CN103487293A

CN103487293A - 高压开关sf6气体分解产物在线取样测量系统

Info

Publication number: CN103487293A
Application number: CN201310454308.9A
Authority: CN
Inventors: 汪献忠; 李建国; 蔡巍; 王三霞
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd; Henan Relations Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power Research Institute Co Ltd; Henan Relations Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-09-29
Also published as: CN103487293B

Abstract

本发明公开了一种高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，通过取样气路，抽取六氟化硫设备内的样本，将抽取的样本输送到在线检测及回收气路，在此气路中进行样本各项参数指标的检测，检测结果可以通过现场工控机发送到远程集控中心，检测完毕后，将多余气体通过回收装置进行回收，防止环境污染及影响现场工作人员的健康；其次，通过回充气路对检测设备进行气体补充，保证设备的正常运行，降低设备损耗。

Description

高压开关SF6气体分解产物在线取样测量系统

技术领域

本发明涉及高压、绝缘电气设备检修技术领域，尤其涉及一种用于高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统。

背景技术

六氟化硫气体（SF₆）具有优良的绝缘和灭弧性能，广泛应用于气体绝缘开关设备（GIS）、气体绝缘断路器、变压器、互感器等电气设备，我国110kv及以上电压等级的开关设备主要采用六氟化硫气体绝缘设备，由此，设备状态的科学评价对确保电网运行具有重要意义。

研究表明，对于六氟化硫气体（SF₆）气体绝缘设备的检测，目前采用六氟化硫气体气体分解物检测的方法。这种方法一般检测设备的绝缘物沿面缺陷、设备内部导体间连接缺陷、设备内部的异常发热、灭弧室内零部件的异常烧蚀等潜伏性故障诊断，及GIS故障定位方面。由于六氟化硫气体分解物检测的方法具有受外界环境干扰小、灵敏度高、准确度好等优势，成为了运行设备状态监测和故障诊断的新技术和有效手段。

然而，目前现场应用的SF₆气体分解物检测仪大多采用离线方法，需取样至实验室检测，或者人员现场检测（现场检测周期较长），不能及时或实时的反映电气设备状况。并且，由于采用离线检测，在检测过程中需要取样或者抽取样气，这样，就会给六氟化硫高压设备造成一定的放气效应，放气量的多少随检测次数和时间有直接关系，会造成高压开关设备本体压力下降的不良影响，影响设备的正常运行。再者，检测时的采样气体或检测气体都是直接排空，这部分排空气体会对人类生存的生态环境造成温室效应（六氟化硫气体本身是一种温室效应很强的气体，其温室效应是等量二氧化碳的23900倍），对生存环境造成污染和破坏的同时给检修人员造成身体甚至生命的危害（分解产物中含有一些强腐蚀性、剧毒物质）。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，能够在线取样、检测六氟化硫设备的气体分解物的多项参数指标，并能够回收检测气体，防止污染环境；同时，又可以对被检测的六氟化硫设备进行回充，保证设备的正常运行，提高工作效率。

本发明采用的技术方案为：

一种高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，包括取样气路，在线检测及回收气路和回充气路；所述的取样气路包括依次连接的四通阀、第一手动阀、第一电磁阀、三通阀，四通阀连接取样管路，取样管路的进口端连接六氟化硫设备，第一手动阀和第一电磁阀气路中间连接有第一压力变送器；在线检测及回收气路包括依次连接的第二电磁阀、流量控制阀、手动三通阀、分解物检测仪、尾气回收装置、第二手动阀、回收气瓶，手动三通阀的第三接口连接针阀，第二电磁阀的第一接口连接三通阀的第二接口；回充气路包括依次连接的第三电磁阀、减压阀和回充瓶，减压阀和回充瓶的中间气路上连接第二压力变送器；还包括现场工控机，现场工控机的控制输出端分别连接第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，现场工控机的第一输入端连接第一压力变送器和第二压力变送器的信号输出端，现场工控机的第二输入端连接分解物检测仪的输出端。

所述的取样管路设有三路，每道取样管路上设有一个电磁阀。

还包括微水密度仪，微水密度仪连接六氟化硫设备，微水密度仪的输出端连接现场工控机的第三输入端。

所述的现场工控机通过无线模块连接远程集控中心。

所述的现场工控机的第二输出端连接显示面板。

本发明通过取样气路，抽取六氟化硫设备内的样本，将抽取的样本输送到在线检测及回收气路，在此气路中进行样本各项参数指标的检测，检测结果可以通过现场工控机发送到远程集控中心，检测完毕后，将多余气体通过回收装置进行回收，防止环境污染及影响现场工作人员的健康；其次，通过回充气路对检测设备进行气体补充，保证设备的正常运行，降低设备损耗。

