CN106383067B - 一种用于gis的六氟化硫气体密度微水监测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置；通过电磁铁通电对内部永磁铁的吸合使永磁体从GIS一端快速滑动到远离GIS的一端，从而推动内部六氟化硫气体在装置内部流动，当六氟化硫气体流动到监测室吹扫密度微水传感器探头时，实现湿度及密度的检测，然后通过回流管回流进GIS腔体内部，实现对GIS内部气体的抽取、监测、回流的过程；从而可以真实的检测出GIS内部的微水值和密度值，解决了GIS内部因超低湿静态监测不准的问题。

Description

一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器

技术领域

本发明涉及电力安全设施领域，尤其涉及一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器。

背景技术

GIS(GAS INSULATED SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。长期以来在GIS六氟化硫微水及密度在线监测领域基本都是采用静态测量，且湿度传感器难以深入GIS内部，无法真实的测量GIS内部的湿度，从而造成密度计微水测量的极大误差。近年来有类似通过外部开阀放气使GIS内部六氟化硫气体流动的方式来实现较为真实的湿度测量。但此方法使得GIS内六氟化硫气体不断损耗，需要经常的补气操作，步骤繁杂且容易带入杂质和水分。另外此方法对GIS外部直接放气会造成危险和环境的极大污染，不宜推广。行业内一直找不到有效的使GIS内部高压六氟化硫气体流动检测的方式，从而制约了高压开关室内部六氟化硫气体微水在线监测的发展，也为GIS的稳定运行带来了严重隐患。另，市场最近有人提出类似的方案，但一直找到不有效的，且不会造成GIS内部气体污染的动力驱动方式而只有空洞的理论方案，同样是纸上谈兵，无法真正的用于实际的测量。

发明内容

鉴于目前电力安全设施领域存在的上述不足，本发明提供一种用于高压开关室的六氟化硫气体密度微水监测器，能够真实有效地监测高压开关室内部六氟化硫气体的密度微水。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，所述用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述导轴贯穿所述抽气室的一侧壳体，所述永磁体套接在位于抽气室内的导轴上，所述电磁铁套接在位于抽气室外的导轴上，所述进气口与GIS相连，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置，所述监测室一端与所述出气口相连，另一端与所述回流装置相连，所述密度微水传感器位于所述监测室内且与所述监测控制装置相连，所述回流装置与GIS相连。

依照本发明的一个方面，所述永磁体通过滑块套接在所述导轴上。

依照本发明的一个方面，所述永磁体和所述滑块组成的刚性整体的外径略小于所述抽气室的内径。

依照本发明的一个方面，所述监测室与所述回流装置相连的部位设有自封阀。

依照本发明的一个方面，所述监测控制装置通过螺纹与所述监测室的壳体相连。

依照本发明的一个方面，所述进气口通过自封阀与GIS相连。

依照本发明的一个方面，所述电磁铁外侧设有保护封盖。

依照本发明的一个方面，所述抽气室上设有补气口。

依照本发明的一个方面，所述抽气室壳体和导轴采用不导磁材料制成，所述滑块采用聚四氟乙烯制成。

依照本发明的一个方面，所述监测控制装置包括通讯装置。

本发明实施的优点：本发明所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述导轴贯穿所述抽气室的一侧壳体，所述永磁体套接在位于抽气室内的导轴上，所述电磁铁套接在位于抽气室外的导轴上，所述进气口与GIS相连，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置，所述监测室一端与所述出气相连，另一端与所述回流装置相连，所述密度微水传感器位于所述监测室内且与所述监测控制装置相连，所述回流装置与GIS相连；通过电磁铁通电对内部永磁铁的吸合使永磁体从GIS一端快速滑动到远离GIS的一端，从而推动内部六氟化硫气体在装置内部流动，当六氟化硫气体流动到监测室吹扫密度微水传感器探头时，实现湿度及密度的检测，然后通过回流管回流进GIS腔体内部，实现对GIS内部气体的抽取、监测、回流的过程；整个推动过程无内部动力源，从而杜绝了因内部动力装置带电造成的GIS不稳定，以及造成GIS故障甚至事故。GIS内部的六氟化硫气体通过抽取实现流动，检测后回流进GIS内，使得GIS内的六氟化硫气体实现了湿度的交换，从而可以真实的检测出GIS内部的微水值和密度值，解决了GIS内部因超低湿静态监测不准的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一所述的一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器的结构示意图；

