CN111389173A - Sf6水份超标在线处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SF6水份超标在线处理装置，包括检测装置、干燥装置、控制系统，所述检测装置检测SF6电器设备的GIS室内的气体水份含量，其输出端连接至控制系统；所述控制系统根据检测到的气体水份含量来控制干燥装置对GIS室内的气体进行干燥处理。本发明的优点在于：能够对SF6设备内的水份自动检测并进行处理，保证了SF6设备的水份满足要求，消除水份超标对于设备运行带来的风险，减少设备停电时间，提高SF6设备供电的可靠性；而且本方案在自动检测和处理水份上具备结构简单、实现方便且成本低。

Description

SF6水份超标在线处理装置
技术领域
本发明涉及设备检修领域，特别涉及一种SF6水份超标在线处理装置。
背景技术
SF6电器是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、母线、进出线套管或电缆连接件等单元封闭在充有一定压力SF6气体的金属壳体内，称为气体绝缘开关设备或将这些设备组成在一起称为全封闭组合电器。由于使用的气体介质为绝缘性能和灭弧性能优良的SF6气体，既符合无油化的要求，又符合小型化的要求，目前SF6电器已经被广泛使用。
SF6气体水分是否合格是关系SF6电器能否安全可靠运行的关键指标之一，现在的SF6电器投入运行后，由于种种原因造成部分设备的隔室SF6气体水分超标，SF6电器水分超标后对绝缘件的损害非常大，应及时进行处理，但是大多数运行设备停电困难、水分处理周期长等因素，造成SF6电器水分超标处理工作一直难以及时开展，为SF6电器安全运行带来隐患。根据目前的现状，我们开发一种在线自动处理的装置，来消除SF6电器水分超标带来的设备安全运行隐患，同时实现了SF6气体零排放，安全环保。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种SF6水份超标在线处理装置，用于实现对于SF6设备中的水份自动检测和消除。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种SF6水份超标在线处理装置，包括检测装置、干燥装置、控制系统，所述检测装置检测SF6电器设备的GIS室内的气体水份含量，其输出端连接至控制系统；所述控制系统根据检测到的气体水份含量来控制干燥装置对GIS室内的气体进行干燥处理。
所述检测装置包括检测元件、分析处理元件，所述检测元件将检测的水份数据发送至分析处理元件中，由分析处理元件根据数据分析处水份含量并发送至控制系统中。
所述检测装置通过管道连通GIS室，用于检测GIS室内气体水份含量，在管道中设置用于控制与GIS室连通的检测控制电磁阀门，所述检测控制电磁阀门与控制系统连接，用于根据控制系统的控制而关断。
所述干燥装置包括干燥系统、压缩机以及气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门，所述干燥系统通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后，GIS室与干燥系统连通；所述干燥系统与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室；所述干燥系统用于通过吸附元件吸附水份；所述控制系统输出端分别连接压缩机、气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门。
所述干燥系统包括：用于进行水份吸附的吸附元件以及用于将吸附元件中的水份排出的水份处理系统。
所述干燥系统包括密闭的干燥室，所述干燥室通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后，GIS室与干燥室连通；所述干燥室与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室。
所述水份处理系统包括用于加热吸附元件的加热模块以及用于将干燥室内水蒸气排出的真空泵，所述加热模块、真空泵分别与控制系统连接，用于根据控制系统的控制来工作。
所述干燥室内设置真空度传感器，所述真空度传感器与控制系统连接，用于将检测的真空度数据发送至控制系统。
在GIS室与检测装置检测的管道上以及GIS室与干燥系统之间的管道上设置气压传感器，所述气压传感器的输出端与控制系统连接，用于在气压超过设定阈值时，控制电磁阀门关闭。
