CN103591452B - 高压电气设备用混合气体充气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电气设备用混合气体充气装置，包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，每个充气支路上从进口端到出口端依次设有调压单元和充气单元，充气单元包括依次串设的第一节流阀、气体流量计和连接在充气支路出气端的充气电磁阀，所述第一节流阀与充气电磁阀之间的充气支路上连接有一个气缸。本发明的高压电气设备用混合气体充气装置包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，采用多支路并行充气方式，可一次性充入大量混合气体；采用节流阀、气体流量计和充气电磁阀及气缸相结合控制充气流量，能够精确控制各气体的充气比例；实施容易、且降低工人的劳动强度，并且管路简单。
Description
技术领域
本发明属于高压电气设备用混合气体充气装置领域，涉及一种高压电气设备用混合气体充气装置。
背景技术
六氟化硫气体由于其良好的绝缘特性已经成为一种最具发展前途的绝缘、灭弧介质，被广泛应用于输配电设备领域，如断路器（GCB）、组合电器（GIS）、变压器（GIT）、电缆（GIC）等，但是六氟化硫气体作为一种绝缘介质也有不足之处，如对电场均匀程度比较敏感，只有在均匀或稍不均匀电场中才能显示出它的优势，在电弧作用下任意分解出有毒气体，液化温度比较高，在（3～4）*105Pa下更容易液化；它的价格比较高等，这样就限制了它的应用。因此，随着科学技术的发展，高压电气设备用绝缘保护气体，开始由单纯的六氟化硫气体，向六氟化硫与其他气体混合过度。
在使用混合气体进行绝缘时，混合气体中各气体的比例也是需要严格控制的。实际工程应用中，对控制各种气体充气比例一般采用串联充气方式，也就是在向气室充气时，先充入一种气体，观察其充气压力，待其达到规定的压力后，再充入另外一种气体，以保证气体的比例正确。但是此种方法存在一定的不足之处：（1）首先，在应对大空间、有压力要求的气室时显得力不从心，如在给某型罐式开关充气时，就需要连续充气数小时，并且在整个充气过程需要工人一直在气瓶附近跟踪监控充气压力；（2）其次，在高压电气设备处于低压报警状态，需要二次补气时，此种串联充气方式很难根据压力表显示的气室内部压力对气室进行二次补气。
中国专利号CN92107330.5公开了一种混合气体配置方法及装置，该装置在原理上解决了多种气体混合比例的问题，但是其混合原理是通过气缸混合，而气缸的体积又不能太大，所以不适合一次性充入大量混合气体的场合，同时也不能在充气过程中实时调整各种气体的充气比例。
中国专利号201210109352.1公开了一种用于多种气体按规定比例混合的方法和装置，该装置通过以采用同一种型号、通径流量一致的电磁阀，通过控制不同电磁阀开启时间的长短或开启次数的多少实现对多种气体混合配比的控制。这种充气装置需要严格监控充气时间，同时需要对多个电磁阀进行控制，控制起来较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压电气设备用混合气体充气装置，以解决现有混合气体充气装置不能一次性大量混合充气及在充气过程中实时调整各种气体的充气比例的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种高压电气设备用混合气体充气装置，包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，每个充气支路上从进气端到出气端依次设有调压单元和充气单元，各充气支路的出气端与用于连接气室的充气总管路连通；所述充气单元包括依次串设的第一节流阀、气体流量计和连接在充气支路出气端的充气电磁阀，所述第一节流阀与充气电磁阀之间的充气支路上连接有一个气缸，所述气缸的进气口连接在充气支路上。
所述调压单元包括依次串设的第二节流阀、调压阀和调压电磁阀，所述第二节流阀设在各充气支路进气端以用于与气源连通；所述调压电磁阀与控制器控制相连。
各充气支路的进气端还设有一个备用气源及用于控制备用气源通断的备控节流阀。
所述两个充气支路分别为六氟化硫充气支路和氮气充气支路。
所述第二节流阀与调压阀之间的充气支路上设有用于观察各支路气源压力的第一压力表。
所述调压阀与调压电磁阀之间的充气支路上设有用于观察充气压力的第二压力表。
所述充气总管路上设有用于观察总管路气体压力的第三压力表。
所述第三压力表为由控制器控制的电磁控制气压表。
所述充气电磁阀和调压电磁阀为二位二通电磁阀。
本发明的高压电气设备用混合气体充气装置包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，采用多支路并行充气方式，可一次性充入大量混合气体；采用节流阀、气体流量计和充气电磁阀及气缸相结合控制充气流量，能够精确控制各气体的充气比例；采用常规的控制充气部件并由控制器控制，实施容易、且降低工人的劳动强度，并且管路简单，可以将此充气装置并入高压电气设备常用气体回收系统中。
各气压表设置可以使在整个充气过程，少人或者无人监控。
备用气源的设置可以实现两个气源交替充气，最终实现气源的不间断供气，同时满足高压电气设备特有的二次补气要求。
附图说明
图1本发明高压电气设备用混合气体充气装置实施例的结构图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明高压电气设备用混合气体充气装置实施例的结构图，由图可知，该装置包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，每个充气支路上从进气端到出气端依次设有调压单元和充气单元，各充气支路的出气端与用于连接气室的充气总管路连通；充气单元包括依次串设的第一节流阀7、气体流量计5和充气电磁阀10，第一节流阀7与充气电磁阀10之间的充气支路上连接有一个气缸11，气缸的进气口连接在充气支路上；充气电磁阀10与一控制器控制相连。
