中带入颗粒杂质，保证变压器绝缘油检测项目测试结果的准确性；加入监测装置，可实现样品的部分检测项目在线检测，更加方便快捷，得到的数据也更为准确；利用样品瓶前后两个监测装置所显示的数据实现对流出的绝缘油样品是否稳定进行判断，保证了所取的样品的代表性。其具有快速、高效和安全的特点。

本发明方案之二的绝缘油取样方法操作简便取样结果准确，可同时实现在线样品检测和取样的同步进行。

附图说明

附图1为本发明绝缘油取样装置主视局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为密封装置，2为取样管路，3为排油管路，4为密封垫，5为进油接口，6为排油接口，7为样品瓶接口，8为样品瓶，9为绝缘油取样口，10为进油管，11为排油管，12为废液桶，13为旁通管路，14为旁通阀门，15为取样阀门，16为第一监测装置，17为第二监测装置，18为流量控制阀门，19为上支架，20为下支架。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。下面结合实施例对本发明作进一步描述：

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

实施例1：

如附图1所示，一种绝缘油取样装置，包括密封装置1、取样管路2和排油管路3；密封装置1包括密封垫4，密封垫4两侧分别设有进油接口5和排油接口6，密封垫4下方设置有样品瓶接口7，样品瓶接口7与样品瓶8密封连通；取样管路2一端为取样口接口与绝缘油取样口9连通，取样管路2另一端连通进油接口5；进油接口5的另一端连通进油管10，进油管10另一端端口伸入样品瓶8接近瓶底处；排油管路3一端连通有废液桶12，排油管路3另一端连通排油接口6，排油接口6处连通有排油管11，排油管11另一端端口伸入样品瓶8接近瓶口处；密封装置1上设置有旁通管路13，旁通管路13一端连通进油接口5，另一端连通排油接口6，旁通管路13上设有旁通阀门14，取样管路2上设置有取样阀门15。使用时，将预先装满纯净水的样品瓶8接入样品瓶接口7，通过旁通管路13排掉前段绝缘油样品，翻转样品瓶8以液体置换的方式取得绝缘油样品，实现了密封取样，避免了在取样过程中带入颗粒杂质，保证变压器绝缘油检测项目测试结果的准确性。

如附图1所示，上述密封垫4为耐油橡胶一体成型，取样管路2和排油管路3均为柔性管路，所述柔性管路为耐油橡胶管路。密封垫4采用耐油橡胶一体成型保证了装置具有更好的密封性。采用柔性耐油橡胶管路方便装置各部分安装，同时方便设备的翻转。

上述进油管10、排油管11和旁通管路13均为硬质管路。使用时，根据需要所述硬质管路可采用玻璃管、不锈钢管等。进油管10、排油管11和旁通管路13采用硬质管路使装置在正置和倒置过程中均能保证绝缘油样品的流入和排出以及被置换的水的排出。

上述样品瓶8为硬质透明材质，另配有密封盖，样品瓶接口7设有内螺纹，样品瓶8瓶口设有外螺纹，二者螺纹连接。样品瓶8为硬质透明材质方便翻转和观察，通过螺纹连接在样品瓶接口7处，密封性更好。

上述取样阀门15和密封装置1之间的取样管路2串联有第一监测装置16，密封装置1与废液桶12之间的排油管路3依次串联有第二监测装置17和流量控制阀门18。使用时，加入监测装置，可实现样品的在线检测，部分检测项目可通过监测装置直接完成，将检测和取样在同一个步骤实现，更加方便快捷，得到的数据也更为准确。

上述第一监测装置16和第二监测装置17为具有同样检测功能的在线无损油品检测仪器，所述在线无损油品检测仪器为颗粒度检测仪或便携式油品测试仪。第一监测装置16和第二监测装置17为现有技术中具有同样检测功能的在线无损油品检测仪器，优选的为便携式检测仪器，更为优选的为颗粒度检测仪。使用时，利用样品瓶前后两个监测装置所显示的数据实现对流出的绝缘油样品是否稳定进行判断，以确保所取的样品具有代表性。

上述密封装置1还包括上支架19和下支架20，上支架19设置在密封垫4的上端，下支架20设置在密封垫4的下端。上下支架的设置方便装置的组装和反转。

实施例2：使用实施例1中的绝缘油取样装置的绝缘油取样方法，操作步骤如下：

第一步：装置组装，用管路依次连通绝缘油取样口9、取样阀门15、密封装置1、废液桶12，关闭取样阀门15，打开预先装满纯净水的样品瓶8盖子，将样品瓶8旋入密封装置1，这时样品瓶8处于正置的状态；

第二步：排出废液，打开取样阀门15、旁通阀门14，此时绝缘油从绝缘油取样口9流出经旁通管路13流入废液桶12;

第三步：取得样品，待流出的绝缘油处于稳定状态时，关闭旁通阀门14，翻转连有样品瓶8的密封装置1，样品瓶8倒置，绝缘油流经进油管10进入样品瓶8，并以体积置换的方式排出样品瓶8中的纯净水至废液桶12；油液充满样品瓶8后，完成取样。

