CN110389107B - 一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，包括安装于高压开关设备气源法兰盘处的法兰座、安装于所述法兰座外侧的气体红外检测变送器，气体红外检测变送器包括光源座、探测器座、安装于所述光源座安装孔的光源本体、安装于探测器座安装孔的探测器本体、安装于所述光源座和所述探测器座顶面的顶盖，以及分别安装于所述光源座和探测器座的光源窗口片和探测器窗口片，所述光源座、探测器座和顶盖之间构成气室，所述气室相对应的所述法兰座面积上设有气孔，光源窗口片位于所述光源本体的出射方向上，所述探测器窗口片位于探测器本体的前方。该高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置可以无损在线检测CF4气体，保证电气设备质量。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置。
背景技术
六氟化硫(SF6)气体由于其具有的优良的绝缘和灭弧性能，被广泛应用于气体绝缘断路器、气体绝缘组合电器(Gas Insulated Sub Station，GIS)、变压器、互感器等各种电气设备中。由于SF6气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，进而发生放电(电弧放电、火花放电、局部放电)和过热故障，导致SF6气体发生分解，若放电现象出现在固体绝缘介质附近，还将生成CF4、CO、CO2等分解化合产物，其含量、生成速率等特征均与设备内部绝缘劣化状况有十分密切的关系，可以作为判断绝缘设备早期潜伏性故障的依据。
国内外的相关研究文献表明，通过检测SF6气体分解组分来诊断上述设备的内部绝缘缺陷已经成为目前研究的热点，通过CF4含量分析可判断固体绝缘情况。我国国家标准GB/T12022--2014《工业六氟化硫》中明确提出要检测SF6分解产物中的CF4气体。
目前，对开关体内CF4气体进行检测的普遍做法是将开关体内部气体排出，对排出气体进行检测，此方法会造成开关内气体损耗，且SF6气体是国际禁止排放气体，排出气体的处理也对检测造成极大困扰。因此，急需寻找一种无损在线检测方法来解决目前存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，该高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置可以无损在线检测CF4气体，保证电气设备质量。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，包括安装于高压开关设备气源法兰盘处的法兰座、安装于所述法兰座外侧的气体红外检测变送器，所述气体红外检测变送器包括光源座、探测器座、安装于所述光源座安装孔的光源本体、安装于所述探测器座安装孔的探测器本体、安装于所述光源座和所述探测器座顶面的顶盖，以及分别安装于所述光源座和探测器座的光源窗口片和探测器窗口片，所述光源座、探测器座和顶盖之间构成气室，所述气室相对应的所述法兰座面积上设有气孔，所述光源窗口片位于所述光源本体的出射方向上，所述探测器窗口片位于探测器本体的前方。
优选地，所述光源窗口片和探测器窗口片均向内倾斜，且与所述法兰座的夹角在0-90°之间。
优选地，所述光源窗口片和探测器窗口片的一端固定于所述光源座和探测器座，另一端固定于所述顶盖的侧面，所述光源窗口片和探测器窗口片与所述光源座、探测器座和所述顶盖的连接处均设置有第一密封圈。
优选地，所述光源窗口片和探测器窗口片与所述光源座、探测器座和所述顶盖的连接处通过灌胶密封。
优选地，所述法兰座的顶面与所述光源座和探测器座的底面的连接处开设有凹槽，所述凹槽内设有第二密封圈。
优选地，所述光源座和探测器座均为金属座或陶瓷座。
优选地，所述法兰座的圆周边设有安装孔，所述法兰座与所述气源法兰盘通过螺栓连接。
优选地，所述气体红外检测变送器设在所述法兰座中心，以直径为中心呈轴对称。
本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，包括法兰座和气体红外检测变送器，气体红外检测变送器包括光源座、探测器座、光源本体、探测器本体、顶盖、光源窗口片和探测器窗口片，法兰座安装于高压开关设备气源法兰盘处，气体红外检测变送器安装于法兰座的外侧，进行在线检测时，将装有气体红外检测变送器的法兰座朝向外侧，替换高压开关设备原有的检修法兰即可。
具体地说，光源本体安装于光源座的安装孔处，探测器本体安装于探测器座安装孔处，顶盖安装于光源座和探测器座的顶面，法兰座、光源座、探测器座和顶盖之间构成气室。气室相对应的法兰座面积上设有气孔，便于气体扩散。工作时，高压开关设备中的绝缘六氟化硫气体会通过气孔渗透进入气体红外检测变送器的气室内。
光源窗口片和探测器窗口片分别安装于光源座和探测器座，光源窗口片位于光源本体的出射方向上，探测器窗口片位于探测器本体的前方。
