CN116465564A - 绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，包括集气管、富集室、增压件、传感器，所述集气管密封套接在绝缘油等离子色谱仪样气通路外部，所述富集室的两端分别通过管路连接所述集气管，所述增压件连接在富集室的进气端，所述传感器位于所述富集室内；通过进气口进行抽真空，后向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，检测时集气管与富集室连通，增压件对集气管内气体增压后进入富集室，传感器对增压气体进行检测，若检测到被测样气则发生泄漏，若未检测到被测样气则未发生泄漏。本发明的有益效果：提高绝缘油等离子色谱仪检测的准确性。

Description

绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法

技术领域

本发明涉及一种气密性检测技术，尤其涉及的是绝缘油中溶解气体用等离子色谱仪样气通路气密性的检测方法。

背景技术

等离子色谱仪是一种超高灵敏度的检测器，一般应用于大多数纯气、高纯气或者混合气体中的痕量气体的检测，因此，绝缘油等离子色谱仪的检测样气通路的微小的泄漏都会对检测结果产生很大的影响。

检测变压器绝缘油中溶解气体的含量是发现并诊断变压器故障的主要手段，早期故障时变压器绝缘油中溶解气体组分含量相对较低，传统的色谱仪检测不到，绝缘油等离子色谱仪作为一种超高灵敏度的检测器可以检测变压器油中超痕量级(10^-9～10^-6)溶解气体。

绝缘油等离子色谱仪在长时间运行后可能会出现管路老化、破损，导致漏气；进样垫、密封圈长时间使用出现老化、破损也会导致漏气；色谱仪在使用过程中出现碰撞可能会导致连接阀、管路接头松动，从而导致导致漏气。绝缘油等离子色谱仪的检测样气通路泄漏的时候，被测痕量气体(＜10^-6)将泄漏至空气中，且空气中的氧气、氮气和水分也会反渗入绝缘油等离子色谱仪中，影响检测结果的准确性，因此需要对绝缘油等离子色谱仪的气密性进行检测。

现有的色谱仪样气通路通常是堵住样气出口，开启载气流路调低压输出压力为0.35～0.6MPa，打开主机面板上的载气旋钮，此时压力表应有指示。最后将载气旋钮关闭，半小时内其柱前压力指示值不应有下降，若有下降则有漏，应予排除。但是这种方法在充气时一般采用人工调节气源阀门来控制流量，难以保证控制精确，气压过大时会直接打爆气路或压力表，损坏昂贵精密的设备造成巨大损失，操作复杂，并且微量的泄漏无法观察出来。该流程不能应用于在线检测。

或如专利公告号：CN215574878U，一种植物生理检测用便于管线泄漏检测的气相色谱仪，当需要使用气相色谱仪对植物生理进行检测的时候，本装置时刻检测管线内的气体，当气体检测仪的探头会检测到管线内的气体浓度变低，就是发生了泄漏并迅速的将这一信息传达给控制元件，控制元件控制报警器的开启来提醒实验人员管线经发生泄漏。该装置将气体检测仪直接对管线内气体浓度进行检测，完全取决于气体检测仪的精度，对于缓慢、微小的泄漏很难被检测出来。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息已构成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决目前绝缘油等离子色谱仪气路检测方式对于微小泄漏无法检测的问题，导致检测结果不准确的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，包括集气管、富集室、增压件、传感器，所述集气管密封套接在绝缘油等离子色谱仪样气通路外部，所述富集室的两端分别通过管路连接所述集气管，所述增压件连接在富集室的进气端，所述传感器位于所述富集室内；通过进气口进行抽真空，后向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，检测时集气管与富集室连通，增压件对集气管内气体增压后进入富集室，传感器对增压气体进行检测，若检测到被测样气则发生泄漏，若未检测到被测样气则未发生泄漏。