实施例3：绝缘油取样方法操作步骤如下：

第一步：装置组装，用管路依次连通绝缘油取样口9、取样阀门15、第一监测装置16、密封装置1、第二监测装置17、流量控制阀门18、废液桶12，完成装置组装，关闭取样阀门15、流量控制阀门18，打开预先装满纯净水的样品瓶8盖子，将样品瓶8旋入密封装置1，这时样品瓶8处于正置的状态；

第二步：排出废液，打开取样阀门15、旁通阀门14，逐渐打开流量控制阀门18，将第一监测装置16和第二监测装置17通电开机，进入流量监视界面，控制绝缘油的流量在监测装置允许的范围之内，此时绝缘油从绝缘油取样口9流出经旁通管路13流入废液桶12；

第三步：状态监测，将第一监测装置16和第二监测装置17切换至检测项目监视界面，待两个监测装置显示数值稳定，并且数值偏差小于10%，说明此时油液处于稳定状态；

第四步，取得样品，关闭旁通阀门14，翻转连有样品瓶8的密封装置1，样品瓶8倒置，此时，绝缘油流经密封装置1的进油管10进入样品瓶8，并以体积置换的方式排出样品瓶8中的纯净水至废液桶12；油液充满样品瓶8后，完成取样。

实施例4：上述绝缘油取样方法取得的绝缘油样品用于绝缘油中颗粒度、溶解气体、含气量、体积电阻率和击穿电压检测项目中的一项或多项的检测。

实施例5：变压器1取样

第一步：装置组装，将两台颗粒度检测仪分别作为第一监测装置16和第二监测装置17取样，用管路依次连通绝缘油取样口9、取样阀门15、第一台颗粒度检测仪、密封装置1、第二台颗粒度检测仪、流量控制阀门18、废液桶12，完成装置组装，关闭取样阀门15、流量控制阀门18，打开预先装满纯净水的样品瓶8盖子，将样品瓶8旋入密封装置1，这时样品瓶8处于正置的状态；

第二步：排出废液，打开取样阀门15、旁通阀门14，逐渐打开流量控制阀门18，将两台颗粒度检测仪通电开机，进入流量监视界面，控制绝缘油的流量，此时颗粒度检测仪显示流量为200ml/min，绝缘油从绝缘油取样口9流出经旁通管路13流入废液桶12；

第三步：状态监测，将两台颗粒度检测仪切换至颗粒度检测项目监视界面。

初始阶段显示数值为：

第一台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为3202

第二台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为1208

经过2分钟后显示数值为：

第一台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为2214

第二台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为2248

数值偏差小于10%，说明此时油液处于稳定状态;

第四步，取得样品，关闭旁通阀门14，翻转连有样品瓶8的密封装置1，样品瓶8倒置，此时，绝缘油流经密封装置1的进油管10进入样品瓶8，并以体积置换的方式排出样品瓶8中的纯净水至废液桶12；油液充满样品瓶8后，取下取样瓶并盖上取样瓶原有的盖子，完成取样。本发明采样耗时10分钟，采样容器仅使用一个取样瓶。相比传统取样，本次取样节省了两支取样针管，节省了20分钟的采样时间。

此外采用传统取样方法，对变压器1进行取样。将两种取样方法所取变压器1绝缘油样品分别进行绝缘油中溶解气体、击穿电压、介质损耗、油中颗粒度共计四项检测，检测结果见下表1至表4。其中表1为油中颗粒度检测结果，表6为溶解气体检测结果，表7为击穿电压检测结果，表8为介质损耗检测结果。结果表明本发明的取样装置和取样方法所取得样品在溶解气体、击穿电压、介质损耗与传统采样方法所取样品检测结果相近，说明在上述检测项目上，本方法可替代传统取样方法。此外对于受环境干扰较大的绝缘油颗粒度检测项目而言，传统取样方法由于与大气相接触，易受到取样环境的干扰引入大气及环境中的杂质，不能真实地反映绝缘油颗粒度的结果，而本发明所采用的装置和方法很好的避免了环境干扰，检测结果真实可靠。

实施例6：变压器2取样

绝缘油取样方法同实施例5，

取样时，颗粒度检测仪显示流量为50ml/min，将两台颗粒度检测仪切换至颗粒度检测项目监视界面时，

初始阶段显示数值为：

第一台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为2102

第二台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为508

经过2分钟后显示数值为：

第一台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为2455

第二台颗粒度检测仪显示14μm以下颗粒总数为2400。

本发明采样耗时10分钟，采样容器仅使用一个取样瓶。相比传统取样，本次取样节省了两支取样针管，节省了20分钟的采样时间。

此外采用传统取样方法，对变压器2进行取样。将两种取样方法所取变压器1绝缘油样品分别进行绝缘油中溶解气体、击穿电压、介质损耗、油中颗粒度共计四项检测，检测结果见下表5至表8。其中表5为油中颗粒度检测结果，表6为表为溶解气体检测结果，表7为击穿电压检测结果，表8为介质损耗检测结果。结果表明本发明的取样装置和取样方法所取得样品在溶解气体、击穿电压、介质损耗与传统采样方法所取样品检测结果相近，说明在上述检测项目上，本方法可替代传统取样方法。此外对于受环境干扰较大的绝缘油颗粒度检测项目而言，传统取样方法由于与大气相接触，易受到取样环境的干扰引入大气及环境中的杂质，不能真实地反映绝缘油颗粒度的结果，而本发明所采用的装置和方法很好的避免了环境干扰，检测结果真实可靠。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。