本發(fā)明涉及一種全密封式標準氣體/油樣儲運裝置及方法，屬于變壓器技術領域。

背景技術：

變壓器是電力系統(tǒng)中最為昂貴和重要的設備之一，其安全穩(wěn)定運行將對整個電網(wǎng)的可靠性和安全性產(chǎn)生重大影響。隨著目前智能化電網(wǎng)堅強建設工作的不斷開展，變壓器的設計和應用也朝著高壓、特高壓的方向發(fā)展。對變壓器進行在線監(jiān)測，從而及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的絕緣缺陷和潛伏性故障，是保持電網(wǎng)安全可靠運行的一個重要手段。對變壓器內(nèi)部的絕緣油中溶解氣體進行色譜分析被公認為是有效的變壓器在線監(jiān)測方法，已被廣泛用于診斷變壓器內(nèi)部故障。

盡管色譜儀對于各組分氣體的監(jiān)測具有高度的敏感性和可靠性，變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置在實際應用中也暴露出許多問題，例如經(jīng)常會因為測量不夠準確而出現(xiàn)漏報、誤報等情況，這將導致不能及時對變壓器進行檢修而使變壓器損壞，或者造成不必要的停運檢修，浪費人力物力。因此，對變壓器在線檢測裝置開展校驗工作，驗證其檢測結果的準確性具有重大的現(xiàn)實意義。然而目前我國的在線監(jiān)測裝置校驗技術還處于起步階段，有待于對現(xiàn)場校驗方法開展廣泛而深入的進一步研究。

目前在線監(jiān)測裝置的校驗方法主要是離線數(shù)據(jù)對比法、標準氣體對比法以及標準油對比法，這三種方法特點各有不同，所針對的目標單元也有所不同。離線數(shù)據(jù)對比法由于其檢測周期長、氣體組分覆蓋底、準確率和實用性差而在校驗領域存在較大的局限性，現(xiàn)場多采用標準氣體法和標準油樣法進行在線監(jiān)測裝置校驗。目前我國相關高校和科研院所已經(jīng)開展對在線監(jiān)測裝置校驗方法的研究課題，并初步探索了校驗用標準氣體樣品以及油樣的制備方法。但是氣體配置的密封腔、氣體/油樣品的密封保存以及現(xiàn)場運輸過程中存在的耗散、逸出和污染等問題尚未得到有效解決，極大地影響校驗工作的準確性。需要設計專門的裝置來解決上述問題，保證在現(xiàn)場測量時的樣品品質。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種全密封式標準氣體/油樣儲運裝置及方法，以解決氣體/油樣品的密封保存以及現(xiàn)場運輸過程中存在的耗散、溢出和污染等問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種全密封式標準氣體/油樣儲運裝置，包括裝置主體、氣壓指示表、密封蓋板、閥門，所述裝置主體設置有活塞裝置、動密封裝置、進樣閥門、氣控閥門，所述活塞裝置包括活塞導桿、活塞面板及活塞下行限位裝置，所述活塞導桿呈中空狀態(tài)，其內(nèi)部設置有氣密芯裝置，活塞導桿與密封蓋板之間通過動密封裝置相連接，活塞面板下部設置活塞下行限位裝置以確保活塞面板位置處于進樣閥門之上，所述動密封裝置固定于密封蓋板上，與活塞導桿緊密接觸。

所述動密封裝置由彈簧座、彈簧、動環(huán)、靜環(huán)、動環(huán)密封圈、壓蓋、靜環(huán)密封圈、防轉銷、緊定螺釘、和壓蓋密封圈裝配而成，動環(huán)密封圈裝在動環(huán)與軸之間，靜環(huán)密封圈裝在靜環(huán)與壓蓋之間。

