CN110095555A - 一种基于分析sf6色谱检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分析SF₆色谱检测系统及检测方法，包括密闭气室和压力平衡装置，所述密闭气室的中部设有加热棒，所述加热棒的外周套有若干直径不同的圆环形导热隔膜，所述圆环形导热隔膜相互套在一起，且将所述密闭气室分割为若干个同轴心的环形腔，所述密封气室设有分别和每个环形腔连通的进气口和出气口，进气口和出气口均设有阀门，所述进气口分别通过进气管和SF₆储气罐连通，所述出气口分别通过排气管和SF6色谱检测仪的气体采集口连通，所述压力平衡装置包括气缸、活塞，所述气缸内设有若干活塞，所述活塞将所述气缸分隔为与所述环形腔数量一致的稳压腔，所述稳压腔通过稳压管和环形腔一一对应连通。能够检测内部热点周围SF₆分解的分布情况。

Description

一种基于分析SF6色谱检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及SF₆分析技术领域，特别涉及一种基于分析SF₆色谱检测系统及检测方法。

背景技术

由于SF₆气体与传统的油纸绝缘系统相比，其散热条件更为严峻，在设计时依照E级绝缘设计，即平均允许温升为80K(最高允许运行温度为120℃)。但是在设备的运行中，设备内部热点温度仍然会高于运行温度，当设备内部热点温度超过此运行温度时，我们就称该设备内部具有局部过热性故障(Partial Overthermal Fault，POF)，通过分析SF₆的分解可以了解设备内故障情况。但是，国内外对SF₆过热分解现象研究极少，更没有对过热产生时内部热点周围SF₆分解的分布情况进行研究。

发明内容

针对上述现有技术，本发明在于提供一种基于分析SF₆色谱检测系统及检测方法，能够检测内部热点周围SF₆分解的分布情况。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于分析SF₆色谱检测系统，包括密闭气室和压力平衡装置，所述密闭气室的中部设有加热棒，所述加热棒的外周套有若干直径不同的圆环形导热隔膜，所述圆环形导热隔膜相互套在一起，且将所述密闭气室分割为若干个同轴心的环形腔，所述密封气室设有分别和每个环形腔连通的进气口和出气口，进气口和出气口均设有阀门，所述进气口分别通过进气管和SF₆储气罐连通，所述出气口分别通过排气管和SF6色谱检测仪的气体采集口连通，所述压力平衡装置包括气缸、活塞，所述气缸内设有若干活塞，所述活塞将所述气缸分隔为与所述环形腔数量一致的稳压腔，所述稳压腔通过稳压管和环形腔一一对应连通。

进一步的，所述排气管上设有缓存气罐。

进一步的，所述气缸采用非磁性材料制成，所述气缸和所述活塞之间留有间隙，所述气缸外周均布设有第一磁体，所述活塞均布设有若干个与所述第一磁体相互排斥的第二磁体。

进一步的，所述气缸的外周设有活动套和第三磁体，所述活动套套住所述气缸，所述第一磁体固定在所述活动套上，第三磁体和所述第二磁体相互吸引，取下活动套后第三磁体吸引第二磁体用于调节活塞位置。

进一步的，还包括温度检测装置，所述温度检测装置的温度传感器设于所述加热棒表面。

进一步的，所述圆环形导热隔膜为金属薄膜。

进一步的，所述进气口设于所述密闭气室的下方，所述排气口设于所述密封气室的上方，所述压力平衡装置设于密闭气室的下方。

进一步的，所述间隙为0.001～0.1mm。

进一步的，所述密封气室上设有和所述环形腔数量一致的压力表，所述压力表和所述环形腔一一对应连通。

一种基于分析SF₆色谱检测系统的检测方法包括以下步骤：

S1：SF₆储气罐通过进气管缓慢向密闭气室供入等量等压力的SF₆气体；

S2：通过加热棒给对密封气室内的SF₆；

S3：依次通过排气管将不同环形腔内的SF₆通入SF₆色谱检测仪进行检测。

本发明的有益效果在于：模拟SF₆设备局部过热条件，加热棒被不同的圆环形导热隔膜套着，将加热棒外周的环境分隔开，环形腔的中心轴线重合，每个环形腔的SF₆气体相互隔离。在加热结束后，通过出气口将每个环形腔的SF₆气体分别通向SF₆色谱检测仪进行分析，能够分析出SF₆设备发生局部过热时，周围场中不同距离的SF₆气体分解情况，为实际的SF₆设备故障诊断提供基础理论依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于分析SF₆色谱检测系统侧面剖视状态示意图；