图2为本发明实施例二所述的一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，所述用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置1、监测装置2和回流装置3，所述抽气装置1包括抽气室11、导轴12、永磁体13、电磁铁14、进气口15和出气口16，所述导轴12贯穿所述抽气室11的一侧壳体，所述永磁体13套接在位于抽气室11内的导轴12上，所述电磁铁14套接在位于抽气室11外的导轴12上，所述进气口15与GIS4相连，所述监测装置2包括监测室21、密度微水传感器22和监测控制装置23，所述监测室21一端与所述出气口16相连，另一端与所述回流装置3相连，所述密度微水传感器22位于所述监测室21内且与所述监测控制装置23相连，所述回流装置3与GIS4相连。通过控制电磁铁的通断和正负电极的切换以及通电电流的大小、时间等控制因素来推动抽气室内部的永磁体做变速的往复滑动，从而抽动GIS(GIS)内部的六氟化硫气体流动，永磁体在做一次远离GIS的滑动动作时，使得新吸入的气体被推入监测室，通过监测室内的密度微水传感器进行密度微水检测，如此往复可实现GIS内部真实湿度场的测量；通过将动力驱动装置电磁铁外置，这样的结构设计可以使带电且易损坏的驱动装置与内部高压洁净的六氟化硫气体隔绝。

在实际应用中，所述永磁体13通过滑块17套接在所述导轴12上，所述永磁体13和所述滑块17组成的刚性整体的外径略小于所述抽气室11的内径，留有的间隙可使滑块17和永磁体13的组合体在做完由抽气室的近GIS端朝抽气室的远离GIS端移动的一个单程运动后，可慢速滑落回抽气室靠近GIS的一端。此过程可通过永磁体13外圈的间隙重新抽取GIS内部的六氟化硫气体，然后再做一次远离GIS的滑动动作，使得新吸入的气体再一次的被推入监测室，如此往复可实现GIS内部真实湿度场的测量。

而在实际应用中，所述抽气室11壳体和导轴12采用不导磁材料制成，在本实施例中，所述不导磁材料为不锈钢材质，也可为不导磁合金等。在本实施例中，所述滑块17采用聚四氟乙烯制成，因导轴采用不锈钢材质，外部具有高光洁度，以及滑块17为耐磨损的聚四氟乙烯材质，且内部光滑，而聚四氟乙烯具有自润滑的作用，不需要涂抹保证润滑的溶剂，从而保证了回流气体的洁净，也保证了GIS的运行安全。

在实际应用中，所述监测室21与所述回流装置3相连的部位设有自封阀5，所述进气口15通过自封阀5与GIS4相连。所述回流装置可为回流管，所述回流管可采用不锈钢材质制成，由于其细长的结构，在现场安装时，可以有略微的弹性，从而弥补了GIS上2个孔的孔距误差，实现可靠安装。

在实际应用中，所述监测控制装置23通过螺纹与所述监测室21的壳体相连，具有O型圈密封的结构，安装简单，拆装方便，整体模块化。

在实际应用中，所述电磁铁外侧设有保护封盖19，从而能保护该驱动装置电磁铁的安全。由于动力驱动装置，也就是电磁铁处于GIS高压气体外部，且抽气室壳体可为不锈钢材质等不导磁材质，对磁体的吸引力没有作用，电磁铁的吸力可以直接穿过抽气室外壳而作用于内部的永磁体，这样的结构设计可以使带电且易损坏的驱动装置与内部高压洁净的六氟化硫气体隔绝。

在实际应用中，由于电磁铁结构简单性能稳定，长期通电情况下也不易损坏，且处于抽气室外部常压下的工作环境，即使因长时间的工作损坏了，也可以实现在线式的更换，快速恢复工作。不用担心因为部件的损坏而出现断电、更换部件难等问题，对于在线式电力监测设备来说实现了低成本稳定工作。

在实际应用中，所述监测控制装置还可包括通讯装置24，可通过通讯装置与外部智能设备连接，可实现在线测量，同时可作为半在线式的监测装置，也就是GIS设备运行时的大部分时间本装置可以不启动，当需要监测时再启动测量，从而实现节能、降低摩擦和提高运行寿命。

