CN110878906B - 一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，该方法包括：启动气泵将缓冲室抽真空，建立气泵与储气室的连接；关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，启动气泵，将储气室内的气体抽取到缓冲室中；关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，启动液泵向缓冲室泵入第一计量的待补组分；关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，启动气泵，将缓冲室内的气体抽取到储气室中；启动气泵，将储气室内的气体抽取到缓冲室中；获取第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据目标量计算出待补组分还需要补充的第二计量；利用电控注射器抽取第二计量的待补组分添加到缓冲室中；启动气泵，将缓冲室内的气体抽取到储气室中。本发明能实现液相气体的补气过程。

Description

一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法

技术领域

本发明涉及气体绝缘设备补气技术领域，尤其涉及一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法。

背景技术

六氟化硫气体(SF6)具有优异的绝缘和灭弧性能，是高压电气设备主要绝缘介质。但SF6因为强温室效应，在未来将受到严格的使用限制。为了替代气体绝缘设备中的SF6，现已出现了多种替代气体使用方案。现有的使用方案中，基本上都是以混合气体的方式替代SF6。但在充气的压力与温度下，替代的混合气体常常为液态，导致常规的钢瓶充气的方法不能实现此类气体的补充，无法解决设备出现泄漏后需要补充气体的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，通过先将液相的待补组分进行计量再气化抽取到气体绝缘设备中，实现液相气体的补气过程。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，包括如下步骤：

启动气泵将缓冲室抽真空，之后关闭所述气泵，并建立所述气泵与气体绝缘设备的储气室的连接；

关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，启动所述气泵，将所述储气室内的气体抽取到所述缓冲室中，以建立所述储气室与所述缓冲室的第一次气压平衡；

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入第一计量的待补组分；其中，所述第一计量小于所述待补组分需要的目标量；

待所述缓冲室内的气体充分混合后，关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀，启动所述气泵，将所述缓冲室内的气体抽取到所述储气室中；

待所述储气室内的气体充分混合后，启动所述气泵，将所述储气室内的气体抽取到所述缓冲室中，以建立所述储气室与所述缓冲室的第二次气压平衡；

获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量；

利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室中；

待所述缓冲室内的气体充分混合后，启动所述气泵，将所述缓冲室内的气体抽取到所述储气室中，直至所述缓冲室内的绝对压力小于预设阈值。

优选地，在所述启动气泵将缓冲室抽真空，之后关闭所述气泵，并建立所述气泵与气体绝缘设备的储气室的连接之前，所述方法还包括：

将存放有液相的所述待补组分的容器、流量计、所述液泵、所述第一电磁阀和所述缓冲室依次用管道连接起来，其中，伸入所述缓冲室内的管道末端设有喷雾器，所述电控注射器设置在所述第一电磁阀和所述缓冲室之间的管道上，所述缓冲室上设有压力表和气体浓度检测仪；

将所述缓冲室、所述第二电磁阀、所述气泵依次用管道连接起来。

优选地，所述关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入第一计量的待补组分，具体包括：

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入所述待补组分；

根据所述第一计量对应的所述流量计的读数变化控制所述第一电磁阀的关闭，以使所述液泵向所述缓冲室泵入所述第一计量的待补组分。

优选地，所述获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量，具体包括：

根据所述气体浓度检测仪的读数，获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度；

根据待补组分的目标浓度与所述混合浓度，结合储气室的体积和缓冲室的体积，计算出所述待补组分还需要补充的第二计量。

优选地，所述利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室中，具体包括：

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分；

关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀，将所述电控注射器内的待补组分添加到所述缓冲室中。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，通过先将液相的待补组分进行计量再气化，然后添加到气体绝缘设备中，从而实现液相气体的补气过程。在计量过程中，先是采用粗略计量，将大部分气体添加到缓冲室，再通过精准计量，将小部分气体添加到缓冲室，两次计量相结合达到精准补气的目的。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气装置的示意图。

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作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。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1到S8：

S1、启动气泵11将缓冲室2抽真空，之后关闭所述气泵11，并建立所述气泵11与气体绝缘设备的储气室3的连接；

S2、关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀10，启动所述气泵11，将所述储气室3内的气体抽取到所述缓冲室2中，以建立所述储气室3与所述缓冲室2的第一次气压平衡；

