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. Анализатор для определения газа в изоляционном масле содержит металлический корпус датчика, в котором установлен газочувствительный элемент, связанный с компонентами внешних цепей. Согласно полезной модели, корпус датчика установлен снаружи и подсоединен к емкости с изоляционным маслом через фланцевое соединение, при это 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 газовую ячейку корпуса датчика. Для выполнения защитных функции, газочувствительный элемент установлен с защитным фильтром, который непроницаемый для изоляционного масла. 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. На трубке корпуса датчика установлен адаптер с резьбой для фиксации газочувствительного элемента на заданной глубине погружения. Клеммная коробка предназначена для коммутации внешних цепей. Пунктов формулы 7, 6 з.п., иллюстр 3

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.

1. Анализатор для определения газа в изоляционном масле, содержащий металлический корпус датчика, в котором установлен газочувствительный элемент, связанный с компонентами внешних цепей, отличающийся тем, что корпус датчика установлен снаружи и подсоединен к емкости с изоляционным маслом через фланцевое соединение, при этом внешняя поверхность корпуса 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.

2. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что внутри корпуса датчика образована газовая ячейка, в которой помещен газочувствительный элемент.

3. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что газочувствительный элемент установлен с защитным фильтром, который не проницаемый для изоляционного масла.

4. Анализатор по п.3, отличающийся тем, что газочувствительный элемент может представлять собой газопроницаемую мембрану.

5. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что на корпусе датчика и на емкости с изоляционным маслом выполнены фланцы для соединения между собой.

6. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что на трубке корпуса датчика установлен адаптер с резьбой для фиксации газочувствительного элемента на заданной глубине погружения.

7. Анализатор по п.1, отличающийся тем, что клеммная коробка предназначена для коммутации внешних цепей.