图2为本发明密闭气室俯视状态下剖面示意图；

图3为本发明活动套立体结构示意图；

图中，1密闭气室，2加热棒，3圆环形导热隔膜，4环形腔，5进气口，6出气口，7阀门，8SF₆储气罐，9SF₆色谱检测仪，10气缸，11活塞，12稳压腔，13稳压管，14缓存气罐，15第一磁体，16第二磁体，17第三磁体，18活动套，19温度传感器，20温度检测装置，21压力表。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至3，一种基于分析SF₆色谱检测系统，包括密闭气室1和压力平衡装置，所述密闭气室1的中部设有加热棒2，所述加热棒2的外周套有若干直径不同的圆环形导热隔膜3，所述圆环形导热隔膜3相互套在一起，且将所述密闭气室1分割为若干个同轴心的环形腔4，所述密封气室设有分别和每个环形腔4连通的进气口5和出气口6，进气口5和出气口6均设有阀门7，所述进气口5分别通过进气管和SF₆储气罐8连通，所述出气口6分别通过排气管和SF₆色谱检测仪9的气体采集口连通，所述压力平衡装置包括气缸10、活塞11，所述气缸10内设有若干活塞11，所述活塞11将所述气缸10分隔为与所述环形腔4数量一致的稳压腔12，所述稳压腔12通过稳压管13和环形腔4一一对应连通。

密封气室内的环形腔4内缓慢充入等压的SF₆气体，每个环形腔4都通过进气管和SF₆储气罐8连接，进气口5的阀门7缓慢打开，SF₆储气管内的SF₆气体进入环形腔4内，开启阀门7时可分多次交替开启，每次开启一点，不同环形腔4内的气压相同，避免圆环形导热隔膜3两侧压力差过大而损坏。加热棒2位于密闭室的中部，加热棒2采用电加热棒2，通电后产生热量，模拟SF₆设备局部过热条件，加热棒2被不同的圆环形导热隔膜3套着，将加热棒2外周的环境分隔开，环形腔4的中心轴线重合，每个环形腔4的SF₆气体相互隔离。在加热结束后，通过出气口6将每个环形腔4的SF₆气体分别通向SF₆色谱检测仪9进行分析，能够分析出SF₆设备发生局部过热时，周围场中不同距离的SF₆气体分解情况，为实际的SF₆设备故障诊断提供基础理论依据。采用圆环形导热隔膜3将密封室隔离开，其导热性能好。在充气和放气的过程中，操作失误时可能出现压力偏差问题，压力平衡装置能够调节压力差，活塞11将所述气缸10分隔为与所述环形腔4数量一致的稳压腔12，当某个环形腔4内的压力大于两侧的压力时，通过稳压管13和环形腔4连通的稳压腔12体推动两侧的活塞11向两侧移动，容积增大，降低压力，促进压力平衡，避免压力偏差过大造成圆环形导热隔膜3变形或损坏。具体的，所述排气管上设有缓存气罐14。可以将不同环形腔4内的SF₆气体同时通向不同SF₆色谱检测仪9进行分析，也可以将不同环形腔4内的SF₆气体同时通向缓存气罐14内，关闭排气口的阀门7后再将不同缓存气罐14内的SF₆气体逐个通向SF₆色谱检测仪9进行分析。

具体的，所述气缸10采用非磁性材料制成，所述气缸10和所述活塞11之间留有间隙，所述气缸10外周均布设有第一磁体15，所述活塞11均布设有若干个与所述第一磁体15相互排斥的第二磁体16。活塞11和气缸10之间采用间隙密封，气缸10外周均布设有第一磁体15，活塞11均布设有若干个第二磁体16，第一磁体15和第二磁体16相互排斥，使得活塞11悬浮在气缸10内，减小活塞11和气缸10之间的摩擦力，活塞11移动。具体的，所述间隙为0.001～0.1mm。活塞11也起到隔离的作用，间隙的尺寸很小，气体从间隙泄漏的量很小。

具体的，所述气缸10的外周设有活动套18和第三磁体17，所述活动套18套住所述气缸10，所述第一磁体15固定在所述活动套18上，第三磁体17和所述第二磁体16相互吸引，取下活动套18后第三磁体17吸引第二磁体16用于调节活塞11位置。将第一磁体15取下，用第三磁体17靠近第二磁体16进行吸引，便于调节活塞11的初始位置。第一磁体15固定在活动套18上，整个活动套18取下后第一磁体15也跟着被取下，活动套18可以采用塑料制成带有开口的筒状结构，将活动套18扣在气缸10上。

具体的，还包括温度检测装置20，所述温度检测装置20的温度传感器19设于所述加热棒2表面。温度检测装置20用于检测加热棒2的表面温度，便于检测加热棒2表面的温度。

具体的，所述圆环形导热隔膜3为金属薄膜。导热性能好，具有一定的延展性，结构强度大。所述密封气室上设有和所述环形腔4数量一致的压力表21，所述压力表21和所述环形腔4一一对应连通，压力表21用于检测环形腔4内的压力情况，便于调节进气口5处或排气口处的阀门7，避免压力差过大损坏圆环形导热隔膜3。

