CN107422659B - 一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置，该控制装置包括气路部分和电路控制部分，气路部分包括由手动阀V1、安全阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、吸附过滤装置FT及手动阀V6构成的充抽管路，由电磁阀V7和电磁阀V8串接构成的并联管路，电磁阀V5与储气罐E1构成的排放管路；电路控制部分包括单片机，单片机采集气路部分各管路上数显压力计PG1～PG3的压力数据，单片机通过输出模块与五路继电器R1～R5连接，对气路部分的各电磁阀及报警灯进行控制。本发明避免由人为判断控制造成的过压、欠压，抽真空不合格等情况产生，保证了充入电气设备中六氟化硫气体的洁净度和湿度要求。

Description

一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置

技术领域

本发明属于六氟化硫气体回收回充操作控制技术领域，特别是一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置。

背景技术

目前，SF6气体由于其优越的电气性能(极强的绝缘能和介电强度恢复快)，作为绝缘介质被广泛运用于变压器、高压断路器等电气设备中。在日常检修和维护中，经常进行SF6气体的充放工作，尤其是SF6气体的充放，工作危险性大且SF6气体的纯度要求高，因此，必须制定和掌握正确的SF6气体的充放方法，正确操作使用回收回充设备，设备的简便有效和操作程序的正确将直接影响设备的安全运行和人身安全的保障。

现场六氟化硫电气设备在检修运维过程中，回收过程使用回收装置从六氟化硫电气设备回抽气体至储气罐，回充过程从钢瓶或回充装置回充至电气设备。充气过程需充气至设备额定压力，而由于现场密度，继电器型号及准确度均有所不同，一些密度继电器无示数，只靠设备出口减压阀读数控制，偏差在所难免。抽真空过程按照《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》(GB/T8905)中要求“充气前设备应抽真空至规定指标，真空度为133×10^-6MPa，再继续抽气30min，停泵30min，记录真空度(A)，再隔5h，读真空度(B)，若(B)-(A)＜133×10^-6MPa，则可认为合格，否则应进行处理并重新抽真空至合格为止。”而现场抽真空作业由于人为操作控制，使操作执行与标准要求存在一定距离，导致设备密封性无法在抽真空过程中发现本应有所察觉的问题，设备投运后由于气体泄漏造成的设备停运检修事故屡见。回收回充全程需人工判断作业终点，且对操作要求较高，而终点控制对回收回充质量、电气设备安全运行影响极为深切。

国内还没有专门的SF6回收回充设备的行业标准和国家规范，国内已有六氟化硫处理设备厂家开展相关研究，并生产出相关回收回充装置，此类装置为集成型设备，即配有真空泵或压缩机、储气罐，设备价格昂贵，一般在几十万至上百万元，且再购置新的集成装置是对于基建和检修现场已有真空泵等回收回充装置的浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种小型化、操作简便的六氟化硫回收回充控制装置，能够与现场所用回收、回充车配合使用，具备压力监测与控制、时间控制、报警与指示等功能，用以解决现有技术中的缺陷，实现抽充气过程的精确及简化，减少因主观人为因素引起的结果误差和安全风险。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置，该控制装置包括气路部分和电路控制部分，电路控制部分通过采集气路部分的相关信号控制气路部分的工作状态，

其中，气路部分包括与回收回充装置连接的手动阀V1及与六氟化硫电气设备连接的手动阀V6，在手动阀V1与手动阀V6之间通过管路依次串接有安全阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4及吸附过滤装置FT，并且在电磁阀V3与电磁阀V4之间的管路上安装有数显压力计PG1，在手动阀V1与安全阀V2之间的管道节点及吸附过滤装置FT与手动阀V6之间的管道节点之间连接有由电磁阀V7和电磁阀V8串接构成的并联管路，在电磁阀V7和电磁阀V8之间的管路上安装有数显真空计VG，在安全阀V2和电磁阀V3之间的管路上连接有旁通管路，旁通管路串接电磁阀V5后与储气罐E1连接，在储气罐E1的入口管路上安装有数显压力计PG2；

其中，电路控制部分包括提供DC24V和DC5V两种电压的电源模块，DC5V为单片机、数显压力计PG1～PG3供电，所述单片机的数据采集端与数显压力计PG1～PG3的数据端连接，采集数显压力计PG1～PG3的工作压力数据，单片机的控制输出端与输出模块连接，输出模块的控制输出端分成五路，五路输出分别与五路继电器R1～R5连接，继电器R1控制装置主电源开关Q0的开合、继电器R2控制电磁阀V3和电磁阀V4的开合、继电器R3控制电磁阀V5的开合、继电器R4控制电磁阀V7和电磁阀V8的开合、继电器R5控制报警灯的工作状态，同时，单片机上连接有键盘和显示器。