在实际应用中，抽气装置和密度微水检测装置在出厂时可以装配好，到现场安装时先将回流管的母头接口连接到GIS的一个自封阀接口上，然后把抽气装置的母阀(自封)缓慢的连接到GIS法兰上预留的另一个自封阀口上。此时整个气体抽取和回流的装置就完成了安装。本实施例所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述导轴贯穿所述抽气室的一侧壳体，所述永磁体套接在位于抽气室内的导轴上，所述电磁铁套接在位于抽气室外的导轴上，所述进气口与GIS相连，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置，所述监测室一端与所述出气相连，另一端与所述回流装置相连，所述密度微水传感器位于所述监测室内且与所述监测控制装置相连，所述回流装置与GIS相连；通过电磁铁通电对内部永磁铁的吸合使永磁体从GIS一端快速滑动到远离GIS的一端，从而推动内部六氟化硫气体在装置内部流动，当六氟化硫气体流动到监测室吹扫密度微水传感器探头时，实现湿度及密度的检测，然后通过回流管回流进GIS腔体内部，实现对GIS内部气体的抽取、监测、回流的过程；整个推动过程无内部动力源，从而杜绝了因内部动力装置带电造成的GIS不稳定，以及造成GIS故障甚至事故。GIS内部的六氟化硫气体通过抽取实现流动，检测后回流进GIS内，使得GIS内的六氟化硫气体实现了湿度的交换，从而可以真实的检测出GIS内部的微水值和密度值，解决了GIS内部因超低湿静态监测不准的问题。

实施例二

如图2所示，一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，所述用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置1、监测装置2和回流装置3，所述抽气装置1包括抽气室11、导轴12、永磁体13、电磁铁14、进气口15和出气口16，所述导轴12贯穿所述抽气室11的一侧壳体，所述永磁体13套接在位于抽气室11内的导轴12上，所述电磁铁14套接在位于抽气室11外的导轴12上，所述进气口15与GIS4相连，所述监测装置2包括监测室21、密度微水传感器22和监测控制装置23，所述监测室21一端与所述出气口16相连，另一端与所述回流装置3相连，所述密度微水传感器22位于所述监测室21内且与所述监测控制装置23相连，所述回流装置3与GIS4相连，所述抽气室11上还设有补气口18。通过控制电磁铁的通断和正负电极的切换以及通电电流的大小、时间等控制因素来推动抽气室内部的永磁体做变速的往复滑动，从而抽动GIS内部的六氟化硫气体流动，永磁体在做一次远离GIS的滑动动作时，使得新吸入的气体被推入监测室，通过监测室内的密度微水传感器进行密度微水检测，如此往复可实现GIS内部真实湿度场的测量；通过将动力驱动装置电磁铁外置，这样的结构设计可以使带电且易损坏的驱动装置与内部高压洁净的六氟化硫气体隔绝，通过补气口可在原GIS上留有的进气口被占用的情况下重新通过新的补气口进行补气，保证了GIS在正常维护补气时的需要。

在实际应用中，所述永磁体13通过滑块17套接在所述导轴12上，所述永磁体13和所述滑块17组成的刚性整体的外径略小于所述抽气室11的内径，留有的间隙可使滑块17和永磁体13的组合体在做完由抽气室的近GIS端朝抽气室的远离GIS端移动的一个单程运动后，可慢速滑落回抽气室靠近GIS的一端。此过程可通过永磁体13外圈的间隙重新抽取GIS内部的六氟化硫气体，然后再做一次远离GIS的滑动动作，使得新吸入的气体再一次的被推入监测室，如此往复可实现GIS内部真实湿度场的测量。

而在实际应用中，所述抽气室11壳体和导轴12采用不导磁材料制成，在本实施例中，所述不导磁材料为不锈钢材质，也可为不导磁合金等。在本实施例中，所述滑块17采用聚四氟乙烯制成，因导轴采用不锈钢材质，外部具有高光洁度，以及滑块17为耐磨损的聚四氟乙烯材质，且内部光滑，而聚四氟乙烯具有自润滑的作用，不需要涂抹保证润滑的溶剂，从而保证了回流气体的洁净，也保证了GIS的运行安全。

在实际应用中，所述监测室21与所述回流装置3相连的部位设有自封阀5，所述进气口15通过自封阀5与GIS4相连。所述回流装置可为回流管，所述回流管可采用不锈钢材质制成，由于其细长的结构，在现场安装时，可以有略微的弹性，从而弥补了GIS上2个孔的孔距误差，实现可靠安装。

