CN109374833A - 一种sf6气体智能检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SF6气体智能检测系统及方法，包括SF6纯气瓶，减压阀、电磁阀、SF6分解产物/纯度/湿度检测单元、压力检测单元、气体回充单元、尾气回收瓶、控制单元以及连接管路等。本发明能够自动对待检测设备内的SF6气体的湿度、分解产物和纯度值持续跟踪检测，该系统自带尾气回收、回充功能，可根据需要将检测完的气体送入回收装置或待检测设备，避免SF6气体直接排放到大气中，满足环境保护的要求。

Description

一种SF6气体智能检测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种SF6气体分解产物、纯度以及湿度的智能检测技术，尤其涉及一种SF6气体智能检测系统及方法。
背景技术
纯净的SF6气体在常温常压下为无色、无臭、无毒、不可燃的气体，不仅具有稳定的化学性能，而且具有优异的绝缘和灭弧性能，是一种理想的绝缘介质，现阶段被广泛应用于高压电气设备中。高压电气设备在运行过程中，伴随着局部放电和电弧的作用，会引起SF6气体一定程度上发生分解，不仅造成设备绝缘性能降低，还可能引发严重的事故。
电力企业主要通过检修的方法来确保电力设备安全运行。目前普遍采用定期巡检的方式，该方式存在以下缺点：1)检测需要断电、放气、补气的过程，操作麻烦；2)SF6气体的有毒分解物对操作人员身体健康有很大威胁，排出气体的回收、排放都需要较大的人力和物力投入；尤其是那些地处偏远、高海拔的变电站，运行维护人员每次到现场的巡检工作都极为不便；3)SF6气体分解产物中的HF和H2S都是强酸性，易与金属罐体发生化学反应致浓度降低，对于预埋有吸附剂的气室，分解产物也会被吸附剂吸附而致浓度不断降低，对于潜伏性间歇式放电反应，如果不是在临近放电的瞬间进行气体检测，在定期巡检中有时会检测不到分解物残留，从而对放电故障发生漏判。因此，要实现在临近放电的瞬间对气体进行检测，必须开发实时在线的检测系统。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种SF6气体智能检测系统及方法，能够检测SF6气体的纯度，尤其在用于检测GIS设备内SF6气体时可以不改变GIS设备结构、保证设备正常运行基础上进行监测。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种SF6气体智能检测系统，包括控制单元、检测单元、尾气回收瓶、气体回充单元、电磁阀和连接管路；待检测设备通过第二电磁阀连接到检测单元；检测单元后连接气体回充单元，气体回充单元通过第三电磁阀连接到尾气回收瓶，气体回充单元通过第四电磁阀连接到待检测设备；控制单元连接检测单元、气体回充单元和电磁阀；所述系统内各部件均通过连接管路连接。
进一步地，还包括SF6纯气瓶，SF6纯气瓶通过第一电磁阀连接到检测单元。
进一步地，待检测设备、SF6纯气瓶和尾气回收瓶的接口处均设有压力检测单元，且压力检测单元连接控制单元。
进一步地，待检测设备和第二电磁阀之间还连接有第一减压阀，SF6纯气瓶和第一电磁阀之间还连接有第二减压阀，且第一减压阀和第二减压阀连接控制单元。
进一步地，第一减压阀与第二减压阀均采用两级减压，根据控制单元中设定的压力值输出稳定压力给检测单元。
进一步地，尾气回收瓶和第三电磁阀之间还连接有逆止阀，且逆止阀连接控制单元。
进一步地，所述连接管路内壁经特氟龙涂覆钝化处理。
一种SF6气体智能检测系统的检测方法，包括步骤：
(1)第二电磁阀打开，待检测设备内气体进入检测单元，检测并保存检测结果，检测气体暂存于气体回充单元；
(2)如果气体检测结果未超设定报警值，第二电磁阀关闭第四电磁阀打开，气体回充单元将检测后的气体泵回待检测设备中；气体排净后，第四电磁阀关闭，气体回充单元停止工作，控制单元根据设定的检测时间间隔开启下一轮检测；
(3)如果气体检测结果超过设定报警值，第二电磁阀关闭第三电磁阀打开，气体回充单元将检测后的气体泵回尾气回收瓶；气体排净后，第三电磁阀关闭，气体回充单元停止工作，控制单元发出报警信号。
进一步地，所述步骤(1)前还包括：
(1)连接待检测设备；
(2)第一电磁阀打开，SF6纯气清洁校准检测单元；
(3)第一电磁阀关闭第三电磁阀打开，气体进入气体回充单元泵入尾气回收瓶中；气体排净后，关闭第三电磁阀。
