АНАЛИЗАТОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗА В ИЗОЛЯЦИОННОМ МАСЛЕ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для определения концентрации газов, растворенных как в трансформаторном масле, так и в любой другой жидкости, при этом с помощью анализатора постоянно производят измерение наиболее важных газов, которые свидетельствуют о возникновении проблем в трансформаторе: водорода, угарного газа, ацетилена, этилена, этана, метана и др.
Известный анализатор для определения газа, растворенного в жидкости по авторскому свидетельству №913152, кл. G01N 7/12, опубл. 15.03.1982 г. содержит трубку из газопроницаемой мембраны, которая установлена в емкости с жидкостью. Торцы трубки соединены с газовым контуром в виде патрубков, внутри которых циркулирует газ-носитель, при этом вибратор создает возвратно-поступательные перемещения мембраны в вертикальном направлении.
Недостаток устройства заключается в том, что действия вибратора влияют на качество анализа и на прочность и надежность самой мембраны.
Известное устройство для удаления и диагностики газа, растворенного в изоляционном масле по патенту Японии №3170774, кл. Н01F 27/12, заявл. 14.03 1996 г., опубл. 28.05.2001 г. содержит контейнер с газовой камерой, в которой установлены две полимерные мембраны, через которые пропускают и удаляют газ в газовую камеру, при этом мембраны погружены в масло в контейнере.
Недостатками устройства являются сложность конструкции и то, что в контейнере не предусмотрена компенсация от изменений температурных режимов и давления масла.
Известный газоанализатор водорода по патенту Российской Федерации №2242751, кл. G01N 27/04, опубл. 20.12.2004 г. (или по патенту Российской Федерации на полезную модель №40803, кл. G01N 27/00, опубл. 27.09.2004 г.) содержит удлиненный металлический трубчатый корпус, который установлен вертикально входным отверстием вниз. Внутри корпуса установлены газочувствительный элемент, подогреватель газа и тепловой экран. На корпусе размещен нагреватель, охватывающий зону подогревателя, обогреваемую рабочую камеру и тепловой экран. Газоанализатор содержит измеритель сопротивления газочувствительного элемента и регулятор температуры рабочей камеры.
Данную конструкцию анализатора газа в измеряемой среде принимаем за наиближайший аналог.
Недостаток аналога следующий:
- сложность конструкции анализатора, с помощью которого не точно измеряется уровень газа и в котором не оптимизирован температурный режим нагрева в рабочей камере корпуса по сравнению с температурой нагрева всей наружной поверхности корпуса, что вызывает перегрев рабочей камеры, создает большое сопротивление газочувствительного элемента и снижает надежность конструкции в целом.
Согласно наиближайшего аналога, анализатор газа содержит металлический корпус датчика, в котором установлен газочувствительный элемент, связанный с автоматическими компонентами внешних цепей.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции анализатора газа, обеспечивающей компактное выполнение и не сложность изготовления самой конструкции за счет того, что нагревательные элементы, установленные на равномерно выполненных площадках корпуса датчика позволяют нагревать газовую ячейку, образованную внутри корпуса датчика, а так как нагревательные элементы расположены ближе к газочувствительному элементу, то температурный режим оптимизируется в газовой ячейке датчика и не зависит от изменения температуры изоляционного масла.
Анализатор разработан по 1-му и 2-му вариантах исполнения.
Согласно 2-го варианта исполнения, газочувствительный элемент размещен без образования газовой ячейки, т.е. трубчатый корпус датчика с газочувствительным элементом погружен в изоляционное масло, которое находится в емкости, причем газочувствительный элемент установлен с защитным фильтром, который непроницаемый для изоляционного масла.
Решение поставленной задачи обеспечивает анализатор для определения газа в изоляционном масле, содержащий металлический корпус датчика, в котором установлен газочувствительный элемент, связанный с компонентами внешних цепей, за счет того, что корпус датчика установлен снаружи и подсоединен к емкости с изоляционным маслом через фланцевое соединение, при этом внешняя поверхность корпуса датчика имеет равномерно выполненные площадки, на которых жестко закреплены нагревательные элементы или корпус датчика выполнен в виде трубки, один конец которой погружен в изоляционное масло и на нем установлен газочувствительный элемент, а на другом конце трубки, выходящей наружу установлена клеммная коробка.
Для точного измерения уровня газа, растворенного в масле применяется газочувствительный элемент, который помещен в газовой ячейке корпуса датчика, при этом в газовой ячейке выполнена мембранная система (не показана).
Для выполнения защитных функции, газочувствительный элемент установлен с защитным фильтром, который непроницаемый для изоляционного масла, при этом газочувствительный элемент может быть с газопроницаемой мембраной.
Для уменьшения расстояния от емкости с изоляционным маслом до газовой ячейки корпуса датчика, на корпусе датчика и на емкости с изоляционным маслом установлены металлические фланцы большого диаметра для соединения между собой.
