CN111678655A

CN111678655A - 一种便携式气体检漏装置

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Publication number: CN111678655A
Application number: CN202010594960.0A
Authority: CN
Inventors: 康哲; 马助兴; 徐红元; 王进考; 张立硕; 刘子豪; 冯亮; 李晓光; 刘永钊; 高禄恒
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Maintenance Branch of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2020-09-18

Abstract

本发明公开了一种便携式气体检漏装置，包括气流通道、固定连接在气流通道前端的连接口、固定连通在气流通道侧部的泡沫液存储腔室以及固定连接在气流通道后端的喷嘴；所述连接口用于密封连接六氟化硫设备的充气口，所述泡沫液存储腔室内用于存储泡沫液，所述喷嘴用于观测气泡发出。检漏装置通过标准接口与六氟化硫设备充气口进行密封性对接，连接快速方便提高密封连接的密封性；在检漏装置内部可以存储泡沫液，无需单独配置泡沫液，便于及时进行检验气体泄漏的操作；可以通过小孔吹出气泡便于观察判断，操作人员更加直观的观察漏气情况；本装置能够大幅提高六氟化硫设备充气口检漏效率，检漏结果更加可靠，该装置成本低廉，普遍适用性强。

Description

一种便携式气体检漏装置

技术领域

本发明涉及一种便携式气体检漏装置，属于变电站SF₆设备的气体检测装置。

背景技术

六氟化硫，化学式为SF₆，是一种无色无味的惰性气体，具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。

因此六氟化硫气体被广泛地应用于电气设备，起到绝缘和灭弧作用；六氟化硫气体主要用于六氟化硫断路器及GIS（六氟化硫封闭式组合电器）、六氟化硫负荷开关设备、六氟化硫绝缘输电管线、六氟化硫变压器及六氟化硫绝缘变电站。

当前变电站在进行六氟化硫设备气体检测工作后，需进行检漏以防逆止阀复归不到位。现有检漏仪常常因为现场风速问题导致误报警或者由于检测覆盖不到位导致未发现漏气问题。

六氟化硫气体虽然具有如此多的优点，被广泛应用于电气设备中，但是同样存在着很多缺点。六氟化硫气体在高温高压的气室中含有少量的水蒸汽，遇设备正常动作而产生电弧或异常局部放电时六氟化硫气体会分解，其分解产物（HF和SO₂、SOF₂、SOF₄、SO₂F₄等）中有剧毒和强腐蚀性物质，这些物质会腐蚀设备内部金属元件，进而会造成设备的故障。从医学的角度来讲，六氟化硫的各种分解物及生成物对人体同样具有危害，其影响程度不仅取决于其毒性的大小，还与吸入到人体内的量的大小和每个人的身体素质有关，因此对六氟化硫泄漏的检测非常有必要。

目前在电力行业中六氟化硫气体被纳入系统管理。当电气设备中六氟化硫气体质量达不到设备使用要求时，需要专业人员对其进行回收再处理，使其变成合格的六氟化硫气体，重新进行使用。这样不仅很大程度上节约了气体使用的成本，同时避免对人体、环境、设备等造成损坏。

当前使用的气体检漏仪由于暴露在空气中进行检测常常因为外界风速等问题导致测试不准确，同时由于敞开式检测中测试点不能完全覆盖设备充气口可能造成不能及时发现漏气现场。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式气体检漏装置，本装置采用密封式气泡法检测，较传统方式更为直观高效且不存在误诊断问题。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

作为本发明的一种实施方式，

一种便携式气体检漏装置，包括气流通道、固定连接在气流通道前端的连接口、固定连通在气流通道侧部的泡沫液存储腔室以及固定连接在气流通道后端的喷嘴；

所述连接口用于密封连接六氟化硫设备的充气口，所述泡沫液存储腔室内用于存储泡沫液，所述喷嘴用于观测气泡发出。

作为本实施方式的进一步改进，

所述连接口内侧设置有内连接螺纹，所述内连接螺纹与六氟化硫设备的充气口的外螺纹相匹配。

作为本实施方式的进一步改进，

所述连接口的内径大于气流通道的内径，所述连接口与气流通道前端形成环形平台，所述连接口内垫设贴合在所述环形平台上的密封垫圈。

作为本发明的另一种实施方式，

还包括固定安装在气流通道外侧的按钮开关，以及固定连接在按钮开关上并位于气流通道内部的阻挡隔板；

所述按钮开关控制阻挡隔板通断气流通道内气流的流动。

作为本实施方式的进一步改进，

所述阻挡隔板位于泡沫液存储腔室的左侧。

进一步的，上述两种实施方式中，

所述泡沫液存储腔室均采用软质塑胶材质制成。

作为本发明的另一种实施方式，

所述泡沫液存储腔室采用金属材质制成，所述泡沫液存储腔室通过加压气管连通有充气囊。

作为本实施方式的进一步改进，

所述气流通道内设置有覆盖在泡沫液存储腔室上端口的逆止组件。

作为本实施方式的进一步改进，

所述逆止组件包括透水孔板，以及通过固定螺钉固定在透水孔板上的阻水盲板；

所述阻水盲板位于透水孔板的上方，且阻水盲板的下表面与透水孔板的上表面留有间隙。

作为本实施方式的进一步改进，

所述透水孔板的中心开设有用于安装固定螺钉的固定安装孔；

所述透水孔板上开设有用于供泡沫液存储腔室的泡沫液流进气流通道的通孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明具有标准接口功能、存储泡沫液功能和外部观察功能；