S3、关闭所述第二电磁阀10，打开所述第一电磁阀6，启动液泵5向所述缓冲室2泵入第一计量的待补组分；其中，所述第一计量小于所述待补组分需要的目标量；

S4、待所述缓冲室2内的气体充分混合后，关闭所述第一电磁阀6，打开所述第二电磁阀10，启动所述气泵11，将所述缓冲室2内的气体抽取到所述储气室3中；

S5、待所述储气室3内的气体充分混合后，启动所述气泵11，将所述储气室3内的气体抽取到所述缓冲室2中，以建立所述储气室3与所述缓冲室2的第二次气压平衡；

S6、获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量；

S7、利用电控注射器7抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室2中；

S8、待所述缓冲室2内的气体充分混合后，启动所述气泵11，将所述缓冲室2内的气体抽取到所述储气室3中，直至所述缓冲室2内的绝对压力小于预设阈值。

具体地，启动气泵11将缓冲室2抽真空，这是为了避免引入杂质和排除其他气体的影响。之后关闭气泵11，并建立气泵11与气体绝缘设备的储气室3的连接，即用管道将气泵11与气体绝缘设备的储气室3连接起来。

关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀10，这是为了隔开缓冲室2入口前的管路，和形成缓冲室2和储气室3的连通。然后启动气泵11，将储气室3内的气体抽取到缓冲室2中，以建立储气室3与缓冲室2的第一次气压平衡。建立气压平衡的目的，一方面是为了保证在待补组分在进入缓冲室2时是气态，另一方面是降低后面将气体从缓冲室2抽取到储气室3中的功率。

关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀6，启动液泵5向缓冲室2泵入第一计量的待补组分。其中，第一计量小于待补组分需要的目标量。一般地，气体绝缘设备会定期检查其内部气体的压力和浓度，当发现浓度低于目标浓度时，即需要补气，需要补充的量假设为待补组分需要的目标量，根据目标浓度、实测的气体浓度与储气室3的体积，即可计算得到待补组分需要的目标量。因为这一步骤是粗补气，所以这一步骤添加的量即第一计量要略小于待补组分需要的目标量，以免第一计量超过目标量，导致气体浓度超过目标浓度而产生不必要的麻烦。

待缓冲室2内的气体充分混合后，关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀10，启动气泵11，将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中。缓冲室2内的气体充分混合的参考标准之一：以气体浓度检测仪9的读数稳定为准。启动气泵11，将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中，这一步骤中，将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中是尽可能地将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中，一般以抽气后的缓冲室2的绝对压力小于1000Pa为准。抽气完成后，储气室的压力接近标准值，一般为0.4～0.7MPa。

待储气室3内的气体充分混合后，启动气泵11，将储气室3内的气体抽取到缓冲室2中，以建立储气室3与缓冲室2的第二次气压平衡。需要注意的是，气泵11是双向涡轮气泵或双向叶轮气泵，既能将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中，也能将储气室3内的气体抽取到缓冲室2中。建立第二次气压平衡是为了充分混合缓冲室2和储气室3两者容腔内的气体，以测量出此时的气体浓度，为后续计算精准补气需要添加的量提供依据。

获取第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据目标量计算出待补组分还需要补充的第二计量。将气体的混合浓度转换成对应储气室3的体积的转换气体浓度，再将目标浓度减去该转换气体浓度，结合储气室3的体积，就可以知道待补组分还需要补充的第二计量。

由上一步骤可以知道待补组分还需要补充的第二计量，利用电控注射器7抽取第二计量的待补组分添加到缓冲室2中，该步骤就对应是精准补气过程。

待缓冲室2内的气体充分混合后，启动气泵11，将缓冲室2内的气体抽取到储气室3中，直至缓冲室2内的绝对压力小于预设阈值。粗补气的量和精准补气的量都加入到缓冲室2后，此时计量已经结束，只需要将充分混合的气体抽取到储气室3中即可，一般地，预设阈值为1000Pa，当缓冲室2内的绝对压力小于1000Pa时，可以默认缓冲室2内的气体全部抽取到储气室3中，从而完成液相气体的补气过程。

本发明该实施例提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，通过先将液相的待补组分进行计量再气化，然后添加到气体绝缘设备中，从而实现液相气体的补气过程。在计量过程中，先是采用粗略计量，将大部分气体添加到缓冲室，再通过精准计量，将小部分气体添加到缓冲室，两次计量相结合达到精准补气的目的。