进一步地，压力检测单元分别检测GIS设备、SF6纯气瓶及尾气回收瓶内的压力，控制单元读取压力值并根据设定的报警值报警，并控制所有电磁阀关闭。
有益效果：本发明能够对待检测设备中SF6气体分解产物、纯度、湿度持续检测与跟踪，能够实现尾气零排放，对环境无污染，且拆卸和安装方便，可随时移动、适合GIS设备湿度及GIS设备绝缘缺陷劣化程度跟踪判断及预警。
附图说明
图1是本发明的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明针对GIS设备SF6分解产物、纯度、湿度检测，提供一种SF6气体智能检测系统，完成对GIS设备SF6分解产物、纯度、湿度的在线检测。如图1所示，装置包括以下几个部分：SF6纯气瓶、减压阀1、减压阀2、逆止阀、电磁阀V1、V2、V3、V4、检测单元、压力检测单元P1、P2、P3、气体回充单元、尾气回收瓶、控制单元以及连接管路。
SF6纯气瓶通过电磁阀V1连接到检测单元，GIS设备通过电磁阀V2连接到检测单元；检测单元后连接气体回充单元，气体回充单元通过电磁阀V3连接到尾气回收瓶，气体回充单元通过电磁阀V4连接到GIS设备；控制单元连接检测单元、气体回充单元和电磁阀。控制单元可根据冲洗、检测、回收及泵回的需求，控制电磁阀V1～V4的开合。控制单元可根据需要设定检测周期、测量时间、SF6分解产物/纯度/湿度报警值等参数。
检测系统可自动实现整个检测系统的清洁与校准，从SF6纯气瓶中以设定流量对气体进行取样，取得的SF6纯气用于检测开始前整个气路的清洁及校准，之后该气体被尾气回收瓶回收。
检测时，从GIS设备中以设定流量对气体进行取样，取得的样气则被送往分解产物/纯度/湿度检测单元，气体回充单元可根据检测结果选择将该气体回收或是泵回GIS设备中。检测系统为便携可移动式，可根据实际需求安装于GIS设备上。
GIS设备、SF6纯气瓶和尾气回收瓶的接口处均设有压力检测单元，且连接控制单元。压力检测单元P1、P2、P3可分别检测GIS设备、SF6纯气瓶及尾气回收瓶内的压力，当被检测GIS设备的压力低于0.45MPa或高于0.6MPa时，或SF6纯气瓶的压力低于0.2MPa或高于0.6MPa时，或尾气回收瓶压力高于5Mp时，控制单元控制报警装置进行声光报警，所有电磁阀禁止开启，气体测量终止。控制单元可读取压力检测单元P1、P2、P3的压力值，并根据各点的压力值判断检测回路是否存在漏气，在回路存在漏点时进行检测回路漏气报警。
GIS设备和电磁阀V2之间还连接有减压阀1，SF6纯气瓶和电磁阀V1之间还连接有减压阀2，且连接控制单元。减压阀1与减压阀2均采用两级减压，保证大减压比情况下根据控制单元中设定的压力值输出稳定压力，使得SF6分解产物/纯度/湿度检测单元有一个稳定的前端压力，方便流量调节，控制单元中的设定值在0.1MPa～0.6MPa范围内可调。尾气回收瓶和电磁阀V3之间还连接有逆止阀，且连接控制单元。
连接管路中连接到GIS设备取气口的采样管可以与GIS设备上充/取气口直接连接，安装移动方便。连接管路内壁经过特氟龙涂覆钝化处理，对SF6气体及其分解物具有极微量的相容性和吸附性，可保证检测结果的准确度。
如图1所示，可移动式SF6气体成分在线检测系统，对GIS设备内SF6气体的湿度、分解产物和纯度值进行在线检测，该系统自带尾气回收、回充功能，可根据需要将检测完的气体送入回收装置或GIS设备，避免SF6气体直接排放到大气中，满足环境保护的要求。系统工作状况如下：
第一步：管路连接。通过三通接头分别连接回路管到GIS设备的取气口、SF6纯气瓶和尾气回收瓶。
第二步：检测回路清扫与校准。首先电磁阀V1打开，SF6分解产物/纯度/湿度检测单元能够控制气体流量，使用SF6气体吹扫整个系统并完成传感器的清扫与校准；
后关闭电磁阀V1，气体进入气体回充单元，由气体回充单元通过电磁阀V3，将吹扫气体泵入尾气回收瓶中，气体排净后，电磁阀V3关闭，气体回充单元停止工作。
第三步：气体检测。电磁阀V2打开，SF6分解产物/纯度/湿度检测单元能够控制气体流量，后读取GIS设备内气体的湿度、分解产物和纯度值，并将测量过程中所有信息存储下来，检测过程中产生的气体暂时存于气体回充单元；
如果气体检测结果未超设定报警值，则检测结束后电磁阀V2关闭，电磁阀V4打开，气体回充单元通过电磁阀V4将检测后的气体泵回到GIS设备中，气体排净后，电磁阀V4关闭，气体回充单元停止工作，检测系统根据设定的在线检测的时间间隔开启下一轮检测。
