CN105181856A - 用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，包括控制系统、气相色谱分析仪和气路系统，所述气路系统包括储气罐、真空泵和压缩泵，所述储气罐、真空泵和压缩泵沿气体流动方向由管道依次连接，所述气路系统的进气端和出气端通过三通阀连接，所述三通阀则构成气路系统的进样口，所述气相色谱分析仪的气体进出口分别通过三通阀和与气路系统的管道连接，通过两个三通阀的换向导通气相色谱分析仪和气路系统，气体进入气相色谱分析仪完成检测，所述控制系统控制各个三通阀、真空泵和压缩泵的启闭。该检测装置可以实现常用单孔式SF₆电气设备绝缘气体的自动采样检测，并完成对采样气体自动回充。

Description

用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置

技术领域

本发明涉及气体检测设备，尤其涉及用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置。

背景技术

随着电力工业的迅速发展，SF₆电气设备数量不断增多。对SF₆气体的质量监督日益重要。纯净的SF₆气体是一种理想的绝缘介质。但是，在电弧、火花放电、高温等因素作用下，SF₆气体易电离分解，其分解产物与电气设备中的水分、氧气发生反应，主要生成SO₂、H₂S、HF等酸性物质，以及CF₄、CS₂、SO₂F₂等毒性和腐蚀性极强的物质。通过检测SF₆气体的这些分解物质来分析SF₆气体质量，进而判断电气设备的潜在故障类型，避免故障的扩大化，进而避免停电事故的发生。

目前，针对SF₆电气设备的气体检测方法主要有取样瓶现场采样后实验室分析以及便携式仪器现场检测。两种采样方法均需要人工将采气管与SF₆电气设备的采气孔连接，手动开启SF₆电气设备的气体开关阀，操作过程繁琐。另外，为保证采样气体的代表性，采集的气体量一般较大，而操作和检测时大量气体排放问题会造成人员的危害和环境的污染，同时也影响到SF₆电气设备的绝缘性能。因此，为适应SF₆气体成分的检测需要，急需开发一套适用于SF₆电气设备气体组分检测用的气体自动采样装置，并实现对采样气体的自动回充，以便有效检测电气设备的运行状态，为设备的检修和状态分析提供有力科学依据。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置。该检测装置可以实现常用单孔式SF₆电气设备绝缘气体的自动采样检测，并完成对采样气体自动回充。

本发明通过以下技术方案来实现：一种用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，包括控制系统、气相色谱分析仪和气路系统，所述气路系统包括储气罐、真空泵和压缩泵，所述储气罐、真空泵和压缩泵沿气体流动方向由管道依次连接，所述气路系统的进气端和出气端通过三通阀连接，所述三通阀则构成气路系统的进样口，通过三通阀换向从而构成气体采样、排空和回充通路，所述气相色谱分析仪的气体进出口分别通过三通阀和与气路系统的管道连接，通过两个三通阀的换向导通气相色谱分析仪和气路系统，气体进入气相色谱分析仪完成检测，所述控制系统控制各个三通阀、真空泵和压缩泵的启闭。

所述压缩泵的下游设废弃瓶，该废弃瓶通过三通阀与压缩泵的下游管路连接，在排空操作中，当三通阀导通管路和废气瓶时，气路系统中的残留气体被排入废气瓶中。

所述储气罐上游的管路上设置压力表、第一流量截止阀和第二流量截止阀，所述压力表和第一流量截止阀设于气相色谱分析仪的上游，所述第二流量截止阀设于气相色谱分析仪的下游。所述压力表，用于控制压缩机和真空泵的启停，如系统执行抽真空以及回充功能时，当气路系统中的压力值达到预定值时，压力表提供信号给自动控制系统，同时自动控制系统控制压缩机与真空泵的启停。所述各流量截止阀控制气体流量，确保气体以常压、稳定的流速通过气相色谱分析仪，以保证检测准确性。

进一步地，本发明的气路系统的废弃瓶的下游管路设置至少一个三通阀，即增设了至少一个进样口，从而在气路系统上形成了至少两个进样通道，可用于分析两个以上不同六氟化硫气室的气体，通过控制系统控制各三通阀换向导通不同的进样通道，对不同六氟化硫气室的绝缘气体进行取样检测。

