变压器油中微量水分检测装置的电路设计与工作原理分析.doc
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1、变压器油中微量水分检测装置的电路设计与工作原理分析该检测过程采用物理检测方法,能实现自动定量取样、油水分离、水分汽化、水分检测、微水含量计算。提出对变压器油中微量水分的总体检测方案,分析检测原理,设计硬件实现电路。样机测试结果证明该检测装置的有效性。引言变压器油中的气体杂质和微量水分会降低变压器油的绝缘性能,加速绝缘系统老化,还可导致变压器局部放电击穿及产生气泡,这不仅仅缩短变压器的正常使用寿命,严重时会导致安全事故发生,造成巨大的损失和危害,因此变压器在投入运行以前都需要进行微水检测。变压器油中微水检测是近些年国内外研究的热点,目前研究的检测方法主要有蒸馏法,卡尔费休法,重量法,介电常数法,
2、各种方法各有优缺点。蒸馏法原理简单,但检测时间长,受环境影响大,分析效率及准确度低,检测误差大。卡尔费休法分析速度快,灵敏度高,准确度高,但检测时滴定池的清洁度、滴定参数以及滴定中偶尔出现的假滴定终点现象以及空气的相对湿度都会影响检测结果,而且检测中使用的化学试剂含有一定毒性,操作不当会影响实验人员的健康,废弃的试剂还会对环境造成一定污染。重量法原理较简单,但油中常混有杂质气体,导致精度不高。介电常数法可应用于油中微水的在线检测,准确度较高,可以直接获得水分含量,但是检测结果易受电容敏感性和环境温度影响。为克服以上方法的缺点,本文采用物理方法对变压器油中微量水分进行检测。该检测方法不需要化学试
3、剂,无任何化学反应,对操作人员无毒害,对环境无污染,运行成本低,整个检测过程绿色环保。检测过程操作简单,检测速度快,不需要配制和保存化学试剂,能自动实现定量取样、油水分离、水分汽化、水分检测、微水含量计算。检测装置样机采用台式结构,小型、美观、大方,整机布局紧凑合理,可操作性强。1 工作原理变压器油中微水检测装置的工作原理如图1所示,主要包括自动定量取样部分,油水分离部分,水分含量检测部分,人机接口部分。自动定量取样部分的核心部件是高精度定量管,配件有注油口、密封件、溢油口、溢油排出管等。待测油样从注油口进入定量管,定量管中充满待测油样,多余的油从溢油排出管路排出。定量管的容积是标准值,以保证
4、每次取样量的一致。快速高效油水分离部分的核心部件是油水分离柱,包括中空的外套管、进口和出口。外套管中设有连通的分离管和蒸发管,分离管与进口连接,蒸发管与出口连接,分离管中设有油水分离颗粒。油水分离柱中以99.99%高纯氮气作为载气,携带定量被测油样的载气进入分离管,经过油水分离颗粒的分离作用,将油和水分离开来,油分粘附在油水分离颗粒上,携带水分的载气从蒸发管中排出,进入水分检测部分。经过油水分离和蒸发后,标准油样中的水分随载气进入检测腔,腔体中装设一只气体湿度传感器和一只气体流量传感器,实时高速检测载气的湿度和流量。本装置采用电容型聚合物薄膜湿度传感器检测载气湿度,该传感器不受温度影响,响应速
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