标准接口功能，检漏装置通过标准接口与六氟化硫设备充气口进行密封性对接，连接快速方便提高密封连接的密封性；

存储泡沫液功能，在检漏装置内部可以存储泡沫液，无需单独配置泡沫液，便于及时进行检验气体泄漏的操作；

外部观察功能，可以通过小孔吹出气泡便于观察判断，操作人员更加直观的观察漏气情况；

本装置能够大幅提高六氟化硫设备充气口检漏效率，检漏结果更加可靠，该装置成本低廉，普遍适用性强。

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是实施例一的外部结构示意图；

图2是实施例一的内部结构示意图；

图3是实施例二的外部结构示意图；

图4是实施例二的内部结构示意图；

图5是实施例三的外部结构示意图；

图6是实施例三的内部结构示意图；

图7是实施例三的逆止组件的结构示意图；

图8是实施例三的透水孔板的结构示意图。

在实施例一中

1连接口、11内连接螺纹、12密封垫圈、

2泡沫液存储腔室、4喷嘴、5气流通道；

在实施例二中

1连接口、11内连接螺纹、12密封垫圈、

2泡沫液存储腔室、3按钮开关、

31阻挡隔板、4喷嘴、5气流通道；

在实施例三中

1连接口、11内连接螺纹、12密封垫圈、

2泡沫液存储腔室、3按钮开关、31阻挡隔板、

4喷嘴、5气流通道、6逆止组件、

7加压气管、8充气囊、

61透水孔板、62阻水盲板、63固定螺钉、

64通孔、65固定安装孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

GIS设备气体泄漏原因

GIS由于其工艺复杂，接口数量多且密封点多，故与其他六氟化硫充气设备相比，漏气原因更难以确定，归纳３点原因。

ａ、设计施工缺陷：

现场安装时，施工人员由于未按照要求对接尺寸导致设备局部受力超出设计能力；波纹管不足、母线仓过长导致GIS设备缺乏足够调整距离；设备平衡设计不合理导致移动中发生尺寸偏移。

ｂ、制造安装缺陷：

铸件、法兰、盆式绝缘子由于厂家生产设计或现场安装不符合流程标准导致有裂纹、砂眼等存在；设备密封圈设计不符合尺寸；防水未达到国家相关标准；拆修后密封安装处理未达标准。

ｃ、自然环境缺陷：

“Ｏ”型圈进水受潮；密封胶、密封件老化导致漏气；热胀冷缩导致设备变形；GIS设备运行中振动导致设备受损。

GIS设备气体泄漏危害

在常温下，六氟化硫是一种惰性气体，具有无色、无味、无毒、不易燃烧等特点，其分解温度高（约为500℃，与水分解温度约为200℃），密度大（约为空气５倍），绝缘能力强（约为空气2.5倍），是一种优良的电绝缘介质。GIS设备中，六氟化硫气体泄漏主要会产生如下问题。

ａ、当GIS设备发生异常发热、局部放电（ＰａｒｔｉａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＰＤ）等现象时，会使六氟化硫分解为低氟化物及游离态氟，当环境中为纯净六氟化硫时，这些分解物将随着温度的降低迅速复合还原为六氟化硫，但由于GIS设备还包含微量空气、水、油等成分，使分解物转变为SO2、SOF2、H2S、HF、SO2F2、SOF4、S2F10等强酸性稳定气体，这些气体会腐蚀设备中金属部件及密封绝缘材料，从而使GIS设备的绝缘能力下降，影响其使用寿命。GIS设备中所产生毒气也会对运行检修人员的身体健康造成影响。

ｂ、作为GIS设备中主要灭弧及绝缘介质，六氟化硫的性能与其压力密切相关。研究表明，当压力为0.3MPa时，其绝缘性能等同于传统绝缘油。因此，GIS设备气体泄漏会降低其电气性能。

ｃ、根据《京都协定》及《巴黎协定》，六氟化硫气体的温室效应约为CO2的23900倍，其泄漏会对大气环境造成严重影响。

ｄ、目前针对GIS设备漏气现象，为保证GIS设备的正常运行，当漏气发生时，需及时补充六氟化硫气体，而充入的六氟化硫气体又带有微量水，使GIS中水含量进一步增加，降低设备使用寿命。