所述真空泵为隔膜真空泵，用于将气路系统内的残余气体进行排空，保证进入气路系统的气体为目标六氟化硫气室内的气体。压缩机主要用以将储气罐内的气体回充至原六氟化硫气室。但执行回充功能时，真空泵和压缩机同时运行，可大大提高气体的回充率。

本发明所述控制系统为自动控制系统，自动控制系统按照预定需求自动控制气路系统的电磁阀、真空泵和压缩机的启停，还可控制检测的时间、频率、采样器等指标。

本发明具有以下优点：

(1)本发明可实现对六氟化硫电气设备绝缘气体的自动在线检测，结构简单、紧凑、可靠性好，操作人性化、自动化程度高、可在线连续使用等优点。

(2)本发明由一个气路系统与六氟化硫气室连接，气室内的气体均通过气路系统进行气体的采样或回充。

(3)本发明可实现对六氟化硫电气设备采样气体的自动回充，防止气体排放对人员和环境造成的危害，同时气体的回充可不影响电气设备的绝缘性，大大提高了六氟化硫在线检测的频率和时效性。

(4)本发明的气路系统设置一个真空泵和一个压缩机，当需要回充气体时，真空泵和压缩机同时运行，用于将采集到的气体全部回充回原六氟化硫气室。

(5)本发明气路系统设置储气罐，采用储气罐模式，用于存储采集到的气体，可通过多次的采样与回充，加大了气室内气体的流动，大大提高了仪器的采样代表性。

附图说明

下面结合附图对本发明的用于单孔式SF₆电气设备绝缘气体的自动检测装置作进一步说明：

图1是本发明结构原理示意图；

图2是本发明气路系统初始抽真空状态示意图；

图3是本发明气路系统采样状态示意图；

图4是本发明气路系统回充状态示意图；

图中，实线代表管道，点划线代表控制回路。

具体实施方式

如图1~4所示为本发明用于单孔式SF₆电气设备绝缘气体的自动检测装置的一个实施例，包括控制系统1、气相色谱分析仪2和气路系统。气路系统包括储气罐3、真空泵4和压缩泵5。储气罐3、真空泵4和压缩泵5沿气体流动方向由管道7依次连接。储气罐3设置有压力表Y2，用于检测储气罐3中气压变化。气路系统的管道进气端和出气端通过三通阀V1连接，形成气体回路，可通过三通阀V1换向从而构成气体采样、排空和回充通路。气相色谱分析仪2的气体进出口分别通过三通阀V2、V3和与气路系统的管道连接，通过两个三通阀V2、V3的换向导通气相色谱分析仪2和气路系统的连接，气体进入气相色谱分析仪2完成检测。

压缩泵5的下游设废弃瓶6，该废弃瓶6通过三通阀V6与压缩泵5的下游管路连接，在排空操作中，三通阀V6导通气路系统的管路和废气瓶6时，气路系统中的残留气体被排入废气瓶6中。储气罐3的气体进出口处设置有电磁阀V4、V5，储气罐3的上游管路上设置压力表Y1、第一流量截止阀J1和第二流量截止阀J2。压力表Y1和第一流量截止阀J1设于气相色谱分析仪2的上游，第二流量截止阀J2设于气相色谱分析仪2的下游。压力表Y1用于控制压缩机5和真空泵4的启停，如系统执行抽真空以及回充功能时，当气路系统中的压力值达到预定值时，压力表Y1提供信号给控制系统1，同时控制系统1控制压缩机5与真空泵4的启停。两个流量截止阀J1和J2控制气体流量，确保气体以常压、稳定的流速通过气相色谱分析仪2，以保证检测准确性。

本实施例的气路系统的废弃瓶6下游管路设置一个三通阀V7，从而在气路系统上增设了一个进样口，即该自动检测装置具有两个进样口，具备两个进样通道，可用于分析两个以上不同六氟化硫气室的气体，通过控制系统控制各三通阀换向导通不同的进样通道，对不同六氟化硫气室的绝缘气体进行取样检测。

本实施例中，真空泵4为隔膜真空泵，用于将气路系统内的残余气体进行排空，保证进入气路系统的气体为目标六氟化硫气室内的气体。压缩机5主要用以将储气罐3内的气体回充至原六氟化硫气室。当执行回充功能时，真空泵4和压缩机5同时运行，可大大提高气体的回充率。