在实际应用中，所述监测控制装置23通过螺纹与所述监测室21的壳体相连，具有O型圈密封的结构，安装简单，拆装方便，整体模块化。

在实际应用中，所述电磁铁外侧设有保护封盖19，从而能保护该驱动装置电磁铁的安全。由于动力驱动装置，也就是电磁铁处于GIS高压气体外部，且抽气室壳体可为不锈钢材质等不导磁材质，对磁体的吸引力没有作用，电磁铁的吸力可以直接穿过抽气室外壳而作用于内部的永磁体，这样的结构设计可以使带电且易损坏的驱动装置与内部高压洁净的六氟化硫气体隔绝。

在实际应用中，由于电磁铁结构简单性能稳定，长期通电情况下也不易损坏，且处于抽气室外部常压下的工作环境，即使因长时间的工作损坏了，也可以实现在线式的更换，快速恢复工作。不用担心因为部件的损坏而出现断电、更换部件难等问题，对于在线式电力监测设备来说实现了低成本稳定工作。

在实际应用中，所述监测控制装置还可包括通讯装置24，可通过通讯装置与外部智能设备连接，可实现在线测量，同时可作为半在线式的监测装置，也就是GIS设备运行时的大部分时间本装置可以不启动，当需要监测时再启动测量，从而实现节能、降低摩擦和提高运行寿命。

在实际应用中，抽气装置和密度微水检测装置在出厂时可以装配好，到现场安装时先将回流管的母头接口连接到GIS的一个自封阀接口上，然后把抽气装置的母阀(自封)缓慢的连接到GIS法兰上预留的另一个自封阀口上。此时整个气体抽取和回流的装置就完成了安装。

本发明实施的优点：本发明所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述导轴贯穿所述抽气室的一侧壳体，所述永磁体套接在位于抽气室内的导轴上，所述电磁铁套接在位于抽气室外的导轴上，所述进气口与GIS相连，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置，所述监测室一端与所述出气相连，另一端与所述回流装置相连，所述密度微水传感器位于所述监测室内且与所述监测控制装置相连，所述回流装置与GIS相连；通过电磁铁通电对内部永磁铁的吸合使永磁体从GIS一端快速滑动到远离GIS的一端，从而推动内部六氟化硫气体在装置内部流动，当六氟化硫气体流动到监测室吹扫密度微水传感器探头时，实现湿度及密度的检测，然后通过回流管回流进GIS腔体内部，实现对GIS内部气体的抽取、监测、回流的过程；整个推动过程无内部动力源，从而杜绝了因内部动力装置带电造成的GIS不稳定，以及造成GIS故障甚至事故。GIS内部的六氟化硫气体通过抽取实现流动，检测后回流进GIS内，使得GIS内的六氟化硫气体实现了湿度的交换，从而可以真实的检测出GIS内部的微水值和密度值，解决了GIS内部因超低湿静态监测不准的问题，进一步的，所述抽气室上设有补气口，通过补气口可在原GIS上留有的进气口被占用的情况下重新通过新的补气口进行补气，保证了GIS在正常维护补气时的需要。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器包括抽气装置、监测装置和回流装置，所述抽气装置包括抽气室、导轴、永磁体、电磁铁、进气口和出气口，所述导轴贯穿所述抽气室的一侧壳体，所述永磁体套接在位于抽气室内的导轴上，所述电磁铁套接在位于抽气室外的导轴上，所述进气口与GIS相连，所述监测装置包括监测室、密度微水传感器和监测控制装置，所述监测室一端与所述出气口相连，另一端与所述回流装置相连，所述密度微水传感器位于所述监测室内且与所述监测控制装置相连，所述回流装置与GIS相连，所述抽气室上设有补气口。

2.根据权利要求1所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述永磁体通过滑块套接在所述导轴上。

3.根据权利要求2所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述永磁体和所述滑块组成的刚性整体的外径略小于所述抽气室的内径。

4.根据权利要求1所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述监测室与所述回流装置相连的部位设有自封阀。

5.根据权利要求1所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述监测控制装置通过螺纹与所述监测室的壳体相连。

6.根据权利要求1所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述进气口通过自封阀与GIS相连。

7.根据权利要求1所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述电磁铁外侧设有保护封盖。

8.根据权利要求3所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述抽气室壳体和导轴采用不导磁材料制成，所述滑块采用聚四氟乙烯制成。

9.根据权利要求8所述的用于GIS的六氟化硫气体密度微水监测器，其特征在于，所述监测控制装置包括通讯装置。

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