CN106287229A - 一种绝缘混合气体充气系统及充气方法 - Google Patents

一种绝缘混合气体充气系统及充气方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电气设备气体绝缘材料技术领域，特指一种绝缘混合气体充气系统及充气方法，包括混合气体充气装置与温度压力监测装置，混合气体充气装置包括SF6充气气路、非SF6充气气路、试验腔体管道、真空瓶管道与真空泵管道，温度压力监测装置包括压力表，压力表配备有智能远程传输部件。本发明可进行不同压力和SF6比例的混合气体的充气、压力调节和回收处理，也能进行混合气体的压力、温度、密度监测。

Description

一种绝缘混合气体充气系统及充气方法
技术领域
本发明涉及电气设备气体绝缘材料技术领域，特指一种绝缘混合气体充气系统及充气方法。
背景技术
SF6作为绝缘和灭弧介质已广泛用于气体绝缘组合电器(GIS)等电气设备中。然而SF6的温室效应系数(GWP)是CO2的23900倍，意味着每向大气中排放1kg SF6气体造成的温室效应相当于排放23.5t CO2气体；且SF6气体在大气中极难降解，寿命约3200年，对全球变暖具有累积效应。出于环保考虑，联合国气候变化公约缔约方于1997年签订了《京都议定书》，将SF6列为6种限制使用的温室气体之一，并要求在2020年基本限制SF6气体的使用。为找到新的气体绝缘介质替代纯SF6，目前常采用SF6/N2混合气体用于替代纯SF6气体作为绝缘气体。
SF6/N2混合气体中SF6的比例低于30％时仍具有较好的绝缘强度，而此时能节省大部分SF6的使用，因而具有较高的研究价值。目前含20％SF6的SF6/N2混合气体已成功应用于瑞士日内瓦机场的气体绝缘输电管道(GIL)中，若不考虑混合气体的灭弧性能，在GIS设备除断路器和隔离开关的其它气室中，低SF6比例的SF6/N2混合气体具备极大的潜力替代纯SF6，不仅可大量减少SF6的使用，而且可有效避免SF6气体在低温下的液化问题。
目前，国内外已有不少研究报道了充气压强、混合比例、电场不均匀度等多种因素对气体绝缘介质绝缘性能的影响。但是，国内外目前在研究混合气体绝缘性能时，仍采用先充入SF6，再充入N2的方法，此时存在充气效率低，易混入空气中的水分等缺点。研究开发混合气体新的充气装置及其方法，对于混合气体绝缘试验研究和工程应用至关重要。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种绝缘混合气体充气系统及充气方法，可进行不同压力和SF6比例的混合气体的充气、压力调节和回收处理，也能进行混合气体的压力、温度、密度监测。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种绝缘混合气体充气系统，包括混合气体充气装置与温度压力监测装置，混合气体充气装置包括SF6充气气路、非SF6充气气路、试验腔体管道、真空瓶管道与真空泵管道，温度压力监测装置包括压力表，压力表配备有智能远程传输部件。
所述SF6充气气路上设有SF6温度和气压控制阀门，SF6温度和气压控制阀门上设有SF6温度和气压监测计，非SF6充气气路上设有非SF6温度和气压控制阀门，非SF6温度和气压控制阀门上设有非SF6温度和气压监测计，试验腔体管道上设有试验腔体充气控制阀门，真空瓶管道上设有真空瓶控制阀门，真空泵管道上设有真空泵控制阀门。
一种绝缘混合气体充气系统的充气方法，其步骤如下，
步骤一，将SF6气瓶和非SF6气瓶分别接入SF6充气气路和将非SF6充气气路，将试验腔体接入试验腔体管道，将真空泵接入真空泵管道，并检查相应的阀门保证各管道接入后阀门处于关闭状态；
步骤二，打开试验腔体充气控制阀门和真空泵控制阀门，启动真空泵进行抽真空，连续抽30min，直至腔体内压强降至10Pa以下，确保试验腔体和气路被充分抽真空；
步聚三，抽真空结束后，依次关闭试验腔体充气控制阀门和真空泵控制阀门，然后依次打开SF6温度和气压控制阀门和试验腔体充气控制阀门，观察SF6温度和气压控制阀门上的SF6温度和气压监测计，待SF6气体充至指定的分压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门和SF6温度和气压控制阀门；
