淺談?dòng)椭兴勘O(jiān)測(cè)手段

1、淺談?dòng)椭兴勘O(jiān)測(cè)手段閆紅軍（華能瀾滄江水電股份有限公司糯扎渡水電廠，云南省普洱市665005)摘要：水電廠里大量使用潤(rùn)滑油和絕緣油，水分會(huì)影響潤(rùn)滑油的油品 質(zhì)量，引起油品乳化、絕緣破壞、腐蝕生銹，因此監(jiān)測(cè)油中水含量非 常重要。目前現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)水中含量的手段主要有兩種，一種是油中積水 測(cè)量，一種是油中微水。關(guān)鍵詞:油中積水、油中微水1引言水電廠使用最多的是潤(rùn)滑油和絕緣油，潤(rùn)滑油主要用在各導(dǎo)軸承油槽、液壓系統(tǒng)，起潤(rùn)滑、散熱作用。潤(rùn)滑油需要水進(jìn)行冷卻，潤(rùn)滑 油和水進(jìn)行熱交換時(shí)，由于冷卻器質(zhì)量、冷卻器超期服役、水里雜質(zhì) 多等原因，冷卻器難免會(huì)發(fā)生泄露，油中會(huì)混入水，有時(shí)候冷凝水也 會(huì)造成油混水。油中混入

2、水，會(huì)使油品乳化、絕緣破壞、腐蝕生銹。絕緣油用在變壓器、斷路器等設(shè)備，起絕緣、散熱作用，油水冷變壓 器如果油中混入水，會(huì)引起繞組絕緣下降，嚴(yán)重者絕緣擊穿，引起變 壓器事故。水電廠對(duì)潤(rùn)滑油的含水率都是pph1（百萬(wàn)分之）級(jí)別，這種 含量一般采用人工化驗(yàn)方法，采用化學(xué)原理才可能測(cè)得，這種監(jiān)測(cè)方 式是離線的、間斷的。如果在兩次采樣時(shí)間中發(fā)生油中漏水、進(jìn)水等 事件便無(wú)法監(jiān)測(cè)，如果能及時(shí)發(fā)現(xiàn)油中混入水，對(duì)避免事故、減小損 失非常重要。下文就是介紹兩種在線測(cè)量油中水含量方法。2方法介紹2. 1油中積水測(cè)量如果油中含水量達(dá)到飽和點(diǎn)后，多余水分會(huì)形成明顯的油水分層, 以游離水狀態(tài)而被析出。由于大多數(shù)油的密度比

3、水的密度小，因此水 層通常沉淀在油層之下，因此油積水測(cè)量裝置傳感器一般深入油槽底 部。油積水這種測(cè)量的原理是依據(jù)電容值在其他條件不變，只有電容 兩極間的介質(zhì)常數(shù)變化時(shí)，其值隨介電常數(shù)的變化而線性變化的原理, 裝置由探頭外殼、內(nèi)芯構(gòu)成電容兩級(jí)，如圖1所示，當(dāng)兩極間油中混 水后將改變其介電常數(shù)，從而引起電容值的變化，通過(guò)微電路設(shè)定油 混水比例，當(dāng)油混水的比例達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器輸出報(bào)警接點(diǎn)信號(hào)。圖1油積水安裝示意圖2. 11油中積水測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)1. 這種裝置可以測(cè)量碳水化合物或任何不導(dǎo)電液體，氣體中水的含 量。2. 旁路式安裝可以安裝在小管徑應(yīng)用場(chǎng)合，校準(zhǔn)和清洗都非常方便, 而直插式為油箱和儲(chǔ)油罐中油

4、混水的測(cè)量提供簡(jiǎn)單可靠方案。3. 價(jià)格較低。2. 1.2油中積水測(cè)量缺點(diǎn)1. 測(cè)量精度不高。油混入少量水后，水還未分層至底部就無(wú)法測(cè)出， 而且軸承在旋轉(zhuǎn)時(shí)潤(rùn)滑油也在油槽內(nèi)部甩動(dòng)，油和水呈混合狀， 也無(wú)法測(cè)出。因此這種方法有一定局限性，必選保證油和水已經(jīng) 分層。2. 只能輸出開(kāi)關(guān)量，不能輸出模擬量，不能達(dá)到連續(xù)的在線測(cè)量。3. 只能安裝在油箱底部。2.2油中微水測(cè)量油中微水基本原理基本上都是利用測(cè)量油的相對(duì)濕度的芯片，來(lái) 準(zhǔn)確測(cè)量油中含水量。介紹油中微水測(cè)量之前首先介紹幾個(gè)概念。測(cè)量油中水含量通常 是測(cè)量指油中含有非游離態(tài)水分的多少，通常用ppm和活性ow表示。2. 2. lppmppm (pa