所述控制系统包括控制单元以及人机交互界面，所述人机交互界面与控制单元连接。
本发明的优点在于：能够对SF6设备内的水份自动检测并进行处理，保证了SF6设备的水份满足要求，消除水份超标对于设备运行带来的风险，减少设备停电时间，提高SF6设备供电的可靠性；而且本方案在自动检测和处理水份上具备结构简单、实现方便且成本低。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明在线处理装置原理示意图。
上述图中的标记均为：1、电动阀门一；2、电动阀门二；3、电动阀门三； 4、电动阀门四；5、电动阀门五。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，一种SF6水份超标在线处理装置，包括检测装置、干燥装置、控制系统，检测装置检测SF6电器设备的GIS室内的气体水份含量，其输出端连接至控制系统；控制系统根据检测到的气体水份含量来控制干燥装置对GIS 室内的气体进行干燥处理。通过检测装置的自动检测当检测到水份超出设定的水份含量阈值后，通过控制启动干燥装置来将SF6设备中的GIS室内的水份进行干燥处理，从而满足SF6设备的干燥无水份的要求。
检测装置，主要用于检测SF6气体中的水份含量，主要其检测作用；其实现可以包括两种方式：一是检测装置包括检测元件以及分析处理元件，检测元件用于检测水份含量并将数据发送至分析处理元件，分析处理元件采用专用的数据处理芯片来实现将数据转化成数字信号发送至控制系统中，由于控制系统获取后根据水份数据来控制干燥装置的启动，这种检测装置可采用型号为 KD6300E露点型水份检测装置来实现，SF6气体中的水分检测范围80～2000ppm， SF6气体中的水分传感器信号检测灵敏度±4％(FS)，采集SF6传感器数据采用 DL/T860协议(或其它规约)与控制系统单元通信。检测装置通过管道连通GIS室，用于检测GIS室内气体水份含量，在管道中设置用于控制与GIS室连通的检测控制电磁阀门，检测控制电磁阀门与控制系统连接，用于根据控制系统的控制而关断。如图1所示，检测控制电磁阀门对应图中包括电动阀门五5、电动阀门二2、电动阀门一1，其中GIS室是一个密封腔体，其上设置开口通过管道连接电动阀门1，电动阀门1通过管道依次经电动阀门2、电动阀门5与检测装置连接，当控制系统控制电动阀门1、2、5打开后，GSI室通过管道与检测装置连通，从而使得检测装置的检测元件可以检测水份数据。二可以直接采用水份传感，将水分传感器设置在GIS室内即可，水份传感器通过有限或无线的方式将数据发送至控制系统，控制系统检测到水份超出设定的阈值，控制系统控制干燥装置启动对GIS室内的数据进行干燥处理。
干燥装置包括干燥系统、压缩机以及气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门，干燥系统通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后，GIS室与干燥系统连通；所述干燥系统与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室；干燥系统用于通过吸附元件吸附水份；所述控制系统输出端分别连接压缩机、气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门。
干燥系统实际上是一个密闭的空腔-干燥室，以及设置在干燥室内用于进行水份吸附的吸附元件(吸附元件是一种通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子的“分子筛”，是一种硅铝酸盐多微孔晶体，主要有Al2O3等材料组成形式的。分子筛对物质的吸附来源于物理吸附，其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子(如水分子)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力，分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部，分子大小不同分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，本装置一般采用44、54分子筛，即可满足对水分子的吸附。)，水份处理系统用于将干燥后的水份排出到干燥室外面，其具体包括用于加热吸附元件的加热模块以及用于将干燥室内水蒸气排出的真空泵，加热模块、真空泵分别与控制系统连接，用于根据控制系统的控制来工作。