具体的，所述进气口5设于所述密闭气室1的下方，所述排气口设于所述密封气室的上方，所述压力平衡装置设于密闭气室1的下方。压力平衡装置和进气口5设于同一侧，并且都设于下方，在压力出现偏差的时候稳压腔12进行SF₆气体的吞吐，维持压力平衡，避免不同环形腔4内的压力差过大。排气口设于下方，与密封气室和进气口5处于不同侧，提高采样检测的准确度。

可选的，所述稳压管13上设有第一三通阀，所述进气管上设有第二三通阀，所述第一三通阀通过旁通管连通第二三通阀。调节第一三通阀、第二三通阀的开启位置，使SF₆储气罐8连通环形腔4，SF₆储气罐8向密封气室内充气。

一种基于分析SF₆色谱检测系统的检测方法包括以下步骤：

S1：SF₆储气罐8通过进气管缓慢向密闭气室1供入等量等压力的SF₆气体；

S2：通过加热棒2给对密封气室内的SF₆；

S3：依次通过排气管将不同环形腔4内的SF₆通入SF₆色谱检测仪9进行检测。

密封气室内的环形腔4内缓慢充入等压的SF6气体，每个环形腔4都通过进气管和SF6储气罐8连接，进气口5的阀门7缓慢打开，SF6储气管内的SF6气体进入环形腔4内，开启阀门7时可分多次交替开启，每次开启一点，不同环形腔4内的气压相同，避免圆环形导热隔膜3两侧压力差过大而损坏。加热棒2位于密闭室的中部，加热棒2采用电加热棒2，通电后产生热量，模拟SF6设备局部过热条件，加热棒2被不同的圆环形导热隔膜3套着，将加热棒2外周的环境分隔开，环形腔4的中心轴线重合，每个环形腔4的SF6气体相互隔离。在加热结束后，通过出气口6将每个环形腔4的SF6气体分别通向SF6色谱检测仪9进行分析，能够分析出SF6设备发生局部过热时，周围场中不同距离的SF6气体分解情况，为实际的SF6设备故障诊断提供基础理论依据。采用圆环形导热隔膜3将密封室隔离开，其导热性能好。在充气和放气的过程中，操作失误时可能出现压力偏差问题，压力平衡装置能够调节压力差，活塞11将所述气缸10分隔为与所述环形腔4数量一致的稳压腔12，当某个环形腔4内的压力大于两侧的压力时，通过稳压管13和环形腔4连通的稳压腔12体推动两侧的活塞11向两侧移动，容积增大，降低压力，促进压力平衡，避免压力偏差过大造成圆环形导热隔膜3变形或损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，包括密闭气室和压力平衡装置，所述密闭气室的中部设有加热棒，所述加热棒的外周套有若干直径不同的圆环形导热隔膜，所述圆环形导热隔膜相互套在一起，且将所述密闭气室分割为若干个同轴心的环形腔，所述密封气室设有分别和每个环形腔连通的进气口和出气口，进气口和出气口均设有阀门，所述进气口分别通过进气管和SF₆储气罐连通，所述出气口分别通过排气管和SF6色谱检测仪的气体采集口连通，所述压力平衡装置包括气缸、活塞，所述气缸内设有若干活塞，所述活塞将所述气缸分隔为与所述环形腔数量一致的稳压腔，所述稳压腔通过稳压管和环形腔一一对应连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述排气管上设有缓存气罐。

3.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述气缸采用非磁性材料制成，所述气缸和所述活塞之间留有间隙，所述气缸外周均布设有第一磁体，所述活塞均布设有若干个与所述第一磁体相互排斥的第二磁体。

4.根据权利要求3所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述气缸的外周设有活动套和第三磁体，所述活动套套住所述气缸，所述第一磁体固定在所述活动套上，第三磁体和所述第二磁体相互吸引，取下活动套后第三磁体吸引第二磁体用于调节活塞位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，还包括温度检测装置，所述温度检测装置的温度传感器设于所述加热棒表面。

6.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述圆环形导热隔膜为金属薄膜。

7.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述进气口设于所述密闭气室的下方，所述排气口设于所述密封气室的上方，所述压力平衡装置设于密闭气室的下方。

8.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述间隙为0.001～0.1mm。

9.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，所述密封气室上设有和所述环形腔数量一致的压力表，所述压力表和所述环形腔一一对应连通。

10.根据权利要求1所述的一种基于分析SF₆色谱检测系统，其特征在于，检测方法包括以下步骤：

S1：SF₆储气罐通过进气管缓慢向密闭气室供入等量等压力的SF₆气体；

S2：通过加热棒给对密封气室内的SF₆；

S3：依次通过排气管将不同环形腔内的SF₆通入SF₆色谱检测仪进行检测。