5、rt per in訂lion)：百萬(wàn)分之，是一個(gè)絕對(duì)水分參數(shù)，可 以用來(lái)描述油中微水的體積或質(zhì)量按體積：1 ppm (v)水二1毫升水/i 立方米油或按質(zhì)量：1 ppm(w)水二1克水/ 1000公斤油ppm測(cè)量存在一個(gè)主要的限制因素，就是它并不能說(shuō)明油液飽和 點(diǎn)的任何變化。2. 2. 2awaw (water activity):水的活性，是某種物質(zhì)中的水分含量與 它所能容納的水分總量的比值，范圍01. oaw, awl說(shuō)明水在油中 還未飽和，aw> 1,說(shuō)明水已飽和，多余水分已經(jīng)變成游離態(tài)。aw而且 與溫度有關(guān)，如圖2所不，在油液中溫度越高qw越高。2. 2. 3ppm和aw參數(shù)優(yōu)缺

6、點(diǎn)aw比傳統(tǒng)的ppm參數(shù)有幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：1. 不用考慮油液的飽和點(diǎn)情況下，aw讀數(shù)精確顯示了產(chǎn)生游離水風(fēng) 險(xiǎn)的程度。2. 無(wú)論出于什么原因(例如溫度、老化和物理性能變化)，導(dǎo)致飽 和點(diǎn)的提髙或降低，aw都能精確地反映出新的飽和裕度。3. aw與被測(cè)液體無(wú)關(guān)。因?yàn)橄鬟m用于所有液體和固體，它可以在不考慮化學(xué)成分或物理特性的情況下用于各種物質(zhì)。(ppm)(800)(600)(400)(200)002550751,0a.0,9a“0,5dwoil temperature °c圖2油中水的活性油中微水傳感器就是通過(guò)測(cè)量水中aw值，來(lái)測(cè)量油中水含量是否 超標(biāo)。2. 2. 4油中微水測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)1

7、. 測(cè)量精度髙。因?yàn)樵谟退捶蛛x之前就可以檢測(cè)到水含量超標(biāo)。2. 不僅能輸出開(kāi)關(guān)量，還能輸出模擬量，可以在線測(cè)量。3. 安裝方便。只需安裝在可以接觸到液體的地方，比如管路。2. 2. 5油中微水測(cè)量的缺點(diǎn)1. 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，因此價(jià)格也不低。3總結(jié)通過(guò)對(duì)油中積水和油中微水測(cè)量，我們可以得出以下結(jié)論。1.油中微水是測(cè)量從油中分離成游離態(tài)之前的含量，能預(yù)測(cè)產(chǎn)生游 離水的風(fēng)險(xiǎn)程度；油中積水不能精確預(yù)測(cè)游離水的風(fēng)險(xiǎn)，只能在產(chǎn)生游離水后產(chǎn)生報(bào)警;2. 油中微水的安裝位置，可安裝到接觸到被測(cè)液體或固體的任何位置，包括油箱底部、頂部、側(cè)面；油積水只能安裝在油箱底部。3. 無(wú)論出于任何原因（如溫度、老化、物理性能）導(dǎo)致飽和點(diǎn)提高 或是降低，油中微水都能精確反應(yīng)出任何時(shí)刻新的飽和裕度。4. aw與被測(cè)液體無(wú)關(guān)。那適用所有油品，無(wú)需考慮化學(xué)成分或物理 特性。因此對(duì)于對(duì)油品品質(zhì)要求高的場(chǎng)合，選用正確的測(cè)量方式非常重要。參考文獻(xiàn)1李飪潔,計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2011作者簡(jiǎn)介閆紅軍，男，1986年2月出生，2009年畢業(yè)于長(zhǎng)春工業(yè)大 學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，現(xiàn)任