本发明通过密封的集气管对绝缘油等离子色谱仪样气通路进行包裹，若产生泄漏，绝缘油等离子色谱仪样气通路内被测样气则会溢出进入集气管，通过增压件对集气管内的气体增压后进入富集室内被传感器检测，增压后气体浓度增加以便达到传感器的测试范围，更加容易检测到，提高检测精度；且集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪样气通路内载气相同的气体，防止样气通路发生泄漏后，集气管内的气体进入样气系统，影响检测结果，与载气相同则不会影响检测结果，同时集气管内的气体能够隔绝外界空气中的氧气和水分渗入到分例子色谱仪，对样气通路具有一定的保护作用。本发明中检测气路与样气通路相对独立，互不干扰，可以在绝缘油等离子色谱仪工作的过程中通过控制系统自动检测样气通路的气密性，省去常规色谱仪停机检测的气密性的复杂操作，节省时间，且集气管内气体经过长期累积后增压，使其高于传感器的检测限，解决绝缘油等离子色谱仪微小泄漏检测不到位的问题，提高绝缘油等离子色谱仪检测的准确性。

优选的，还包括压力计，所述压力计连接所述集气管。

优选的，向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体至负压状态。

将集气管内抽真空后充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体至负压状态后，通过压力计进行测压，使得集气管内呈微负压的状态，样气通路一旦发生泄漏更容易进入处于微负压状态的泄漏样气集气系统，使泄漏样气更容易收集。

优选的，向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，气体纯度高于99.9999％。

气体纯度较高，不会影响样气的检测结果。

优选的，所述集气管为圆柱形管，所述集气管与绝缘油等离子色谱仪样气通路之间半径距离3-10mm。

优选的，所述集气管的容积是10-50倍的所述富集室的容积。

经过增压后的气体体积会缩小，因此，富集室的体积较小。

优选的，所述集气管、富集室、增压件、传感器均采用不吸附被测样气的材质。

减少材质对被测样气的影响，若集气管具有吸附被测样气的性质，则测量结果不准确。

优选的，所述传感器为乙炔敏感传感器。

绝缘油中溶解气体主要检测甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳七种气体。而乙炔是变压器放电性故障的特征气体，是检测变压器油中溶解气体时必测的气体，可以作为绝缘油等离子色谱仪泄漏样气中的代表组分；且空气中几乎不存在乙炔气体，不会干扰气密性检测装置的检测结果。

优选的，当检测完成时，若发生泄漏，则传感器发出泄漏报警信号，若未发生泄漏，则关闭第一管路，连通第二管路，将气体回流至集气管。

优选的，所述富集室的两端分别通过第一管路和第二管路连接所述集气管，所述第一管路上连接第一电磁阀，所述第二管路上连接第二电磁阀，所述进气口连接第三电磁阀。

电磁阀的使用有利于自动化控制。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过密封的集气管对绝缘油等离子色谱仪样气通路进行包裹，若产生泄漏，绝缘油等离子色谱仪样气通路内被测样气则会溢出进入集气管，通过增压件对集气管内的气体增压后进入富集室内被传感器检测，增压后气体浓度增加以便达到传感器的测试范围，更加容易检测到，提高检测精度；且集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪样气通路内载气相同的气体，防止样气通路发生泄漏后，集气管内的气体进入样气系统，影响检测结果，与载气相同则不会影响检测结果，同时集气管内的气体能够隔绝外界空气中的氧气和水分渗入到分例子色谱仪，对样气通路具有一定的保护作用。本发明中检测气路与样气通路相对独立，互不干扰，可以在绝缘油等离子色谱仪工作的过程中同时通过控制系统自动检测样气通路的气密性，省去常规色谱仪停机检测的气密性的复杂操作，节省时间，且集气管内气体经过长期累积后增压，使其高于传感器的检测限，解决绝缘油等离子色谱仪微小泄漏检测不到位的问题，提高绝缘油等离子色谱仪检测的准确性；

(2)将集气管内抽真空后充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体至负压状态后，通过压力计进行测压，使得集气管内呈微负压的状态，样气通路一旦发生泄漏更容易进入处于微负压状态的泄漏样气集气系统，使泄漏样气更容易收集；

(3)向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，且纯度高于99.9999％，不会影响样气的检测结果；

(4)所述集气管、富集室、增压件、传感器均采用不吸附被测样气的材质，减少材质对被测样气的影响，提高测量结果准确的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性的检测装置的结构示意图；

图中标号：

1、绝缘油等离子色谱仪样气通路；11、进样阀；12、色谱柱；13、样气管道；14、阀门；15、检测器；

2、集气管；3、富集室；4、增压件；5、传感器；6、压力计；7、进气口；8a、第一电磁阀；8b、第二电磁阀；8c、第三电磁阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性的检测装置，连接在绝缘油等离子色谱仪样气通路1的外部并与之密封连接，能够对绝缘油等离子色谱仪样气通路1内的泄漏气体进行收集、增压、检测，还可以与外部的控制检测系统连接后，自动在线间隔性的记录检测结果，以及在发生泄漏后发出警报。