本实施例的调压单元包括依次串设的第二节流阀9、调压阀3和调压电磁阀4，第二节流阀9设在各充气支路进气端以用于与气源连通；调压电磁阀4由控制器进行控制。
在实际的工程应用中，应用在高压设备领域的绝缘气体一般为六氟化硫，现在已逐渐向六氟化硫和氮气的混合气体绝缘发展，所以本实施例中两个充气支路分别为六氟化硫充气支路和氮气充气支路。
本实施例的调压电磁阀4和充气电磁阀10均选用二位二通电磁阀，各二位二通电磁阀和调压阀3都是常闭状态。
为了观察各阶段气体压力，本实施例中在第二节流阀9与调压阀3之间的充气支路上设有用于观察各支路气源压力的第一压力表2，它用于监视气源（钢瓶）的气体压力，当气压过低时，一般设定为1MPa，气压表自动报警提示更换气源（钢瓶）；调压阀3与调压电磁阀4之间的充气支路上设有用于观察充气压力的第二压力表8，用于监视调节阀输出气体压力。同时多条支路的气压表8输出气压必须一致，且设定压力等于高压电气产品技术条件要求的充气压力；充气总管路上设有用于观察总管路气体压力的第三压力表6，且第三压力表为由控制器控制的电磁控制气压表。
由于六氟化硫气体密度，并不是按照理想气体状态方程变化的，所以此充气系统的充气比例，为多种气体在同等压力下的体积比。如果需要计算不同气体间的质量比例，还需要计算该气体在同等压力下气体的密度，然后在折算成体积进行充气。整个充气过程通过气体流量计来控制充入气体的混合比例，由于气体流量计具有记录瞬时流量计和累计流量的能力，所以通过调节调压阀3和第一节流阀7，可以控制气源的输出压力和流量，从而控制气体的充气速度。待充气的比例稳定，设置在总气路上的第三压力表6（电磁控制气压表）会在充气达到技术要求的压力值后，通过控制器给各支路上的调压电磁阀4和充气电磁阀10以信号，控制其将充气支路切断，从而完成整个充气过程。
由于气源是钢瓶供气，在传统的充气装置中，如果发现气源压力不足，就需要同时管断多条支路后，才能对气源进行更换。而本发明在各充气支路的进气端还设有一个备用气源12及用于控制备用气源通断的备控节流阀13，可以实现两个钢瓶交替供气，避免气源的中断，从而实现气源的不间断供气。
由于在各充气支路中设置有气缸11和充气电磁阀10，目的是在气体流入气室前，通过气缸的缓冲作用，精确调节流量计的流速、流量。这一点在小气室的高压电气设备上尤为突出。当充气电磁阀10开通后，气缸11动作，将气缸内的气体通过气体总管路压入气室，待整个充气工作结束后，气缸11恢复到待充气状态。
以两条充气支路为例说明本发明工作原理：在气路接入气室后，两条充气支路上的调压电磁阀4和充气电磁阀10处于关断状态，打开气源1和第二节流阀9，观察支路第一压力表2压力，是否满足充气需要，如果压力过低，就需要更换气源1，启用备用气源12和备控节流阀13。
待气源压力满足条件后，打开支路上的调压阀3，观察第二压力表8的压力，将其输出压力设定在高压电气产品技术条件要求的充气压力，待各支路上所有第二压力表8的压力均一致后，打开充气电磁阀4，对比观察支路上的观察气体流量计5，并调节第一节流阀7，使其流量比例满足充气比例。
待各支路流量比例满足充气比例，充气电磁阀10打开，气缸11中的气体排出。
最后待第三压力表6达到高压电气产品技术条件要求的压力后，通过控制器反馈信号给两条充气支路上的调压电磁阀4和充气电磁阀10，将充气支路关断。
如果在充气过程中，发现气源压力不足，可在打开备控节流阀13，接入备用气源12，这样实现两个气源交替充气，最终实现气源的不间断供气。
本发明以两种气体混合充气为例进行说明，也可以根据需要增加充气支路，扩展成为多种气体混合充气装置，该变换为本领域技术人员的常用技术手段，落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高压电气设备用混合气体充气装置，包括至少两个具有进气端和出气端的充气支路，每个充气支路上从进口端到出口端依次设有调压单元和充气单元，各充气支路的出气端与用于连接气室的充气总管路连通，其特征在于：所述充气单元包括依次串设的第一节流阀、气体流量计和连接在充气支路出气端的充气电磁阀，所述第一节流阀与充气电磁阀之间的充气支路上连接有一个气缸，所述气缸的进气口连接在充气支路上；
所述调压单元包括依次串设的第二节流阀、调压阀和调压电磁阀，所述第二节流阀设在各充气支路进气端以用于与气源连通；所述调压电磁阀与控制器控制相连。
2.根据权利要求1所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：各充气支路的进气端还设有一个备用气源及用于控制备用气源通断的备控节流阀。
3.根据权利要求1所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述两个充气支路分别为六氟化硫充气支路和氮气充气支路。
4.根据权利要求2所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述第二节流阀与调压阀之间的充气支路上设有用于观察各支路气源压力的第一压力表。
5.根据权利要求4所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述调压阀与调压电磁阀之间的充气支路上设有用于观察充气压力的第二压力表。
6.根据权利要求4所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述充气总管路上设有用于观察总管路气体压力的第三压力表。
7.根据权利要求6所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述第三压力表为由控制器控制的电磁控制气压表。
8.根据权利要求4所述的高压电气设备用混合气体充气装置，其特征在于：所述充气电磁阀和调压电磁阀为二位二通电磁阀。
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