本实施例中，控制系统1为自动控制系统，自动控制系统按照预定需求自动控制各电磁阀、真空泵4和压缩机5的启停，还可控制检测的时间、频率、采样器等指标。

采用本实施例进行六氟化硫分解产物的过程为：

1.分析流程

（1）初始化

初始化状态如图1所示六氟化硫气室一8和六氟化硫气室二9与分别与电磁阀V1和V7连接，且所有阀门全部关闭，真空泵4和压缩机5停止运行。

（2）抽真空

检测气体进入气路系统时，气路系统内可能存有空气或其它气体，直接通气不仅影响检测数据精度，同时还对SF₆气体造成污染。因此，为了清除气路系统内的残留气体，需对气路系统中的气体进行抽真空。抽真空流程如图2所示，三通阀门V1、V2、V3、V6和V7以及电磁阀V4、V5打开，真空泵4和压缩机5运行，将储气罐3、管路和各阀门内的气体全部排空。当气路系统真空度达到预定要求时，气路系统恢复至初始状态（由系统内的压力表Y1进行自动控制）（图1）。

（3）样品采集

以采集六氟化硫气室一8为例，进行分解产物分析，系统采样流程如图3所示。三通阀门V1、V2和V3以及电磁阀V4打开，六氟化硫气室一内的气体经三通阀V1、V2、V3和电磁阀V4后进入储气罐3内储存。待六氟化硫流量检测值稳定后，三通阀V2和V3换向将管道中的气体通过载气送进气相色谱分析仪2进行检测，检测完成后系统恢复至初始状态（图1），所有阀门关闭。若储气罐3内气体已充满，分解产物检测值仍未稳定时，系统同样恢复至初始状态（图1），并连续执行气体回充和样品分析，直至分解产物检测值稳定。

（4）气体回充

为防止采集到的六氟化硫气体无序排放对检测人员伤害和环境的污染，同时保证原六氟化硫气室的气体压力，需将采集后的气体重新回充回原六氟化硫气室。气体回充流程如图4所示，三通阀V1、V2、V3、V6和V7以及电磁阀V4、V5均打开，真空泵4和压缩机5启动。储气罐3内以及气路系统的管路内的六氟化硫气体经真空泵4、压缩机5后回充至原六氟化硫气室一8，待系统真空度达到预定要求时（压力表Y1），系统恢复至初始状态（图1），压缩机5和真空泵4停止运行。

Claims (6)

1.一种用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，包括控制系统、气相色谱分析仪和气路系统，所述气路系统包括储气罐、真空泵和压缩泵，所述储气罐、真空泵和压缩泵沿气体流动方向由管道依次连接，所述气路系统的进气端和出气端通过三通阀连接，所述三通阀则构成气路系统的进样口，通过三通阀换向从而构成气体采样、排空和回充通路，所述气相色谱分析仪的气体进出口分别通过三通阀和与气路系统的管道连接，通过两个三通阀的换向导通气相色谱分析仪和气路系统，气体进入气相色谱分析仪完成检测，所述控制系统控制各个三通阀、真空泵和压缩泵的启闭。

2.根据权利要求1所述的用于单孔式六氟化硫₆电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，所述压缩泵的下游设废弃瓶，该废弃瓶通过三通阀与压缩泵的下游管路连接，在排空操作中，当三通阀导通管路和废气瓶时，气路系统中的残留气体被排入废气瓶中。

3.根据权利要求1或2所述的用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，所述储气罐上游的管路上设置压力表、第一流量截止阀和第二流量截止阀，所述压力表和第一流量截止阀设于气相色谱分析仪的上游，所述第二流量截止阀设于气相色谱分析仪的下游。

4.根据权利要求3所述的用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，气路系统的废弃瓶的下游管路设置至少一个三通阀，即增设了至少一个进样口，从而在气路系统上形成了至少两个进样通道，用于分析两个以上不同六氟化硫气室的气体，通过控制系统控制各三通阀换向导通不同的进样通道，对不同六氟化硫气室的绝缘气体进行取样检测。

5.根据权利要求4所述的用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，所述真空泵为隔膜真空泵。

6.根据权利要求5所述的用于单孔式六氟化硫电气设备绝缘气体的自动检测装置，其特征是，所述控制系统为自动控制系统，自动控制系统按照预定需求自动控制系统电磁阀、真空泵和压缩机的启停。