如图1所示，绝缘油等离子色谱仪样气通路1包括依次连接的进样阀11、色谱柱12、样气管道13、阀门14、检测器15，所述进样阀11、检测器15连接所述样气管道13的两端，色谱柱12与阀门14连接在样气管道13上，在进样阀11与样气管道13连接处、检测器15与样气管道13处、阀门14处、色谱柱12处均容易产生泄漏。因此，本实施例的检测装置覆盖绝缘油等离子色谱仪样气通路1的整个易产生泄漏的点。所有样气通路完整密封包裹起来，形成一个完整密封的检测装置，检测装置与绝缘油等离子色谱仪样气通路1的连接处采用焊接密封，并通过压力计6检测检测装置的气密性。

绝缘油等离子色谱仪样气通路1内包含载气和被测样气。

如图1所示，绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性的检测装置，包括集气管2、富集室3、增压件4、传感器5、压力计6、进气口7；所述富集室3的两端分别通过第一管路和第二管路连接所述集气管2，第一管路作为富集室3的进气管，第二管路作为富集室3的回流管，所述增压件4连接在第一管路上，所述传感器5位于所述富集室3内；进气口7通过第三管路连接第二管路上，压力计6连接集气管2。传感器5可与外部控制器连接。

具体的，集气管2为圆柱形管，沿长度方向贯穿，所述集气管2半径与绝缘油等离子色谱仪样气通路1半径之间距离3-10mm。如在色谱柱12处，集气管2则适应性的也向外凸起能够即包裹住色谱柱12又能够与色谱柱12存在一定的间距；除了色谱柱12处，集气管2呈均匀的管结构。集气管2主要用于收集泄漏的气体。

在第一管路上还连接第一电磁阀8a，所述第二管路上连接第二电磁阀8b，所述第三管路上连接第三电磁阀8c。在集气管2收集泄漏气体时，第一电磁阀8a、第二电磁阀8b、第三电磁阀8c均处于关闭状态。电磁阀的使用有利于自动化控制。

富集室3的体积要小于集气管2，具体的，所述集气管2的容积是所述富集室容积10-50倍。经过增压后的气体体积会缩小，因此，富集室3的体积较小。假设集气管2的体积和压强分别为V1、P1，富集室的体积和压强分别是V2、P2；根据理想气体状态方程PV＝nRT；得到P1V1＝P2V2；增压件4对集气管2收集的样气加压后，P2增大，V2会缩小，所以富集室3容积小于集气管2；根据摩尔定律c＝n/V；相同物质的量的样气，假设浓度富集10～50倍，体积需要缩小至少10～50倍，才能达到传感器5能够检测到的浓度。

采用上述绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性的检测装置的检测方法如下：

步骤1：通过进气口7进行抽真空，保持集气管2内的纯净度，减少其他杂质气体的影响；此时整个检测装置为通路，即：第一电磁阀8a、第二电磁阀8b、第三电磁阀8c均为打开状态。

步骤2：后通过进气口7向集气管2内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的高纯度气体至微负压状态，由压力计6进行测量压力，确保集气管2内是微负压的状态；假设常压下气体是1MPa，本实施例充入0.8MPa的气体，通过压力计6测得低于常压，属于微负压状态，被测样气一旦发生泄漏更容易进入处于微负压状态的集气管2内，使泄漏样气更容易收集；

向集气管2内充入的高纯度气体，通常纯度高于99.999％，气体纯度较高，不会影响样气的检测结果；

步骤3：在集气管2收集泄漏气体时，第一电磁阀8a、第二电磁阀8b、第三电磁阀8c并保持关闭状态；收集一段时间后，第一电磁阀8a打开，通过增压件4对集气管2内气体进行增压，后进入富集室3，传感器5对增压后的气体进行检测，若检测到增压气体内存在被测样气，则发生泄漏，若未检测到被测样气则未发生泄漏；

若发生泄漏，外部控制器发出泄漏报警信号；若未发生泄漏，外部控制器记录该次数据，并打开第二电磁阀8b、关闭第一电磁阀8a，将增压气体返回至集气管2，后再次关闭第二电磁阀8b，进入下一个循环。