而且，所述储气罐E1上设有针阀V23，针阀V23用于与外设钢瓶接通进行排气。

而且，所述键盘上进一步设有6个按键，分别为启动、停止、确认、取消、增加及减少。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过作业过程中压力与真空度参数设置和监测将作业终点变为装置自动识别控制，同时按照相关标准要求设计实现，避免由人为判断控制造成的过压、欠压，抽真空不合格即充气等情况产生，提升电气设备抽、充气作业的标准化和准确化。

2、本发明气路内设计安全阀，避免憋压情况产生，保证整个装置及操作人员安全。

3、本发明充气气路设有吸附过滤装置，保证充入电气设备中的六氟化硫气体的洁净度和湿度满足标准要求。

4、本发明充气过程通过阀切换控制充气终点，储气罐的设计避免回收回充装置充压机充气造成的管路憋压以及阀直接关闭对泵造成损坏的情况产生。

5、本发明控制装置可通过不同接口与不同厂家设备、回充装置连接，最大程度利用现场现有的设备，在不需要重新购置昂贵的自动回收回充装置的情况下实现现有设备的自动化改造，成本较低，操作简便。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置，该控制装置包括气路部分，如图1所示，和电路控制部分，如图2所示，电路控制部分通过采集气路部分的相关信号控制气路部分的工作状态，

其中，气路部分包括与回收回充装置连接的手动阀V1及与六氟化硫电气设备连接的手动阀V6，在手动阀V1与手动阀V6之间通过管路依次串接有安全阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4及吸附过滤装置FT，并且在电磁阀V3与电磁阀V4之间的管路上安装有数显压力计PG1，在手动阀V1与安全阀V2之间的管道节点及吸附过滤装置FT与手动阀V6之间的管道节点之间连接有由电磁阀V7和电磁阀V8串接构成的并联管路，在电磁阀V7和电磁阀V8之间的管路上安装有数显真空计VG，在安全阀V2和电磁阀V3之间的管路上连接有旁通管路，旁通管路串接电磁阀V5后与储气罐E1连接，在储气罐E1的入口管路上安装有数显压力计PG2；

在本发明的具体实施中，所述储气罐E1上设有针阀V23，针阀V23可与钢瓶接通进行排气。

其中，电路控制部分包括提供DC24V和DC5V两种电压的电源模块，DC5V为单片机、数显压力计PG1～PG3供电，所述单片机的数据采集端与数显压力计PG1～PG3的数据端连接，采集数显压力计PG1～PG3的工作压力数据，单片机的控制输出端与输出模块连接，输出模块的控制输出端分成五路，五路输出分别与五路继电器R1～R5连接，继电器R1控制装置主电源开关Q0的开合、继电器R2控制电磁阀V3和电磁阀V4的开合、继电器R3控制电磁阀V5的开合、继电器R4控制电磁阀V7和电磁阀V8的开合、继电器R5控制报警灯的工作状态，同时，单片机上连接有键盘和显示器。

其中，所述DC24V为输出模块和继电器R1～R5供电，5V直流为单片机、各数显压力计、数显真空计供电。

在本发明的具体实施中，所述键盘上进一步设有6个按键，分别为启动、停止、确认、取消、增加及减少，通过设置显示器界面内压力参数来控制动作点。

在本发明的具体实施中，所述与回收回充装置连接的手动阀V1及与六氟化硫电气设备连接的手动阀V6均具有不同规格的接口，所述通过不同规格的接口与不同厂家设备、回充装置连接。

工作原理

1、控制装置两端通过接口分别与回收回充装置及六氟化硫电气设备连接，开始操作前打开装置手动阀V1、V6。

2、抽真空功能：

本功能可对控制装置及六氟化硫电气设备进行抽真空作业。由操作人员通过键盘选择操作界面上的“抽真空”选项并确认选择。开启前系统处于复位状态，所有电磁阀处于关闭状态。操作人员点击启动后，控制程序将触发继电器R2、R4，继电器接通打开阀V3、V4、V7、V8，此时操作人员启动回收回充装置进行抽真空。控制装置将真空计VG检测的真空度信号传入单片机，该参数与预先在单片机中设定好的参数比较，当真空度小于等于设定值时触发计时器，30min后单片机将输出信号将继电器R2、R4断电以关闭V3、V4、V7、V8。操作人员关闭手动阀V1、V6，此项功能结束。