作为上述方案的改进，在所述启动气泵11将缓冲室2抽真空，之后关闭所述气泵11，并建立所述气泵11与气体绝缘设备的储气室3的连接之前，所述方法还包括：

将存放有液相的所述待补组分的容器1、流量计4、所述液泵5、所述第一电磁阀6和所述缓冲室2依次用管道连接起来，其中，伸入所述缓冲室2内的管道末端设有喷雾器14，所述电控注射器7设置在所述第一电磁阀6和所述缓冲室2之间的管道上，所述缓冲室2上设有压力表8和气体浓度检测仪9；

将所述缓冲室2、所述第二电磁阀10、所述气泵11依次用管道连接起来。

参见图2，是本发明一实施例提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气装置。本发明的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法是在图2的装置上进行的。所以进行补气前，还需要将图2的装置连接好，具体为：将存放有液相的待补组分的容器1、流量计4、液泵5、第一电磁阀6和缓冲室2依次用管道连接起来，其中，伸入缓冲室2内的管道末端设有喷雾器14，电控注射器7设置在第一电磁阀6和缓冲室2之间的管道上，缓冲室2上设有压力表8和气体浓度检测仪9。为了保证待补组分从容器1中流出的全为液态和防止气体混入，连接容器1的管道从容器1的底部接出。为了确保容器1中的待补组分始终为液态，在容器1的外壁上设置制冷装置12。喷雾器14是为了将待补组分雾化后喷出，加速液态待补组分的气化。其中，液泵5可以采用涡轮泵或轴流泵。

将缓冲室2、第二电磁阀10、气泵11依次用管道连接起来。因为在补气前，气泵11需要将缓冲室2抽真空，所以气泵11暂时不能与储气室3连接起来。另外，为了加速待补组分从喷雾器14中喷出后的气化，在缓冲室的外壁加设加热装置13。

作为上述方案的改进，所述关闭所述第二电磁阀10，打开所述第一电磁阀6，启动液泵5向所述缓冲室2泵入第一计量的待补组分，具体包括：

关闭所述第二电磁阀10，打开所述第一电磁阀6，启动液泵5向所述缓冲室2泵入所述待补组分；

根据所述第一计量对应的所述流量计4的读数变化控制所述第一电磁阀6的关闭，以使所述液泵5向所述缓冲室2泵入所述第一计量的待补组分。

具体地，关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀6，启动液泵5向缓冲室2泵入待补组分；根据第一计量对应的流量计4的读数变化控制第一电磁阀6的关闭，以使液泵5向缓冲室2泵入第一计量的待补组分。这步骤对应的是粗补气的过程，

假设气体绝缘设备和气体浓度检测仪9测量的气体浓度均是气体的物质的量的浓度，则对应的目标量就是物质的量，第一计量对应的也是物质的量，而流量计4一般测量到的是体积流量，要根据待补组分在对应充气压力和温度下的密度，结合其摩尔质量，换算成物质的量。所以反过来，就可以根据流量计4的读数变化来确定待补组分的第一计量，具体过程是根据第一计量预设好流量计的设定值，然后通过工控机、电脑和PLC等设备控制第一电磁阀6和液泵5打开，接着实时读取流量计的读数，当体积达到设定值时，工控机、电脑和PLC输出信号，首先关闭第一电磁阀6，再关闭液泵5，从而实现粗补气过程。

作为上述方案的改进，所述获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量，具体包括：

根据所述气体浓度检测仪9的读数，获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度；

根据待补组分的目标浓度与所述混合浓度，结合储气室3的体积和缓冲室2的体积，计算出所述待补组分还需要补充的第二计量。

具体地，根据气体浓度检测仪9的读数，获取第二次气压平衡的气体的混合浓度。根据混合浓度与缓冲室2体积、储气室3的体积可以知道气体绝缘设备中已达到的气体的量。根据待补组分的目标浓度和储气室3的体积可以知道气体绝缘设备需要达到目标的气体的量。将目标的气体的量减去已达到的气体的量，就是还需要补充的第二计量。

作为上述方案的改进，所述利用电控注射器7抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室2中，具体包括：