Согласно 2-го варианта исполнения анализатора с заданной глубиной погружения в изоляционном масле и создания герметичности, на трубке корпуса датчика установлен адаптер с резьбой для фиксации газочувствительного элемента на заданной глубине погружения.
Клеммная коробка предназначена для коммутации внешних цепей.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели:
- усовершенствована конструкция анализатора, повышена прочность и надежность корпуса датчика в виде многогранника, в котором образуется больший объем газовой ячейки, что позволяет более равномерно поддерживать температурный режим газочувствительного элемента и уменьшать термосопротивление между нагревательными элементами и корпусом датчика, при этом более точно измерять уровень газа, растворенного в изоляционном масле и создавать высокую механическую прочность самой конструкции анализатора,
- за счет фланцевого соединения уменьшается расстояние между газовой ячейкой корпуса датчика и емкостью с изоляционным маслом, что улучшает обмен масла с растворенным в нем газом перед газочувствительным элементом в газовой ячейке, в которой анализируется большое количество растворенного газа в емкости с изоляционным маслом и точнее выполняется замер,
- отсутствует возможность механического повреждения мембраны, а с помощью защитного фильтра мембрана газочувствительного элемента защищена от попадания мусора и посторонних предметов, имеющих место в изоляционном масле (трансформаторном масле),
- не существует вибрации корпуса датчика за счет антивибрационного крепления, что исключает повреждения конструкции анализатора.
Заявляемый анализатор для определения газа в изоляционном масле поясняется нижеприведенным описанием и чертежами, где:
Фиг.1 - общий вид анализатора по 1-му варианту исполнения, корпус датчика в виде многогранника с нагревательными элементами,
Фиг.2 - вид сбоку корпуса датчика в виде многогранника с нагревательными элементами,
Фиг.3 - общий вид анализатора по 2-му варианту исполнения, часть трубчатого корпуса датчика погружена в изоляционное масло в емкости.
Полезная модель, анализатор для определения газа в емкости 1 с изоляционным маслом (трансформаторным маслом) 2 содержит металлический корпус датчика 3, внешняя форма которого имеет вид геометрического многогранника, который установлен снаружи и подсоединен к емкости 1 с маслом 2 через фланцевое соединение, в котором металлические фланцы 4 и 5 большого диаметра жестко крепятся между собой, при этом герметично сопрягается корпус датчика 3 с емкостью 1 с маслом 2 (см. фиг.1).
На выполненных площадках 6, равномерно расположенных на внешней поверхности корпуса датчика 3 жестко закреплены нагревательные элементы 7, причем площадок 6 на поверхности корпуса датчика может быть две, четыре и более, в зависимости от типа нагревательных элементов и климатических условий (см. фиг.1, фиг.2).
В корпусе датчика 3 образована газовая ячейка, в которой установлен газочувствительный элемент 8, причем в газовой ячейке имеется мембранная система (не показана) (см. фиг.1).
Газочувствительный элемент 8 связан с электронными компонентами (не показаны) внешних цепей.
По 1-му варианту исполнения анализатора, за счет фланцевого соединения между газовой ячейкой корпуса датчика 3 и емкостью 1 с маслом 2 более точно измеряется уровень растворенного газа в масле 2, так как уменьшается расстояние между корпусом датчика 3 и емкостью 1 и увеличивается скорость обмена масла с растворенным в нем газом, попадающим в газовую ячейку корпуса датчика 3 для анализа путем измерения с помощью газочувствительного элемента 8 (см. фиг.1).
Нагрев газовой ячейки корпуса датчика 3 осуществляется с помощью нагревательных элементов 7, расположенных на площадках 6 корпуса 3.
По 2-му варианту исполнения анализатора, корпус датчика 3 выполнен в виде металлической трубки, один конец которой погружен в изоляционное масло 2, находящееся в емкости 1 и на нем установлен газочувствительный элемент 8, а другой конец трубки 3 выходит наружу и на нем установлена клеммная коробка 9 для коммутации внешних цепей. Газочувствительный элемент 8 может представлять собой газопроницаемую мембрану (см. фиг.3).
Газочувствительный элемент 8 установлен с защитным фильтром 10, который проницаемый для растворенных газов и непроницаемый для масла 2.
На трубке 3 установлен металлический адаптер 11 с резьбой (не показана) для фиксации газочувствительного элемента 8 на заданной глубине погружения в масле 2, а герметичность осуществляется уплотнением адаптера 11 при затягивании резьбы.
Измерение уровня газа в масле 2 осуществляется непосредственно в емкости 1 с помощью газочувствительного элемента 8 (см. фиг.3).
Заявляемый анализатор удобен при монтаже и в нем легко осуществляется герметичность.