所述動環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈橫截面為o形、v形或楔形。

所述裝置主體與密封蓋板之間設置有密封圈和凹槽，活塞面板與裝置主體側壁之間設置有密封圈和凹槽。

所述密封蓋板、動密封裝置與活塞導桿接觸處設有密封圈。

所述進樣閥門的導管口位置低于活塞面板，氣控閥門的導管口位置高于動密封裝置的下端。

所述氣壓指示表安裝在密封蓋板上，進樣閥門、氣控閥門分別連接氣罐或空氣泵。

一種全密封式標準氣體/油樣配置保存方法，配置保存不同組分特征氣體的方法步驟為：通入氣體時，打開底部進樣閥門，同時保持氣密芯裝置關閉，氣控閥門與真空泵相連對活塞面板以上部分進行抽真空處理，利用上下壓力差使氣體樣品在良好密封的條件下頂起活塞裝置，進入裝置內(nèi)部；

配置保存溶有特征氣體的標準油樣的方法步驟為：注入油樣時，保持底部進樣閥門開啟及氣密芯裝置關閉，外部施加壓力將油樣由進樣閥門注入裝置內(nèi)部，保持氣控閥門開啟，注入油樣時外部施加壓力足夠，氣控閥門可不連接真空泵。

對所述裝置內(nèi)部氣體/油樣品進行長期保存時，保持所有閥門均處于關閉狀態(tài)。

在注入不同濃度標準油樣時對裝置腔體進行清洗，將預裝油樣通過底部進樣閥門注入腔內(nèi)，再利用空氣泵將活塞裝置壓下，反復三次，最后將油樣注入裝置內(nèi)貯藏，如果裝置內(nèi)保存的樣品為氣體，再次使用前應對其進行抽真空處理。

一種對裝置內(nèi)部氣體/油樣品進行即時取樣的方法，所述方法步驟為：首先將氣控閥門與氣罐相連，并適量打開氣罐閥門對活塞裝置向下加壓，同時利用配套的氣密芯特定導管向氣密芯裝置施加壓力，氣密芯裝置即呈導通狀態(tài)，在活塞裝置壓力下將樣品排至外界，取適量樣品之后關閉氣罐閥門及氣控閥門，撤走氣密芯特定導管使裝置恢復密封狀態(tài)。

一種采用標準氣體/油樣法進行現(xiàn)場校驗的方法，所述方法步驟為：選擇儲有標準油樣的所述裝置，令氣密芯裝置與相應在線監(jiān)測裝置相連接，校驗時色譜儀處于離線狀態(tài)，氣控閥門與氣罐連接，打開氣控閥門并開啟氣罐閥門，通過產(chǎn)生的壓縮氣體驅動活塞裝置適當下移，從而將裝置內(nèi)標準油樣通過氣密芯裝置壓入在線監(jiān)測裝置之中；根據(jù)現(xiàn)場校驗的要求不同，如果標準油樣需要采用循環(huán)工作的方式，則經(jīng)過色譜儀各單元后油路導管與底部進樣閥門相連，否則保持進樣閥門關閉；當采用標準氣體法對在線色譜儀進行校驗時，操作與標準油樣法相同，但是標準氣體法中裝置內(nèi)氣體樣品不得循環(huán)使用，在現(xiàn)場校驗的過程中裝置底部的進樣閥門始終保持關閉狀態(tài)。

本發(fā)明采用如上技術方案的有益效果是：確保了標準氣體/油樣品在配置、保存、運輸以及校驗等工作的整個過程中，樣品始終處于密閉狀態(tài)，從而有效降低標準油樣中溶解氣體的衰減和溢出或多組分氣體的污染，并且保證了在現(xiàn)場測量時的樣品品質。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中的動密封裝置結構示意圖。