关闭所述第二电磁阀10，打开所述第一电磁阀6，利用电控注射器7抽取所述第二计量的待补组分；

关闭所述第一电磁阀6，打开所述第二电磁阀10，将所述电控注射器7内的待补组分添加到所述缓冲室2中。

具体地，关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀6，利用电控注射器7抽取第二计量的待补组分；因为电控注射器7设置在第一电磁阀6与缓冲室2之间，为了更顺利地吸取到待补组分，要关闭第二电磁阀10和打开第一电磁阀6。

关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀10，将电控注射器7内的待补组分添加到缓冲室2中，关闭第一电磁阀6和打开第二电磁阀10是为了电控注射器7内的待补组分更容易注入缓冲室2中。因为电控注射器7是通过计算机控制的，而且计量精度更高，特别适用于小流量的液体计量，所以可以达到精准补气。

综上，本发明实施例所提供的一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，通过先将液相的待补组分进行计量再气化，然后添加到气体绝缘设备中，从而实现液相气体的补气过程。在计量过程中，先是采用流量计粗略计量，将大部分气体添加到缓冲室，再通过电控注射器精准计量，将小部分气体添加到缓冲室，两次计量相结合达到精准补气的目的，为气体绝缘设备混合气体的液相补气提供一种实用可行的简易方法。同时采用制冷装置确保计量前的待补组分是液态的，在缓冲室时又采用加热装置，确保液相待补组分喷出能快速气化，在补气过程使用电磁阀加以控制流通管路的启闭，达到快速有效的控制目的，使得补气过程更精准可靠。

以上所述是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，其特征在于，包括如下步骤：

启动气泵将缓冲室抽真空，之后关闭所述气泵，并建立所述气泵与气体绝缘设备的储气室的连接；

关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，启动所述气泵，将所述储气室内的气体抽取到所述缓冲室中，以建立所述储气室与所述缓冲室的第一次气压平衡；

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入第一计量的待补组分；其中，所述第一计量小于所述待补组分需要的目标量；

待所述缓冲室内的气体充分混合后，关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀，启动所述气泵，将所述缓冲室内的气体抽取到所述储气室中；

待所述储气室内的气体充分混合后，启动所述气泵，将所述储气室内的气体抽取到所述缓冲室中，以建立所述储气室与所述缓冲室的第二次气压平衡；

获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量；

利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室中；

待所述缓冲室内的气体充分混合后，启动所述气泵，将所述缓冲室内的气体抽取到所述储气室中，直至所述缓冲室内的绝对压力小于预设阈值。

2.如权利要求1所述的气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，其特征在于，在所述启动气泵将缓冲室抽真空，之后关闭所述气泵，并建立所述气泵与气体绝缘设备的储气室的连接之前，所述方法还包括：

将存放有液相的所述待补组分的容器、流量计、所述液泵、所述第一电磁阀和所述缓冲室依次用管道连接起来，其中，伸入所述缓冲室内的管道末端设有喷雾器，所述电控注射器设置在所述第一电磁阀和所述缓冲室之间的管道上，所述缓冲室上设有压力表和气体浓度检测仪；

将所述缓冲室、所述第二电磁阀、所述气泵依次用管道连接起来。

3.如权利要求2所述的气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，其特征在于，所述关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入第一计量的待补组分，具体包括：

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，启动液泵向所述缓冲室泵入所述待补组分；

根据所述第一计量对应的所述流量计的读数变化控制所述第一电磁阀的关闭，以使所述液泵向所述缓冲室泵入所述第一计量的待补组分。

4.如权利要求2所述的气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，其特征在于，所述获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度，根据所述目标量计算出所述待补组分还需要补充的第二计量，具体包括：

根据所述气体浓度检测仪的读数，获取所述第二次气压平衡的气体的混合浓度；

根据待补组分的目标浓度与所述混合浓度，结合储气室的体积和缓冲室的体积，计算出所述待补组分还需要补充的第二计量。

5.如权利要求1所述的气体绝缘设备混合气体的液相补气方法，其特征在于，所述利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分添加到所述缓冲室中，具体包括：

关闭所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀，利用电控注射器抽取所述第二计量的待补组分；

关闭所述第一电磁阀，打开所述第二电磁阀，将所述电控注射器内的待补组分添加到所述缓冲室中。

Images