CN111059462B - 环保型气体绝缘设备补气方法及其装置 - Google Patents

环保型气体绝缘设备补气方法及其装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种环保型气体绝缘设备补气方法及其装置,所述气体绝缘设备通过缓冲池与补气装置连接,所述补气方法包括:检测所述气体绝缘设备气室当前总气压P、当前温度T℃以及每种气体当前的浓度CN,并以此计算所述气体绝缘设备所述气室中混合气体损失总量P,所述混合气体中所述每种气体当前气压量PN,以及所述每种气体的压强差值ΔPN;计算所述补气装置的容积V与所述气体绝缘设备气室容积V之比k;在所述补气装置中配压强量为1/k*P的补充气体,所述补充气体中所述每种气体的占比为
Figure DDA0002256325800000011
再将所述补气装置中的所述补充气体经所述缓冲池充入所述气体绝缘设备的所述气室。

Description

环保型气体绝缘设备补气方法及其装置
技术领域
本发明涉及气体实验领域,涉及一种环保型气体绝缘设备补气方法及其装置。可以通过气体补充量的方法,得出环保型气体绝缘设备中各类气体的补气比例。再通过补气装置将配好的补充气体注入环保型气体绝缘设备气室中。
背景技术
环保气体绝缘开关设备在运行过程中,由于气体分解或装置泄漏,导致气室内部气压下降,无法维持设备绝缘性能的气压要求,影响设备的安全稳定运行,需要向气室内部气体及时补充气体。环保气体绝缘开关设备气室内的气体以C4F7N、C5F10O和C6F12O为主的绝缘气体混合缓冲气体组成,传统的SF6气体绝缘设备补气方式不适于环保气体绝缘开关设备,需要一种新型的补气方法与装置。
发明内容
本公开提供环保型气体绝缘设备补气方法及其装置,配补充气体之前,先计算补充的各种气体压强占总补气压强量的比例,根据比例先在补气装置中配气,然后再将所述补气装置中的气体经缓冲池充入所述气体绝缘设备。
根据本公开实施例的第一方面,提供一种环保型气体绝缘设备补气方法,所述气体绝缘设备通过缓冲池与补气装置连接;所述补气方法包括:
步骤1,检测所述气体绝缘设备气室当前总气压P、当前温度T℃以及每种气体当前的浓度CN(g/m3);
步骤2,计算所述气体绝缘设备所述气室中混合气体损失总量P,P=P0-P,其中P0为所述气室起始充入所述混合气体的总压强;计算所述混合气体中所述每种气体当前气压量PN
Figure BDA0002256325780000011
其中MN为所述每种气体的摩尔质量;
步骤3,计算所述每种气体的压强差值
Figure BDA0002256325780000012
其中PNn=P0·Xn%为所述每种气体的起始压强,Xn%为起始充入的所述混合气体中所述每种气体的配气比例;
步骤4,计算所述补气装置的容积V与所述气体绝缘设备气室容积V之比k=V/V;
步骤5,在所述补气装置中配压强量为1/k*P的补充气体,所述补充气体中所述每种气体的占比为
Figure BDA0002256325780000021
再将所述补气装置中的所述补充气体经所述缓冲池充入所述气体绝缘设备的所述气室。
在上述的环保型气体绝缘设备补气方法,所述缓冲池设有检测所述气体绝缘设备所述气室当前总气压P、当前温度T℃以及所述每种气体当前的浓度CN(g/m3)的气体浓度传感器、温度传感器和压力表。
在上述的环保型气体绝缘设备补气方法,所述补气装置包括:密封罐体;活塞,位于所述密封罐体内并将所述密封罐体分为无杆腔和有杆腔;螺纹杆,与所述密封罐体螺纹连接,所述螺纹杆一端与所述活塞连接,另一端从所述密封罐体伸出;出气管道,设置在所述无杆腔上,所述出气管道上设有出气阀;进气管道,设置在所述无杆腔上,所述进气管道上设有进气阀;以及气压表,设置在所述无杆腔上以监测所述补充气体的气压。
根据本公开实施例的另一方面,提供一种环保型气体绝缘设备补气装置,所述补气装置通过缓冲池与所述气体绝缘设备连接;所述缓冲池设有气体浓度传感器、温度传感器和压力表;所述气体绝缘设备连接所述缓冲池的管道上设有排气阀;所述补气装置包括:密封罐体;活塞,位于所述密封罐体内将所述密封罐体分为无杆腔和有杆腔;螺纹杆,与所述密封罐体螺纹连接,所述螺纹杆一端与所述活塞连接,另一端从所述密封罐体伸出;出气管道,设置在所述无杆腔上,所述出气管道上设有出气阀;进气管道,设置在所述无杆腔上,所述进气管道上设有进气阀;以及气压表,设置在所述无杆腔上以监测所述无杆腔内配备的补充气体的气压。
本公开的所述补气装置易于操作,补气效率高,节约了补气时间和成本,还能对补气过程进行精确控制;所述密封罐体、所述螺纹杆、所述活塞及所述管道是由不锈钢制成,具有很强的耐腐蚀性,能够有效避免罐体等处金属材料对试验的影响;所述活塞上装有橡胶圈,有很好的气密性。所述补气装置进气、出气可控,可反复配气,尤其可实现多种混合补充气体不同混合比的配置;配好的补充气体方便注入各种气体绝缘设备中。此外,对所述补气装置和所述气体绝缘设备中气体的检测也很便捷。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。