具體實施方式

為進一步描述本發(fā)明，下面結合附圖對其作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，全密封式標準氣體/油樣儲運裝置包括裝置主體1、活塞導桿2、活塞面板3、活塞下行限位裝置4、氣密芯裝置5、動密封裝置6、進樣閥門7、氣控閥門8、氣壓指示表9和密封蓋板10，其中活塞導桿2、活塞面板3、活塞下行限位裝置4構成活塞裝置。裝置主體1呈圓柱形，活塞導桿2、活塞面板3、活塞下行限位裝置4、動密封裝置6設置在其內(nèi)部，裝置主體1與密封蓋板10之間以及活塞面板3與裝置主體1側壁之間均設置有密封圈和凹槽，保證裝置各部件之間相互的密封性?；钊麑U2呈中空狀態(tài)，其內(nèi)部設置有氣密芯裝置5，氣密芯裝置5的原理類似自行車輪胎中的氣芯，在有特定導管下壓其閥式裝置時導通，其余時間保持封閉狀態(tài)，氣密芯裝置5與活塞導桿2組成本裝置的排樣系統(tǒng)，除了在檢測校驗時可作為樣品循環(huán)的通路外，還可以實現(xiàn)即時取樣的功能?；钊麑U2與密封蓋板10之間通過動密封裝置6相連接，活塞面板3下部設有活塞下行限位裝置4以確?；钊姘逦恢锰幱谶M樣閥門7之上，動密封裝置6固定于密封蓋板10上，與活塞導桿2緊密接觸，其接觸處設有密封圈，以保證活塞裝置在上下移動過程中，裝置主體始終保持高度密封性，腔體上部的氣體不從此處泄漏，這一措施可使腔體活塞面板以上部分空間有條件產(chǎn)生一定的氣壓，從而利用氣壓控制活塞裝置上下移動的目的。同時，動密封裝置6可起到對活塞面板的上部限位作用?；钊b置的上下移動要依靠氣控閥門8與空氣泵或氣罐相連，通過空氣泵對腔體上部空間抽真空產(chǎn)生向上的壓力差推動活塞裝置向上運動，或通過氣罐使腔體上部產(chǎn)生較高氣壓帶動活塞裝置向下移動，腔體內(nèi)部氣壓值可通過讀取氣壓指示表9得到。氣密芯裝置5和進樣閥門7在相對密閉的條件下構成樣品的工作通路，樣品從進樣閥門7進入，在進入過程中高過活塞裝置限位高度后樣品始終與活塞裝置面板緊密接觸，從而在貯藏和運輸過程中避免外部空氣造成污染。氣密芯裝置5和進樣閥門7構成的通路在進行標準油樣法對在線監(jiān)測裝置進行校驗時，標準油樣需要循環(huán)使用，油樣通過外部壓力由底部進樣閥門7進入裝置主體內(nèi)，由氣密芯裝置5流入外部，形成“上出下進”的油路循環(huán)方向，可保證標準油樣全部參與循環(huán)校驗過程，避免出現(xiàn)“死油”現(xiàn)象。

動密封裝置6與活塞導桿的連接方式為機械密封式，其結構如圖2所示，由彈簧座11、彈簧12、動環(huán)13、靜環(huán)14、動環(huán)密封圈15、壓蓋16、靜環(huán)密封圈17、防轉銷18、緊定螺釘19、和壓蓋密封圈20等原件組成。動環(huán)13和靜環(huán)14是機械密封的主要元件，動環(huán)13隨泵軸旋轉也稱旋轉環(huán)，靜環(huán)14與泵體固定不動也稱固定環(huán)。動環(huán)和靜環(huán)一般用不同材料制成，一個硬度低些，一個硬度高些，并具有耐磨，耐腐蝕等特點。為了減少摩擦，動環(huán)和靜環(huán)的摩擦面應具有較高的光潔度。動、靜環(huán)密封圈是靜密封原件。動環(huán)密封圈裝在動環(huán)與軸(或軸套)之間，靜環(huán)密封圈裝在靜環(huán)與壓蓋之間。這些密封圈用具有彈性好的材料(如橡膠、塑料等)制成，其橫截面可做成o形、v形或楔形等不同的形狀，它們還有對軸的振動起緩沖和吸振作用。壓緊元件包括彈簧、傳動座、止推環(huán)等，傳動座用螺釘固定在軸上支承彈簧，彈簧給止推環(huán)一定壓力，止推環(huán)壓緊密封圈并把彈簧力傳給動環(huán)，并且使動環(huán)和靜環(huán)的摩擦面緊密接觸，從而達到密封的目的。該機械密封有四個密封點(如圖中的a、b、c、d)a點為壓蓋與泵殼端面之間的密封。b點為靜環(huán)與壓蓋之間的密封，這是一種靜密封，通常采用各種形狀的有彈性的輔助密封圈來防止液體從靜環(huán)與壓蓋之間的縫隙泄露。c點為相對旋轉密封，它是機械密封點，靠彈性元件和液體壓力在相對運動的動環(huán)和靜環(huán)的接觸面上產(chǎn)生一個適當?shù)膲壕o力，使這兩個光潔、平直的端面緊密貼合，端面間維持著一層極薄的液膜，起平衡壓力和潤滑端面的作用，由此達到密封的目的。d點為動環(huán)與軸(軸套)之間的密封，這也是一個靜止密封?？偠灾?，機械密封又稱為端面密封，系指由兩個光潔的、精密的平面在介質壓力和外力(如彈簧力)的作用下，相互緊貼并作相對旋轉運動面構成的動密封裝置，主要作用是將較易泄露的軸向密封改為較難泄露的靜密封和端面密封。