如果气体检测结果超过设定报警值，则检测结束后电磁阀V2关闭，电磁阀V3打开，气体回充单元通过电磁阀V3将检测后的气体泵回尾气回收瓶，气体排净后，电磁阀V3关闭，气体回充单元停止工作，控制单元发出报警信号。
上述全部过程由系统程序控制自动运行，可以设定检测周期以及测量时间等参数。压力检测单元检测到GIS设备与SF6纯气瓶的压力不足、尾气回收瓶的内部压力过高或回路漏气时，有声音报警，并禁止打开所有电磁阀，气体测量终止。更换SF6纯气瓶或尾气回收瓶、回路漏气检查需人工干预，更换完成后系统复原。
本发明能够对GIS设备中SF6气体分解产物、纯度、湿度持续检测与跟踪，能够实现尾气零排放，对环境无污染，且拆卸和安装方便，可随时移动、适合GIS设备湿度及GIS设备绝缘缺陷劣化程度跟踪判断及预警。

Claims (10)

1.一种SF6气体智能检测系统，其特征在于，包括控制单元、检测单元、尾气回收瓶、气体回充单元、电磁阀和连接管路；
检测单元用于通过第二电磁阀(V2)与待检测设备连接；检测单元后连接气体回充单元，气体回充单元通过第三电磁阀(V3)连接到尾气回收瓶，气体回充单元还用于通过第四电磁阀(V4)连接待检测设备；
控制单元连接检测单元、气体回充单元、第二电磁阀(V2)、第三电磁阀(V3)和第四电磁阀(V4)；
检测单元与第二电磁阀(V2)、检测单元与气体回充单元、气体回充单元与第三电磁阀(V3)和尾气回收瓶、气体回充单元与第四电磁阀(V4)均通过连接管路连接。
2.根据权利要求1所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，还包括SF6纯气瓶，SF6纯气瓶通过第一电磁阀(V1)连接到检测单元，且第一电磁阀(V1)连接控制单元；检测单元与第一电磁阀(V1)和SF6纯气瓶之间均通过连接管路连接。
3.根据权利要求2所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，待检测设备、SF6纯气瓶和尾气回收瓶的接口处均设有压力检测单元，且压力检测单元连接控制单元。
4.根据权利要求2所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，待检测设备和第二电磁阀(V2)之间还连接有第一减压阀，SF6纯气瓶和第一电磁阀(V1)之间还连接有第二减压阀，且第一减压阀和第二减压阀连接控制单元。
5.根据权利要求4所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，第一减压阀与第二减压阀均采用两级减压，根据控制单元中设定的压力值输出稳定压力给检测单元。
6.根据权利要求1所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，尾气回收瓶和第三电磁阀(V3)之间还连接有逆止阀，且逆止阀连接控制单元。
7.根据权利要求1所述的SF6气体智能检测系统，其特征在于，所述连接管路内壁经特氟龙涂覆钝化处理。
8.一种基于权利要求1-7所述的SF6气体智能检测系统的检测方法，其特征在于，包括步骤：
(1)第二电磁阀(V2)打开，待检测设备内气体进入检测单元，检测并保存检测结果，检测气体暂存于气体回充单元；
(2)如果气体检测结果未超设定报警值，第二电磁阀(V2)关闭第四电磁阀(V4)打开，气体回充单元将检测后的气体泵回待检测设备中；气体排净后，第四电磁阀(V4)关闭，气体回充单元停止工作，控制单元根据设定的检测时间间隔开启下一轮检测；
(3)如果气体检测结果超过设定报警值，第二电磁阀(V2)关闭第三电磁阀(V3)打开，气体回充单元将检测后的气体泵回尾气回收瓶；气体排净后，第三电磁阀(V3)关闭，气体回充单元停止工作，控制单元发出报警信号。
9.根据权利要求8所述的SF6气体智能检测方法，其特征在于，所述步骤(1)前还包括：
(1)连接待检测设备；
(2)第一电磁阀(V1)打开，SF6纯气清洁校准检测单元；
(3)第一电磁阀(V1)关闭第三电磁阀(V3)打开，气体进入气体回充单元泵入尾气回收瓶中；气体排净后，关闭第三电磁阀(V3)。
10.根据权利要求8所述的SF6气体智能检测方法，其特征在于，压力检测单元分别检测GIS设备、SF6纯气瓶及尾气回收瓶内的压力，控制单元读取压力值并根据设定的报警值报警，并控制所有电磁阀关闭。
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