光源本体为红外光源，红外光源发出的光为宽带光源，包含多种波长的光。探测器本体为双窗口探测器，其中之一为测量窗口，另一个为参比窗口。
光源本体发出的光，穿过光源座上的光源窗口片，过滤掉一部分噪声后，进入气室，穿过气室内的气体，光强被探测器吸收。经过相应的处理后，两个探测器的电信号经过后期处理如经滤波和放大后，被送入PC机运行的光谱分析系统进行分析和计算。
本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，通过在法兰座上设置气体在线检测变送器的方法来实现高压开关中气体组分的在线检测，安装时，只需要更换高压开关设备上的检修法兰即可实现气体组分的在线检测，方法简单、现场操作方便，可以节省很大的人力物力。该在线检测装置不仅可以监测CF4气体的检测，还可应用于气体组分中可以用红外气体检测的其他气体，只需要更换相应的红外光源和相应的探测器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明中一种具体实施方式所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置的结构示意图；
图2为图1中A-A的剖视图。
附图中标记如下：
1-光源座、2-光源本体、3-光源窗口片、4-第一密封圈、5-气室、6-顶盖、7-探测器窗口片、8-探测器本体、9-探测器座、10-法兰座、11-气孔、12-第二密封圈。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，该高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置可以无损在线检测CF4气体，保证电气设备质量。
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。
请参考图1和图2，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置的结构示意图；图2为图1中A-A的剖视图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，包括安装于高压开关设备气源法兰盘处的法兰座10、安装于法兰座10外侧的气体红外检测变送器，气体红外检测变送器包括光源座1、探测器座9、安装于光源座1安装孔的光源本体2、安装于探测器座9安装孔的探测器本体8、安装于光源座1和探测器座9顶面的顶盖6，以及分别安装于光源座1和探测器座9的光源窗口片3和探测器窗口片7，光源座1、探测器座9和顶盖6之间构成气室5，气室5相对应的法兰座10面积上设有气孔11，光源窗口片3位于光源本体2的出射方向上，探测器窗口片7位于探测器本体8的前方。
上述结构中，高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置包括法兰座10和气体红外检测变送器，气体红外检测变送器包括光源座1、探测器座9、光源本体2、探测器本体8、顶盖6、光源窗口片3和探测器窗口片7，法兰座10安装于高压开关设备气源法兰盘处，气体红外检测变送器安装于法兰座10的外侧，进行在线检测时，将装有气体红外检测变送器的法兰座10朝向外侧，替换高压开关设备原有的检修法兰即可。
具体地说，光源本体2安装于光源座1的安装孔处，探测器本体8安装于探测器座9安装孔处，顶盖6安装于光源座1和探测器座9的顶面，法兰座10、光源座1、探测器座9和顶盖6之间构成气室5。气室5相对应的法兰座10面积上设有气孔11，便于气体扩散。工作时，高压开关设备中的绝缘六氟化硫气体会通过气孔11渗透进入气体红外检测变送器的气室5内。
光源窗口片3和探测器窗口片7分别安装于光源座1和探测器座9，光源窗口片3和探测器窗口片7用于使检测光线穿透，光源窗口片3位于光源本体2的出射方向上，探测器窗口片7位于探测器本体8的前方。
光源本体2为红外光源，红外光源发出的光为宽带光源，包含多种波长的光。探测器本体8为双窗口探测器，其中之一为测量窗口，另一个为参比窗口。
光源本体2发出的光，穿过光源座1上的光源窗口片3，过滤掉一部分噪声后，进入气室5，穿过气室5内的气体，光强被探测器吸收。经过相应的处理后，两个探测器的电信号经过后期处理如经滤波和放大后，被送入PC机运行的光谱分析系统进行分析和计算。
本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，通过在法兰座10上设置气体在线检测变送器的方法来实现高压开关中气体组分的在线检测，安装时，只需要更换高压开关设备上的检修法兰即可实现气体组分的在线检测，方法简单、现场操作方便，可以节省很大的人力物力。该在线检测装置不仅可以监测CF4气体的检测，还可应用于气体组分中可以用红外气体检测的其他气体，只需要更换相应的红外光源和相应的探测器。