本發(fā)明所述裝置實施例應用方法為：

通入氣體時，打開底部進樣閥門，同時保持氣密芯裝置關閉，氣控閥門與真空泵相連對活塞面板以上部分進行抽真空處理，利用上下壓力差使氣體樣品在良好密封的條件下頂起活塞裝置，進入裝置內(nèi)部。

注入油樣時，保持底部進樣閥門開啟及氣密芯裝置關閉，外部施加壓力將油樣由進樣閥門注入裝置內(nèi)部，保持氣控閥門開啟，由于注入油樣時外部施加壓力足夠，因此氣控閥門可以不連接真空泵。

對裝置內(nèi)部氣體/油樣品進行長期保存或運輸時，保持所有閥門均處于關閉狀態(tài)。

當需要對裝置內(nèi)部氣體/油樣品進行取樣時，首先將氣控閥門與氣罐相連，并適量打開氣罐閥門對活塞裝置向下加壓，同時利用配套的氣密芯特定導管向氣密芯裝置施加壓力，氣密芯裝置即呈導通狀態(tài)，在活塞裝置壓力下將樣品排至外界，取適量樣品之后關閉氣罐閥門及氣控閥門，撤走氣密芯特定導管使裝置恢復密封狀態(tài)。

采用標準油樣法現(xiàn)場進行校驗時，選擇儲有標準油樣的所述裝置，令氣密芯裝置與相應在線監(jiān)測裝置相連接(校驗時色譜儀處于離線狀態(tài))，氣控閥門與氣罐連接，打開氣控閥門并開啟氣罐閥門，通過產(chǎn)生的壓縮氣體驅動活塞裝置適當下移，(壓力表可以顯示罐體上部空氣的壓力值)，從而將裝置內(nèi)標準油樣通過氣密芯裝置壓入在線監(jiān)測裝置之中。根據(jù)現(xiàn)場校驗的要求不同，如果標準油樣需要采用循環(huán)工作的方式，則經(jīng)過色譜儀各單元后油路導管與底部進樣閥門相連，否則保持進樣閥門關閉。

當采用標準氣體法對在線色譜儀進行校驗時，操作與標準油樣法相同，但是標準氣體法中裝置內(nèi)氣體樣品不得循環(huán)使用，因此在現(xiàn)場校驗的過程中裝置底部的進樣閥門應始終保持關閉狀態(tài)。

本裝置在注入不同濃度標準油樣時需對裝置腔體進行清洗，方法如下：將預裝油樣通過底部進樣閥門注入腔內(nèi)，再利用空氣泵將活塞裝置壓下，反復三次，最后將油樣注入裝置內(nèi)貯藏。如果裝置內(nèi)保存的樣品為氣體，則再次使用前應對其進行抽真空處理。

當裝置內(nèi)氣體/油樣品排空之后，應使活塞裝置保持在其下限位置，并關閉所有閥門，以防止浮塵、雜質及氣體進入裝置主體內(nèi)部，堵塞管道以及對下一次注入的氣體/油樣品造成污染。

定期檢驗裝置的密封性，具體操作為：打開氣控閥門并與空氣泵連通，關閉其余閥門，通過空氣泵向腔體內(nèi)充入一定壓力氣體，并關閉氣控閥門。觀察壓力表示數(shù)，如果在較長時間內(nèi)，壓力表示數(shù)基本保持不變，則表明裝置密封性良好。