密闭的干燥室主要用来对气体SF6气体进行干燥，其内部设置用于吸附水蒸气水份的吸附元件，其具体连接原理包括：干燥室设置进气出气口，该进气出气口分别连接压缩机的进气端、以及电动阀门四4的一端，电动阀门四的另一端连接至电动阀门二与电动阀门五5之间的气体管道上，压缩机的出气端通过电动阀门3连接在电动阀门二与电动阀门五5之间的气体管道上，电动阀门三3属于单向导通电动阀，其导通方向为从压缩机至电动阀门3的方向。或者说压缩机的出气端通过管道以及设置在管道上的电动阀门三连接GIS室的进出气电动阀1，电动阀门4通过管道连接电动阀门1，从而通过控制电动阀门的开启与关闭来实现将GIS室分别通过不同的管道路径与干燥室连通。也即干燥室通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后， GIS室与干燥室连通；干燥室与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室。其中，管道上的电动阀1、2、3、4、5以及压缩机均有控制系统来启动控制；压缩机主要功能是将干燥室内已经干燥后的气体送回GIS室内，也可以采用电动气体泵来进行气体的从干燥室抽离至GIS室。
干燥室内设置真空度传感器，真空度传感器与控制系统连接，用于将检测的真空度数据发送至控制系统，用于控制系统根据真空度来控制真空泵的工作与否。
在GIS室与检测装置检测的管道上以及GIS室与干燥系统之间的管道上设置气压传感器，气压传感器的输出端与控制系统连接，用于在气压超过设定阈值时，控制电磁阀门关闭，防止气压异常故障。控制系统包括控制单元以及人机交互界面，人机交互界面与控制单元连接。人机交互单元可以实时显示检查数据以及设置启动按钮来手动启动系统的干燥功能，也就是说控制系统包括显示屏、按钮以及控制单元，控制单元采用工业领域常用的西门PLC控制器来实现，如s7-200系列处理器。
为了克服GIS设备内SF6气体水份超标必须停电进行处理的问题，本发明提供一种装置，不仅能够在线处理SF6气体水份，而且操作简单，使用方便。提供在线进行GIS设备内SF6气体水份超标处理的装置，能够减少设备停电时间，提高供电可靠性。装置主要由压缩机、干燥系统、真空泵、检测装置和控制系统组成。能够在线进行水份处理，并且操作简单，使用方便。该项发明彻底解决需停电进行SF6水份处理的问题，化繁琐为可能，并行之有效，为提高供电可靠性提供了切实可行的措施。本发明具有成本低廉，使用简便及应用效果显著等特点，故具有普遍推广意义。本发明实施后，经过现场多次验证，不仅使用简便，而且提高现场工作效率，取得很好效果。其工作原理如图1所示，在线水份处理装置由压缩机、干燥系统、真空泵、检测装置和控制系统组成。
1、SF6在线水份处理装置通过管路与GIS气室的阀1联接，打开阀1后，点击控制系统启动按钮，SF6在线水份处理装置开始工作；
2、控制系统发出指令，打开阀2同时启动SF6水份检测元件；
3、检测元件启动正常后，控制系统打开阀5，开始检测GIS设备内的SF6 气体水份含量；
4、气体水分含量合格，给控制系统停止处理信号；气体水分含量不合格，给控制系统开始处理信号；
5、如果SF6水份含量超标，控制系统打开阀4，水份超标气体进入干燥系统进行干燥；
6、达到控制系统设定时间后关闭阀4，打开阀3，开启压缩机，将干燥系统内气体排空；
7、控制系统启动蒸发器对干燥系统进行干燥(时间可设定)；
8、启动真空泵，检测干燥系统真空合格后停真空泵；
9、控制系统打开V4阀重复工作；
10、直至检测SF6气体中水份含量合格，给控制系统停止工作信号；
其中阀5为微量阀，气体流量紧供测量用；在阀1附近的管道上设置压力监测表监测管路压力，异常降低控制系统关闭阀1，保障GIS气室压力。
本申请中主要是利用检测元件来检测水份是否超标并且在水份超标后控制干燥装置对其进行干燥，其在线处理方法包括：
1、启动步骤：通过控制系统中的启动按钮启动在线处理装置，当检测到启动按钮信号后，控制系统打开电动阀门(包括电动阀门一1、电动阀门二2、电动阀门五5)使得GIS室与检测装置连通；
2、检测步骤：检测装置检测与GIS室连通中气体内的水份数据，并将水份发送至控制系统中进行处理；判断水份是否超标；
3、干燥步骤：在水份超出设定的水份阈值后，关闭电磁阀门5、电电磁阀门3，打开电磁阀门4、打开电磁阀门1、电磁阀门2并持续时间达到设定的时间阈值t1，持续打开时间达到t1后；关闭电动阀门4、电动阀门5，打开电动阀门1、电动阀门2、电动阀门3，并启动压缩机将干燥室内的SF6气体抽出并沿着管道反馈至GIS室内；完成干燥步骤；