在上述具体实施方式的基础上，光源窗口片3和探测器窗口片7为透明片，光源窗口片3和探测器窗口片7均向内倾斜，且与法兰座10的夹角在0-90°之间，不包括端点值，比如为45°，让光源透过，形成反射，改变光源路径，避免窗口片反光引起测量噪声与偏差。
进一步优化上述技术方案，光源座1和探测器座9上有安装槽，光源窗口片3和探测器窗口片7插入安装槽，光源窗口片3和探测器窗口片7的一端固定于光源座1和探测器座9，另一端固定于顶盖6的侧面，光源座1和探测器座9用于压紧窗口片，具体可以通过螺钉固定，连接方便。光源窗口片3和探测器窗口片7与光源座1、探测器座9和顶盖6的连接处均设置有第一密封圈4，使连接处能够承受较强的承压能力，保证密封性。
进一步地，光源窗口片3和探测器窗口片7与光源座1、探测器座9和顶盖6的连接处通过灌胶密封，将连接处的各部件连接为一个整体，进一步增强连接处的承压能力，保证密封性。
另一种较为可靠的实施例中，在上述任意一个实施例的基础之上，法兰座10的顶面与光源座1和探测器座9的底面的连接处开设有凹槽，凹槽内设有第二密封圈12，法兰座10与光源座1和探测器座9通过螺钉连接，将第二密封圈12挤压在法兰座10的顶面与光源座1和探测器座9的底面之间，保证法兰座10与光源座1和探测器座9的连接处具有较强的承压能力。
本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，气体在线检测变送器的气室5通过气孔11和高压开关内部相通，由于高压开关内部充入的绝缘气体有一定的压力，光源座1和探测器座9均为金属座或陶瓷座，金属座可以为铝合金座，强度较高，气体在线检测变送器可以承受一定的压力。
本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，在其它部件不改变的情况下，法兰座10的圆周边设有安装孔，法兰座10与气源法兰盘通过螺栓连接，为可拆卸连接，连接方便，方便拆卸。
对于上述各个实施例中的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，气体红外检测变送器设在法兰座10中心，以直径为中心呈轴对称，气体吸收较为均匀，检测结果更为准确。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，包括安装于高压开关设备气源法兰盘处的法兰座(10)、安装于所述法兰座(10)外侧的气体红外检测变送器，所述气体红外检测变送器包括光源座(1)、探测器座(9)、安装于所述光源座(1)安装孔的光源本体(2)、安装于所述探测器座(9)安装孔的探测器本体(8)、安装于所述光源座(1)和所述探测器座(9)顶面的顶盖(6)，以及分别安装于所述光源座(1)和探测器座(9)的光源窗口片(3)和探测器窗口片(7)，所述光源座(1)、探测器座(9)和顶盖(6)之间构成气室(5)，所述气室(5)相对应的所述法兰座(10)面积上设有多个气孔(11)，所述光源窗口片(3)位于所述光源本体(2)的出射方向上，所述探测器窗口片(7)位于探测器本体(8)的前方，所述法兰座(10)的顶面与所述光源座(1)和探测器座(9)的底面的连接处开设有凹槽，所述凹槽内设有第二密封圈(12)。
2.根据权利要求1所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述光源窗口片(3)和探测器窗口片(7)均向内倾斜，且与所述法兰座(10)的夹角在0-90°之间。
3.根据权利要求2所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述光源窗口片(3)和探测器窗口片(7)的一端固定于所述光源座(1)和探测器座(9)，另一端固定于所述顶盖(6)的侧面，所述光源窗口片(3)和探测器窗口片(7)与所述光源座(1)、探测器座(9)和所述顶盖(6)的连接处均设置有第一密封圈(4)。
4.根据权利要求3所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述光源窗口片(3)和探测器窗口片(7)与所述光源座(1)、探测器座(9)和所述顶盖(6)的连接处通过灌胶密封。
5.根据权利要求1所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述光源座(1)和探测器座(9)均为金属座或陶瓷座。
6.根据权利要求1所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述法兰座(10)的圆周边设有安装孔，所述法兰座(10)与所述气源法兰盘通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的高压开关设备中四氟化碳的在线检测装置，其特征在于，所述气体红外检测变送器设在所述法兰座(10)中心，以直径为中心呈轴对称。
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