用于变压器在线检测用的油气分离膜及其制备方法与流程

本发明涉及变压器在线检测。更具体地说，本发明涉及一种变用于变压器在线检测用的油气分离膜及其制备方法。

背景技术：

1、变压器是电力系统的重要运行设备之一，其正常运行与否对电网安全运行影响极大。变压器内的绝缘油在热、电的作用下分解产生h2、co、co2、ch4、c2h2、c2h4、c2h6等7种标志性气体，并且溶解于绝缘油中。当存在潜伏性过热或放电故障时，则会加快产生上述气体。通过检测绝缘油中溶解气体的含量，则可以及时分析变压器的故障种类和程度。目前油气分离的方法有动态顶空脱气法、真空脱气法、渗透膜脱气等方法。

2、动态顶空脱气法其原理是：一定体积溶有气体的样品油被注入到脱气室，用惰性气体(n2)通入变压器油中，把气体吹扫出来，使之通过吸附剂进行富集，然后再把吸附剂加热，使被吸附的组分脱附，随载气进入气相色谱仪进行分析，完成一次分析只需30min。河南省中分仪器有限公司的中分3000色谱在线监测系统，采用色谱分析原理，应用动态顶空(吹扫.捕集)脱气技术和高灵敏度微桥式检测器，实现对变压器油中七种组分检测。它的不足之处在于仪器较复杂，吸附和解析可能造成样品组分的丢失。

3、真空完全脱气法，其油气分离过程如下：一定体积溶有气体的样品油被注入到脱气室，在真空条件下，从油中脱出的气体在活塞的作用下从脱气室转移到集气室。经过几次脱气一集气过程以后，集气室的气体通过进样器被传送到色谱分析系统进行分析。真空脱气法流程简单，平衡时间短，借助于搅拌作用，一般十几分钟能达到平衡。南京南自电气科技有限公司的ns801b在线监测系统，采用色谱分析原理，应用真空脱气技术和高灵敏度气敏传感器，实现对变压器油中七种组分检测。它的不足之处在于装置体积大、结构复杂，对脱气机稳定性要求高。

4、渗透膜脱气法结构简单并且简化了在线监测装置，深受广大电力部门的欢迎。利用高分子膜的透气性，可以直接从油中将气体分离出来，易于实现在线连续监测的要求。比如聚四氟乙烯膜、聚四氟乙烯尼龙管束和聚酰亚胺膜等高分子膜都成功用于变压器在线监测系统。上述高分子膜均需要十几小时甚至数天才能完成分离，不能及时发现变压器存在的故障。

5、高分子膜的渗透机理是按溶解——扩散方式进行的。将装有高分子膜的气室安装在一个盛有变压器油(内溶有一定浓度的待测气体)的密封容器上时，油中待测气体分子在膜、油和气室中的扩散过程：首先气体接触到膜，其次气体在膜的表面溶解，气体溶解产生的气体体积分数梯度使气体在膜内向前扩散，随后气体到达膜的另一侧，此过程一直处于非稳定状态，直到膜中气体的体积分数沿膜厚度方向变成直线时才达到稳定状态，即正反两方向的扩散速度达到动态平衡。因此，如何提升油气分离膜对特征气体的溶解扩散速度，缩短达到油气平衡的时间是研究的重点。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤一、将液态氟硅橡胶平铺于平整的平板上，固化形成薄膜；

4、步骤二、将hyflon ad60与全氟聚醚导热液混合分散均匀，超声脱气，再加入α相纳米氧化铝粉，混合分散均匀，超声脱气，得到铸膜溶液；

5、步骤三、将铸膜溶液涂覆于步骤一中薄膜上，静置一定时间，盖上压板，置于干燥箱内，以一定的升温速度升温至180～220℃，恒温保持3～10h；

6、步骤四、于高压条件下静置冷却，冷却时间达到24～48h时，再次置于预热至150～180℃的干燥箱内恒温保持6～12h，冷却后，即得油气分离膜。

7、优选的是，步骤一中薄膜的厚度为10～25μm，步骤三中涂覆在薄膜上的厚度为10～15μm。

8、优选的是，步骤二中的hyflon ad60、全氟聚醚导热液、α相纳米氧化铝粉的质量比为100:10～15:3～5。

9、优选的是，步骤四中的高压条件为1.5～1.8kpa。

10、优选的是，步骤三中的升温速度为0.5～1℃/min。

11、优选的是，步骤二中的全氟聚醚导热液为galden ht170。

12、优选的是，步骤二中的α相纳米氧化铝粉的平均粒径为30nm，比表面积大于60m2/g。

13、优选的是，步骤二中超声脱气时的温度不小于60℃。

14、提供一种由上述方法制备得到的油气分离膜。

15、本发明至少包括以下有益效果：采用氟硅橡胶、hyflon ad60、全氟聚醚导热液、α相纳米氧化铝粉四种原料复合制备得到的油气分离膜具有良好的透气性和机械强度，可以满足变压器在线检测的使用环境，即耐高压，耐油，且特征气体达到油气平衡的时间显著缩短。

16、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤一中薄膜的厚度为10～25μm，步骤三中涂覆在薄膜上的厚度为10～15μm。

3.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤二中的hyflon ad60、全氟聚醚导热液、α相纳米氧化铝粉的质量比为100:10～15:3～5。

4.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤四中的高压条件为1.5～1.8kpa。

5.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤三中的升温速度为0.5～1℃/min。

6.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤二中的全氟聚醚导热液为galden ht170。

7.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤二中的α相纳米氧化铝粉的平均粒径为30nm，比表面积大于60m2/g。

8.如权利要求1所述的用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，其特征在于，步骤二中超声脱气时的温度不小于60℃。

9.如权利要求1～8任一项所述方法制备得到的油气分离膜。

技术总结
本发明公开了一种用于变压器在线检测用的油气分离膜的制备方法，包括：步骤一、将液态氟硅橡胶平铺于平板上，固化形成薄膜；步骤二、将Hyflon AD60与全氟聚醚导热液混合分散均匀，加入α相纳米氧化铝粉，分散均匀，得到铸膜溶液；步骤三、将铸膜溶液涂覆于薄膜上，静置，盖上压板，于干燥箱内升温至180～220℃，恒温3～10h；步骤四、于高压下静置，达到24～48h时，再次置于预热好的干燥箱内恒温6～12h，冷却即得。本发明的制备方法条件温和，制备得到的油气分离膜的机械强度高，达到油气分离的时间短。本发明公开了一种油气分离膜，油气分离时间短，可以显著提升变压器在线检测效率，缩短检测周期。

技术研发人员：韦小兴
受保护的技术使用者：龙滩水电开发有限公司合山发电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13