外部控制器可以对第一电磁阀8a、第二电磁阀8b、第三电磁阀8c进行控制其通断，保持集气管2间断的收集，保持在线、实时收集泄漏气体。

本实施例具有以下技术效果：

通过密封的集气管2对绝缘油等离子色谱仪样气通路1进行包裹，若产生泄漏，绝缘油等离子色谱仪样气通路1内被测样气则会溢出进入集气管2，通过增压件4对集气管2内的气体增压。一方面集气管2内的泄漏样气经长期累积后，再经增压、富集至10～50倍，以增加被测样气浓度，使其高于乙炔气体敏感传感器的检测限(10-6量级)，解决绝缘油等离子色谱仪微小泄漏检测不到位的问题，提高绝缘油等离子色谱仪检测的准确性。

集气管2内充入与绝缘油等离子色谱仪样气通路1内载气相同的气体，防止样气通路发生泄漏后，集气管2内的气体进入样气系统，影响检测结果，与载气相同则不会影响检测结果，同时集气管2内的气体能够隔绝外界空气中的氧气和水分渗入到绝缘油等离子色谱仪，对样气通路具有一定的保护作用。

检测气路与样气通路相对独立，互不干扰，可以在绝缘油等离子色谱仪工作的过程中通过控制系统自动检测样气通路的气密性，省去常规色谱仪停机检测的气密性的复杂操作，节省时间。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，本实施例的增压件4采用增压泵。

本实施例中，所述集气管2、富集室3、增压件4、传感器5、压力计6以及第一管路、第二管路和电磁阀等均采用不吸附被测样气的材质，是为了减少材质对被测样气的影响，若集气管2或其他具有吸附被测样气的性质，则测量结果不准确。

本实施例是对变压器放电性故障的检测，绝缘油中溶解气体主要检测甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氢气、一氧化碳和二氧化碳七种气体。乙炔是变压器放电性故障的特征气体，是检测变压器油中溶解气体时必测的气体，可以作为绝缘油等离子色谱仪泄漏样气中的代表组分；且空气中几乎不存在乙炔气体，不会干扰气密性检测装置的检测结果。因此，本实施例的被测样气为乙炔，选择高灵敏度的乙炔气体敏感传感器作为样气敏感传感器。因此，本实施例中检测装置采用不吸附乙炔的不锈钢材质，所述传感器5为乙炔气体敏感传感器。

需要说明的是：其他油中其它溶解气体的传感器也可以，只是乙炔更具代表性，而且，空气中没有乙炔，油中溶解气体中乙炔是必检气体，其他气体不是必检的气体，样气泄漏时可能检测不到。

本实施例进一步提高检测的准确性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，包括集气管、富集室、增压件、传感器，所述集气管密封套接在绝缘油等离子色谱仪样气通路外部，所述富集室的两端分别通过管路连接所述集气管，所述增压件连接在富集室的进气端，所述传感器位于所述富集室内；通过进气口进行抽真空，后向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，检测时集气管与富集室连通，增压件对集气管内气体增压后进入富集室，传感器对增压气体进行检测，若检测到被测样气则发生泄漏，若未检测到被测样气则未发生泄漏。

2.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，还包括压力计，所述压力计连接所述集气管。

3.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体至负压状态。

4.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，向集气管内充入与绝缘油等离子色谱仪所用载气相同的气体，气体纯度高于99.999％。

5.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，所述集气管为圆柱形管，所述集气管与绝缘油等离子色谱仪样气通路之间半径距离3-10mm。

6.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，所述集气管的容积是10-50倍的所述富集室的容积。

7.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，所述集气管、富集室、增压件、传感器均采用不吸附被测样气的材质。

8.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，所述传感器为乙炔敏感传感器。

9.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，当检测完成时，若发生泄漏，则传感器发出泄漏报警信号，若未发生泄漏，则关闭第一管路，连通第二管路，将气体回流至集气管。

10.根据权利要求1所述的绝缘油等离子色谱仪样气通路气密性在线检测方法，其特征在于，所述富集室的两端分别通过第一管路和第二管路连接所述集气管，所述第一管路上连接第一电磁阀，所述第二管路上连接第二电磁阀，所述进气口连接第三电磁阀。