图1示出了根据本公开的一个实施例的环保型气体绝缘设备补气装置的结构示意图。
图2示出了根据本公开的一个实施例的环保型气体绝缘设备补气方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的一个实施例的环保型气体绝缘设备补气装置的结构示意图。如图1,所述补气装置通过缓冲池8与所述气体绝缘设备连接,通过缓冲池8上的气体浓度传感器9、温度传感器10和压力表11分别监测所述气体绝缘设备气室内每种气体的浓度以及所述气室内的温度和气压,其中浓度传感器9具有多种,所述每种气体具有检测其浓度的传感器。此外,所述气体绝缘设备连接缓冲池8的管道13上设有排气阀12。
继续参考图1,所述补气装置包括螺纹杆1、活塞4、密封罐体14。活塞4位于密封罐体14内,将密封罐体14分为无杆腔和有杆腔。为了增强气密性,在活塞4上设置橡胶圈3。螺纹杆1一端与活塞4连接,另一端从密封罐体14伸出,螺纹杆1与密封罐体14上的螺纹孔2螺纹连接。转动螺纹杆1,可推动活塞4运动,将在所述无杆腔内配备好的补充气体充入所述气体绝缘设备所述气室内。密封罐体14内无任何突出物,以便活塞4排尽罐内气体。密封罐体14的所述无杆腔上还设有出气管道、进气管道和气压表7,所述进气管道上设有进气阀5,用于与缓冲池8连接的所述出气管道上设有出气阀6。
图2示出了根据本公开的一个实施例的环保型气体绝缘设备补气方法的流程图。如图2,配补充气体之前,需要先计算补充的各种气体压强占总补气压强量的比例,根据比例先在所述补气装置中配气,然后再将所述补气装置中的气体经缓冲池8充入所述气体绝缘设备,具体操作方法如下。
步骤1,关闭所述补气装置的出气阀6,打开所述气体绝缘设备的排气阀12,然后在缓冲池8中用压力表11检测所述气体绝缘设备当前的气压PkPa,通过浓度传感器9测量所述每种气体当前的浓度CN(g/m3),用温度传感器10测量所述气室当前的温度T℃。
步骤2,计算所述每种气体需补充的压强量。
其中以下参数为已知量,所述气体绝缘设备所述气室的容器为V,所述气体绝缘设备起始充入混合气体的总压强为P0 kPa,所述混合气体中的第一种气体(本公开称之为A气体)的配气比例为X1%,第二种气体(本公开称之为B气体)的配气比例为X2%,第N种气体的配气比例为Xn%。
通过浓度传感器9测量A气体当前浓度CA(g/m3),由于
Figure BDA0002256325780000041
则A气体当前总质量mA=CA·V。
A气体当前物质的量
Figure BDA0002256325780000042
其中MA为A气体的摩尔质量,等于A气体的相对分子质量。
A气体当前的压强PA为:
Figure BDA0002256325780000043
Figure BDA0002256325780000044
其中R是常数。
A气体的起始压强PA1=P0·X1%。
A气体的压强差值
Figure BDA0002256325780000045
同理可求:
B气体的压强差值
Figure BDA0002256325780000046
其中PB2为B气体的起始压强,CB(g/m3)为B气体的当前浓度,MB为B气体的摩尔质量,R是常数。
Figure BDA0002256325780000047
第N种气体的压强差值
Figure BDA0002256325780000048
其中PNn为第N种气体的起始压强,CN(g/m3)为第N种气体的当前浓度,MN为第N种气体的摩尔质量,R是常数。
此外,补充气体的总压强(也即混合气体损失总量)为P=P0-P。
步骤3,计算每种气体在所述补充气体总量中的占比。
补充气体中A气体所占的比例:
Figure BDA0002256325780000051
补充气体中B气体所占的比例:
Figure BDA0002256325780000052
Figure BDA0002256325780000053
补充气体中第N种气体所占的比例:
Figure BDA0002256325780000054
步骤4,计算所述补气装置容积V与所述气体绝缘设备气室容积V的比值k=V/V。
步骤5,在所述补气装置中配压强量为1/k*P的补充气体,所述补充气体中所述每种气体的占比为
Figure BDA0002256325780000055
再将所述补气装置中的所述补充气体经所述缓冲池充入所述气体绝缘设备的所述气室。所述每种气体通过进气阀5充入,充入的量可通过气压表7实时监控,进而达到所需比例。所述补充气体配好后,关闭进气阀5,打开气阀6,12,推动螺杆1使补充气体注入缓冲池8和所述气体绝缘设备;然后关闭气阀6,保持气阀12打开,通过气压表11实时监测缓冲池8和所述气体绝缘设备的气压值;反复操作,直至达到原始配气气压,则达到原始配气浓度。
具体操作过程中可能还会有漏气,甚至部分管道中残留一些气体。只需要按照所述步骤1-5的方法算出的各种气体组分占比,根据此比例反复操作配气、补气过程,并通过气压表11实时监测所述气体绝缘设备气室与缓冲池8中的气压,直至达到原始压强,恢复各种气体原始浓度。