4、干燥室除水步骤：在干燥步骤结束后，控制系统控制加热模块启动，对吸附模块加热使得吸附的水份变成水蒸气，持续加热时间达到设定的加热时间阈值后，启动真空泵，将水蒸气抽离干燥室；为下一次干燥做准备。真空泵由控制器根据真空度参数来控制其工作与否。
重复以上步骤，直至检测装置检测到水份满足预设要求后停止干燥装置。控制系统当然也可以设置定期周期启动干燥步骤，启动后根据检测装置的水份来确定是否进行干燥步骤，这样就可以做到全自动启动干燥。真空泵通过抽真空的方式将干燥室内的水份抽出，从而在下次工作干燥时，由于压力差，使得 GIS室内气体流动到干燥室进行干燥，这样循环往复直至满足要求。加热装置也可以采用蒸发器来实现加热装置对吸附元件进行加热，使得其吸附的水份蒸发。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：包括检测装置、干燥装置、控制系统，所述检测装置检测SF6电器设备的GIS室内的气体水份含量，其输出端连接至控制系统；所述控制系统根据检测到的气体水份含量来控制干燥装置对GIS室内的气体进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述检测装置包括检测元件、分析处理元件，所述检测元件将检测的水份数据发送至分析处理元件中，由分析处理元件根据数据分析处水份含量并发送至控制系统中。
3.如权利要求1或2所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述检测装置通过管道连通GIS室，用于检测GIS室内气体水份含量，在管道中设置用于控制与GIS室连通的检测控制电磁阀门，所述检测控制电磁阀门与控制系统连接，用于根据控制系统的控制而关断。
4.如权利要求1-3任一所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述干燥装置包括干燥系统、压缩机以及气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门，所述干燥系统通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后，GIS室与干燥系统连通；所述干燥系统与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室；所述干燥系统用于通过吸附元件吸附水份；所述控制系统输出端分别连接压缩机、气体进入电磁阀门、气体排出电磁阀门。
5.如权利要求4所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述干燥系统包括：用于进行水份吸附的吸附元件以及用于将吸附元件中的水份排出的水份处理系统。
6.如权利要求4或5所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述干燥系统包括密闭的干燥室，所述干燥室通过管道、气体进入电磁阀门连接GIS室，用于在开启气体进入电磁阀门后，GIS室与干燥室连通；所述干燥室与压缩机连接并通过压缩机、气体排出电磁阀门、管道连通GIS室。
7.如权利要求6所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述水份处理系统包括用于加热吸附元件的加热模块以及用于将干燥室内水蒸气排出的真空泵，所述加热模块、真空泵分别与控制系统连接，用于根据控制系统的控制来工作。
8.如权利要求7所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述干燥室内设置真空度传感器，所述真空度传感器与控制系统连接，用于将检测的真空度数据发送至控制系统。
9.如权利要求1-8任一所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：在GIS室与检测装置检测的管道上以及GIS室与干燥系统之间的管道上设置气压传感器，所述气压传感器的输出端与控制系统连接，用于在气压超过设定阈值时，控制电磁阀门关闭。
10.如权利要求1-8任一所述的一种SF6水份超标在线处理装置，其特征在于：所述控制系统包括控制单元以及人机交互界面，所述人机交互界面与控制单元连接。
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