3、充气功能：

本功能可对六氟化硫电气设备进行充气作业。由操作人员通过键盘选择操作界面上的“充气”选项并输入充气的额定压力。开启前确认回收回充装置、控制装置及六氟化硫电气设备已抽真空合格。操作人员点击启动后，控制程序将触发继电器R2，继电器接通打开阀V3、V4，此时操作人员启动回收回充装置进行充气。压力计PG1将检测的压力信号传入单片机，单片机将压力参数与预先的设定值进行比较，当两参数相等时单片机输出信号将R2断电，同时接通R3、R5。此时V3、V4关闭，V5打开，报警灯亮起。六氟化硫电气设备内气体压力达到额定压力，回收回充装置端气体充入储气罐E1。操作人员观察报警灯亮起后可关闭回收回充装置充压泵及管路阀门。关泵后可点击控制装置停止按键，R3、R5断电，V5、报警灯关闭，操作人员关闭手动阀V1、V6，此项功能结束。

当PG2检测储气罐E1内压力，并将信号传至单片机，通过比较压力值达到额定承压值时，输出信号使R5接通，报警灯亮起报警，工作人员需将E1与钢瓶通过手动旋阀接通排气。

Claims (1)

1.一种用于六氟化硫气体回收回充操作的控制装置，其特征在于该控制装置包括气路部分和电路控制部分，电路控制部分通过采集气路部分的相关信号控制气路部分的工作状态，其中，气路部分包括与回收回充装置连接的手动阀V1及与六氟化硫电气设备连接的手动阀V6，在手动阀V1与手动阀V6之间通过管路依次串接有安全阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4及吸附过滤装置FT，并且在电磁阀V3与电磁阀V4之间的管路上安装有数显压力计PG1，在手动阀V1与安全阀V2之间的管道节点及吸附过滤装置FT与手动阀V6之间的管道节点之间连接有由电磁阀V7和电磁阀V8串接构成的并联管路，在电磁阀V7和电磁阀V8之间的管路上安装有数显真空计VG，在安全阀V2和电磁阀V3之间的管路上连接有旁通管路，旁通管路串接电磁阀V5后与储气罐E1连接，在储气罐E1的入口管路上安装有数显压力计PG2；

其中，电路控制部分包括提供DC24V和DC5V两种电压的电源模块，DC5V为单片机、数显压力计PG1～PG3供电，所述单片机的数据采集端与数显压力计PG1～PG3的数据端连接，采集数显压力计PG1～PG3的工作压力数据，单片机的控制输出端与输出模块连接，输出模块的控制输出端分成五路，五路输出分别与五路继电器R1～R5连接，继电器R1控制装置主电源开关Q0的开合、继电器R2控制电磁阀V3和电磁阀V4的开合、继电器R3控制电磁阀V5的开合、继电器R4控制电磁阀V7和电磁阀V8的开合、继电器R5控制报警灯的工作状态，同时，单片机上连接有键盘和显示器；

储气罐E1上设有针阀V23，针阀V23用于与外设钢瓶接通进行排气；键盘上进一步设有6个按键，分别为启动、停止、确认、取消、增加及减少；

本控制装置的工作过程包括以下步骤：

⑴控制装置两端通过接口分别与回收回充装置及六氟化硫电气设备连接，开始操作前打开装置手动阀V1、V6；

⑵抽真空功能：

由操作人员通过键盘选择操作界面上的抽真空选项并确认选择；

开启前系统处于复位状态，所有电磁阀处于关闭状态；

操作人员点击启动后，控制程序将触发继电器R2、R4，继电器接通打开阀V3、V4、V7、V8，此时操作人员启动回收回充装置进行抽真空；

控制装置将真空计VG检测的真空度信号传入单片机，该真空度信号与预先在单片机中设定好的参数比较，当真空度小于等于设定值时触发计时器，30min后单片机将输出信号将继电器R2、R4断电以关闭V3、V4、V7、V8，操作人员关闭手动阀V1、V6，此项功能结束；

⑶充气功能：

由操作人员通过键盘选择操作界面上的“充气”选项并输入充气的额定压力；

开启前确认回收回充装置、控制装置及六氟化硫电气设备已抽真空合格；

操作人员点击启动后，控制程序将触发继电器R2，继电器接通打开阀V3、V4，此时操作人员启动回收回充装置进行充气；

压力计PG1将检测的压力信号传入单片机，单片机将压力信号与预先的设定值进行比较，当两参数相等时单片机输出信号将R2断电，同时接通R3、R5，此时V3、V4关闭，V5打开，报警灯亮起；

六氟化硫电气设备内气体压力达到额定压力，回收回充装置端气体充入储气罐E1；

操作人员观察报警灯亮起后将回收回充装置充压泵及管路阀门关闭，关泵后可点击控制装置停止按键，R3、R5断电，V5、报警灯关闭，操作人员关闭手动阀V1、V6，此项功能结束；

当PG2检测储气罐E1内压力，并将信号传至单片机，通过比较压力值达到额定承压值时，输出信号使R5接通，报警灯亮起报警，工作人员需将E1与钢瓶通过手动旋阀接通排气。

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