Claims (1)

1.一种环保型气体绝缘设备补气方法,其特征在于,所述气体绝缘设备通过缓冲池与补气装置连接;所述缓冲池设有检测所述气体绝缘设备气室当前总气压P、当前温度T℃以及每种气体当前的浓度CN(g/m3)的气体浓度传感器、温度传感器和压力表;所述补气装置包括:
密封罐体;
活塞,位于所述密封罐体内并将所述密封罐体分为无杆腔和有杆腔;
螺纹杆,与所述密封罐体螺纹连接,所述螺纹杆一端与所述活塞连接,另一端从所述密封罐体伸出;
出气管道,设置在所述无杆腔上,所述出气管道上设有出气阀;
进气管道,设置在所述无杆腔上,所述进气管道上设有进气阀;以及
气压表,设置在所述无杆腔上以监测补充气体的气压;
所述补气方法包括:
步骤1,检测所述气体绝缘设备气室当前总气压P、当前温度T℃以及每种气体当前的浓度CN(g/m3);
步骤2,计算所述气体绝缘设备所述气室中混合气体损失总量P,P=P0-P,其中P0为所述气室起始充入所述混合气体的总压强;计算所述混合气体中所述每种气体当前气压量PN
Figure FDA0003497619260000011
其中MN为所述每种气体的摩尔质量;
步骤3,计算所述每种气体的压强差值
Figure FDA0003497619260000012
其中PNn=P0·Xn%为所述每种气体的起始压强,Xn%为起始充入的所述混合气体中所述每种气体的配气比例;
步骤4,计算所述补气装置的容积V与所述气体绝缘设备气室容积V之比k=V/V;
步骤5,在所述补气装置中配压强量为1/k*P的补充气体,所述补充气体中所述每种气体的占比为
Figure FDA0003497619260000013
再将所述补气装置中的所述补充气体经所述缓冲池充入所述气体绝缘设备的所述气室。
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