步聚四，打开真空泵控制阀门，启动真空泵进行抽真空5min，然后关闭真空泵控制阀门；
步聚五，依次打开非SF6温度和气压控制阀门和试验腔体充气控制阀门，观察非SF6温度和气压控制阀门上的非SF6温度和气压监测计，待非SF6气体充至指定的总压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门和非SF6温度和气压控制阀门,接下来即可进行特定压力和比例的试验或工程运行。
步骤六，将真空瓶接入真空瓶管道，确保真空瓶控制阀门处于关闭状态；
步骤七，打开真空泵控制阀门，启动真空泵进行抽真空5min，然后关闭真空泵控制阀门；
步骤八，缓慢打开试验腔体充气控制阀门和真空瓶控制阀门，通过调节阀门大小以控制气流速度，利用压差作用将试验腔体内的混合气体压入真空瓶内，并同时在过程中观察SF6温度和气压监测计和非SF6温度和气压监测计，当压力达到所需试验压力时，依次关闭试验腔体充气控制阀门和真空瓶控制阀门；
步骤九，取下装有少量混合气体的真空瓶，作好标记，以准备回收处理，至此完成混合气体压力调节和回收处理过程。
本发明有益效果：
1.SF6气体与非SF6气体共用气路的方法，可保证腔体在单一充气口结构基础上实现混合气体的充气；
2.通过施加不同的阀门控制方法，可实现混合气体的充气、压力调节、回收处理等功能；
3.实现了混合气体按比例充气，通过控制混合气体来控制混合比例；
4.充气前可对气路进行抽真空处理，消除了充气管道内的空气、水分等杂质气体对腔体内部的污染；
5.该充气装置与充气方法简明实用，进行混合气体充气具有较高的工程实用价值。
附图说明
图1是本发明混合气体充气装置结构图。
1.SF6充气气路；2.非SF6充气气路；3.试验腔体充气气路；4.真空瓶充气气路；5.真空泵充气气路；6.SF6温度和气压控制阀门；7.非SF6温度和气压控制阀门；8.试验腔体充气控制阀门；9.真空瓶控制阀门；10.真空泵控制阀门。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述一种绝缘混合气体充气系统，包括混合气体充气装置与温度压力监测装置，混合气体充气装置包括SF6充气气路1、非SF6充气气路2、试验腔体管道3、真空瓶管道4与真空泵管道5，其中SF6充气气路1、非SF6充气气路2、试验腔体管道3、真空瓶管道4连接一个共用公共管道，在充气前先将公共管道抽真空后再进行充气，温度压力监测装置包括压力表，可监测试验腔体内部的温度、压强、密度等参数，压力表配备有智能远程传输部件，可将气路内部气体的温度、压强和密度等参数通过传输电缆远程传到控制室，直接在电脑上读取数据。
更具体而言，所述SF6充气气路1上设有SF6温度和气压控制阀门6，SF6温度和气压控制阀门6上设有SF6温度和气压监测计，非SF6充气气路2上设有非SF6温度和气压控制阀门7，非SF6温度和气压控制阀门7上设有非SF6温度和气压监测计，试验腔体管道3上设有试验腔体充气控制阀门8，真空瓶管道4上设有真空瓶控制阀门9，真空泵管道5上设有真空泵控制阀门10。真空泵的作用在于将已有充气管路抽真空，确保管路中残留的气体不影响充气。
本发明所述一种绝缘混合气体充气系统的充气方法，其步骤如下，
步骤一，将SF6气瓶和非SF6气瓶分别接入SF6充气气路1和将非SF6充气气路2，将试验腔体接入试验腔体管道3，将真空泵接入真空泵管道5，并检查相应的阀门保证各管道接入后阀门处于关闭状态；
步骤二，打开试验腔体充气控制阀门8和真空泵控制阀门10，启动真空泵进行抽真空，连续抽30min，直至腔体内压强降至10Pa以下，确保试验腔体和气路被充分抽真空；
步骤三，抽真空结束后，依次关闭试验腔体充气控制阀门8和真空泵控制阀门10，然后依次打开SF6温度和气压控制阀门6和试验腔体充气控制阀门8，观察SF6温度和气压控制阀门6上的SF6温度和气压监测计，观察气体的气压、温度和密度，待SF6气体充至指定的分压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门8和SF6温度和气压控制阀门6；
步骤四，打开真空泵控制阀门10，启动真空泵进行抽真空5min，排除气路内残留气体的干扰，然后关闭真空泵控制阀门10；