附图说明

图1为本发明的气路结构示意图；

图2为本发明的控制原理框图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括取样气路，在线检测及回收气路和回充气路；取样气路包括依次连接的四通阀K、第一手动阀K1、第一电磁阀V1、三通阀S1，四通阀K连接取样管路，四通阀K的第一油口、第二油口和第三油口分别连接每道取样管路上设有的第四电磁阀V4、第五电磁阀V5、第六电磁阀V6，第四电磁阀V4、第五电磁阀V5、第六电磁阀V6的进口端连接六氟化硫设备1，第一手动阀K1和第一电磁阀V1气路中间连接有第一压力变送器P2；在线检测及回收气路包括依次连接的第二电磁阀V3、流量控制阀Q2、手动三通阀S2、分解物检测仪2、尾气回收装置4、第二手动阀K2、回收气瓶5，手动三通阀S2的第三接口连接针阀3，第二电磁阀V3的第一接口连接三通阀S1的第二接口；回充气路包括依次连接的第三电磁阀V2、减压阀Q1和回充瓶6，减压阀Q1和回充瓶6的中间气路上连接第二压力变送器P1；还包括现场工控机，现场工控机的控制输出端通过DO模块分别连接第一电磁阀V1、第二电磁阀V3、第三电磁阀V2、第四电磁阀V4、第五电磁阀V5、第六电磁阀V6，现场工控机的第二输出端连接显示面板，现场工控机的第一输入端通过AI模块连接第一压力变送器P2和第二压力变送器P1的信号输出端，现场工控机的第二输入端连接分解物检测仪1的输出端。还包括微水密度仪，微水密度仪连接六氟化硫设备，微水密度仪的输出端连接现场工控机的第三输入端，现场工控机通过无线模块连接远程集控中心。

六氟化硫气体在线监测及尾气回收的工作原理：

当本装置处于高压开关内六氟化硫气体的分解物的在线分析状态时（同时也是尾气的回收状态），首先，要保证六氟化硫气体分解物检测仪2的良好工作状态，此时需要关闭第一电磁阀V1，开启第三电磁阀V2和第二电磁阀V3，对分解物检测仪2进行吹零操作；其次，进行测量操作时，先关闭六氟化硫气体的回充气路，此时，关闭第三电磁阀V2，开启第一电磁阀V1和第二电磁阀V3，开启由第四电磁阀V4、第五电磁阀V5和第六电磁阀V6控制的三个取样通道中的某一个通道（不同取样通道的开启和关闭决定了六氟化硫设备1上采样点的不同），取样气体从主管道依次流经第四电磁阀V4（或第五电磁阀V5或第六电磁阀V6）、第一手动阀K1、第一电磁阀V1、三通阀S1、第二电磁阀V3、流量控制阀Q2、手动三通阀S2、六氟化硫分解物检测仪2，经六氟化硫分解物检测仪2检测后的六氟化硫尾气进入尾气回收装置4，在尾气回收装置4的作用下流经第二手动控制阀K2被收集到回收气瓶5，当一个回收气瓶5充满时，可通过第二手动控制阀K2来切换回收气瓶5。最后，当分解物检测仪2完成检测后，关闭第一电磁阀V1、第二电磁阀V3，完成本次的在线测量。

尾气回收装置在专利申请号为201310417599.4的中国专利中公开了尾气回收装置的工作原理，属于现有技术，在此不再赘述。

在此过程中，如图2所示，可对检测数据进行多种操作，通过现场工控机可以实现读取、保存等，还可按照触发条件（人工触发、定时触发、远程触发）对检测数据进行处理，通过显示面板显示各项数据信息，清晰、易懂，再通过无线模块将检测数据进行远传至远程集控中心，同时也可以控制现场的各项检测等。在六氟化硫气体在线监测及尾气回收的过程中，压力变送器P2检测的是在线监测时的气路压力。

六氟化硫新气回充工作原理：

六氟化硫高压电气设备1（断路器、GIS等）在运行中要进行常规试验，如六氟化硫气体中含水量、分解物等测试，多次测试或因为选用测试仪器耗气量大等原因会导致本体内部压力、密度下降，从而需要补充新的六氟化硫气体。

当主管道通过微水密度仪检测压力低于设定的压力，或者人工、远程控制触发补气条件时，本装置会进入六氟化硫气体充气程序，对六氟化硫设备1进行补气操作。此时，关闭第二电磁阀V3、开启第三电磁阀V2和第一电磁阀V1，六氟化硫新气从六氟化硫新气储存容器回气瓶6依次流经减压阀Q1、第三电磁阀V2，三通阀S1、第一电磁阀V1、第一手动阀K1、第四电磁阀V4(或第五电磁阀V5或第六电磁阀V6)充入六氟化硫设备1。在此过程中，第二压力变送器P1检测六氟化硫新气储存容器回气瓶6的瓶口口的气体压力，第一压力变送器P2检测充气管道的气压，从而完成回充。

Claims

1.一种高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，其特征在于：包括取样气路，在线检测及回收气路和回充气路；所述的取样气路包括依次连接的四通阀、第一手动阀、第一电磁阀、三通阀，四通阀连接取样管路，取样管路的进口端连接六氟化硫设备，第一手动阀和第一电磁阀气路中间连接有第一压力变送器；在线检测及回收气路包括依次连接的第二电磁阀、流量控制阀、手动三通阀、分解物检测仪、尾气回收装置、第二手动阀、回收气瓶，手动三通阀的第三接口连接针阀，第二电磁阀的第一接口连接三通阀的第二接口；回充气路包括依次连接的第三电磁阀、减压阀和回充瓶，减压阀和回充瓶的中间气路上连接第二压力变送器；还包括现场工控机，现场工控机的控制输出端分别连接第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，现场工控机的第一输入端连接第一压力变送器和第二压力变送器的信号输出端，现场工控机的第二输入端连接分解物检测仪的输出端。

2.根据权利要求1所述的高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，其特征在于：所述的取样管路设有三路，每道取样管路上设有一个电磁阀。

3.根据权利要求2所述的高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，其特征在于：还包括微水密度仪，微水密度仪连接六氟化硫设备，微水密度仪的输出端连接现场工控机的第三输入端。

4.根据权利要求3所述的高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，其特征在于：所述的现场工控机通过无线模块连接远程集控中心。

5.根据权利要求4所述的高压开关SF₆气体分解产物在线取样测量系统，其特征在于：所述的现场工控机的第二输出端连接显示面板。