步骤五，依次打开非SF6温度和气压控制阀门7和试验腔体充气控制阀门8，观察非SF6温度和气压控制阀门7上的非SF6温度和气压监测计，待非SF6气体充至指定的总压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门8和非SF6温度和气压控制阀门7,接下来即可进行特定压力和比例的试验或工程运行。
步骤六，将真空瓶接入真空瓶管道4，确保真空瓶控制阀门9处于关闭状态；
步骤七，打开真空泵控制阀门10，启动真空泵进行抽真空5min，然后关闭真空泵控制阀门10；
步骤八，缓慢打开试验腔体充气控制阀门8和真空瓶控制阀门9，通过调节阀门大小以控制气流速度，利用压差作用将试验腔体内的混合气体压入真空瓶内，并同时在过程中观察SF6温度和气压监测计和非SF6温度和气压监测计，当压力达到所需其他试验压力时，依次关闭试验腔体充气控制阀门8和真空瓶控制阀门9；
步骤九，取下装有少量混合气体的真空瓶，作好标记，以准备回收处理，至此完成混合气体压力调节和回收处理过程。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种绝缘混合气体充气系统，其特征在于，包括混合气体充气装置与温度压力监测装置，所述混合气体充气装置包括SF6充气气路(1)、非SF6充气气路(2)、试验腔体管道(3)、真空瓶管道(4)与真空泵管道(5)，所述温度压力监测装置包括压力表，所述压力表配备有智能远程传输部件。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘混合气体充气系统，其特征在于，所述SF6充气气路(1)上设有SF6温度和气压控制阀门(6)，所述SF6温度和气压控制阀门(6)上设有SF6温度和气压监测计，所述非SF6充气气路(2)上设有非SF6温度和气压控制阀门(7)，所述非SF6温度和气压控制阀门(7)上设有非SF6温度和气压监测计，所述试验腔体管道(3)上设有试验腔体充气控制阀门(8)，所述真空瓶管道(4)上设有真空瓶控制阀门(9)，所述真空泵管道(5)上设有真空泵控制阀门(10)。
3.根据权利要求1和2所述的一种绝缘混合气体充气系统的充气方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将SF6气瓶和非SF6气瓶分别接入SF6充气气路(1)和将非SF6充气气路(2)，将试验腔体接入试验腔体管道(3)，将真空泵接入真空泵管道(5)，并检查相应的阀门保证各管道接入后阀门处于关闭状态；
步骤二，打开试验腔体充气控制阀门(8)和真空泵控制阀门(10)，启动真空泵进行抽真空，连续抽30min，直至腔体内压强降至10Pa以下，确保试验腔体和气路被充分抽真空；
步骤三，抽真空结束后，依次关闭试验腔体充气控制阀门(8)和真空泵控制阀门(10)，然后依次打开SF6温度和气压控制阀门(6)和试验腔体充气控制阀门(8)，观察SF6温度和气压控制阀门(6)上的SF6温度和气压监测计，待SF6气体充至指定的分压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门(8)和SF6温度和气压控制阀门(6)；
步骤四，打开真空泵控制阀门(10)，启动真空泵进行抽真空5min，然后关闭真空泵控制阀门(10)；
步骤五，依次打开非SF6温度和气压控制阀门(7)和试验腔体充气控制阀门(8)，观察非SF6温度和气压控制阀门(7)上的非SF6温度和气压监测计，待非SF6气体充至指定的总压力后，依次关闭试验腔体充气控制阀门(8)和非SF6温度和气压控制阀门(7)，接下来即可进行特定压力和比例的试验或工程运行。
步骤六，将真空瓶接入真空瓶管道(4)，确保真空瓶控制阀门(9)处于关闭状态；
步骤七，打开真空泵控制阀门(10)，启动真空泵进行抽真空5min，然后关闭真空泵控制阀门(10)；
步骤八，缓慢打开试验腔体充气控制阀门(8)和真空瓶控制阀门(9)，通过调节阀门大小以控制气流速度，利用压差作用将试验腔体内的混合气体压入真空瓶内，并同时在过程中观察SF6温度和气压监测计和非SF6温度和气压监测计，当压力达到所需其他试验压力时，依次关闭试验腔体充气控制阀门(8)和真空瓶控制阀门(9)；
步骤九，取下装有少量混合气体的真空瓶，作好标记，以准备回收处理，至此完成混合气体压力调节和回收处理过程。
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