ｅ、六氟化硫价格偏高，且六氟化硫设备在电力系统中应用广泛，如频繁补充，不利于电力系统的经济运行。

纯净的六氟化硫气体虽然无毒，但在工作场所要防止六氟化硫气体的浓度上升到缺氧的水平。六氟化硫气体的密度大约是空气的五倍、六氟化硫气体如有泄漏必将沉积于低洼处，如电缆沟中。浓度过大会出现使人窒息的危险，设计户内通风装置时要考虑到这一情况。在电弧作用下六氟化硫的分解物如SF₄，S₂F₂，SF₂，SOF₂，SO₂F₂，SOF₄和HF等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性。因此在电力系统GIS等应用六氟化硫的工作场所，要加装六氟化硫气体泄漏监测设备，六氟化硫气体监测的主要方法有一下四种：

1）电化学技术，费加罗传感器或卤素气体传感器

电化学技术的原理是被检测气体接触到200°C左右高温的催化剂表面，并与之发生相应的化学反应，从而产生电信号的改变，以此来发现被检测气体。电化学技术其成本低、寿命长、结构简单，可以连续工作的特点。

2）高压击穿技术

电击穿技术是从六氟化硫在电力上的典型应用——作为绝缘气体应用在GIS开关柜中演变而来的。其工作原理是根据六氟化硫气体绝缘的特性，从置于被检测空气中的高压电极间电压的变化来判断空气中是否含有六氟化硫气体。因其结构相对简单，成本低，检测精度相对高的特点。

3）红外光谱技术

红外光谱吸收技术(又称激光技术）的原理是六氟化硫作为温室气体，对特定波段的红外光有很强烈的吸收特性。红外光谱技术的特点是成本高，结构复杂，灵敏度高，不受环境的影响和干扰，对环境的温度和湿度的变化所带来的检测误差很小，由于其是采用主动抽取测试点气体的原理，带来的效果是发现泄漏早，反应迅速。同时系统结构对工程实施中的布线也带来了很大的方便。

4）电子捕获ECD原理

电子捕获检测器，简称ECD。电子捕获检测器也是一种离子化检测器，它是一个有选择性的高灵敏度的检测器，它只对具有电负性的物质，如含卤素、硫、磷、氮的物质有信号，物质的电负性越强，也就是电子吸收系数越大，检测器的灵敏度越高，而对电中性（无电负性）的物质，如烷烃等则无信号。

上述四种检测方法都需要专门的电子仪器，携带不方便，检测设备多，六氟化硫设备充气口是六氟化硫气体的充入口，容易发生密封不严而泄漏的情况，上述检测电子仪器主要是针对非接口处的损坏漏气情况，并不适用于常规漏气检测中需要随时检测的六氟化硫设备充气口。

实施例一

如图1-2所示，

一种便携式气体检漏装置，包括气流通道5、固定连接在气流通道5前端的连接口1、固定连通在气流通道5侧部的泡沫液存储腔室2以及固定连接在气流通道5后端的喷嘴4；

所述连接口1用于密封连接六氟化硫设备的充气口，所述泡沫液存储腔室2内用于存储泡沫液，所述喷嘴4用于观测气泡发出。

进一步的，

所述连接口1采用标准螺纹接口，所述连接口1内侧设置有内连接螺纹11，所述内连接螺纹11与六氟化硫设备的充气口的外螺纹相匹配。

进一步的，

所述连接口1的内径大于气流通道5的内径，所述连接口1与气流通道5前端形成环形平台，所述连接口1内垫设贴合在所述环形平台上的密封垫圈12。

进一步的，

所述泡沫液存储腔室2采用软质塑胶材质制成，具体的可选用软质聚氨酯塑料或聚乙烯塑料膜，通过手攥挤压将泡沫液存储腔室2注入气流通道5内，在泄漏气体通过气流通道5时，在喷嘴4处吹起气泡。

本实施例具有标准接口功能、存储泡沫液功能和外部观察功能；

本实施例能够大幅提高六氟化硫设备充气口检漏效率，检漏结果更加可靠，该装置成本低廉，普遍适用性强。

实施例二

如图3-4所示，

进一步的，

还包括固定安装在气流通道5外侧的按钮开关3，以及固定连接在按钮开关3上并位于气流通道5内部的阻挡隔板31；

所述按钮开关3控制阻挡隔板31通断气流通道5内气流的流动。

按钮开关3与阻隔挡板31的具体连接结构为现有技术，具体的，可参见专利申请号为2012103604108，名称为机械按钮锁的在先专利文件，在此不再赘述。

进一步的，

所述阻挡隔板31位于泡沫液存储腔室2的左侧。

进一步的，

所述泡沫液存储腔室2采用软质塑胶材质制成，通过手攥挤压将泡沫液存储腔室2注入气流通道5内，在泄漏气体通过气流通道5时，在喷嘴4处吹起气泡，具体的可选用软质聚氨酯塑料或聚乙烯塑料膜。

本实施例具有标准接口功能、存储泡沫液功能和外部观察功能；并且本实施例通过按钮开关控制通断气流通道5内气流的流动，便于测试前或测试后，切断泄漏气体通过气流通道排出到外界空气中，造成人员吸入SF₆，避免对运行检修人员的身体健康造成影响。

实施例三

如图4-8所示，

进一步的，

所述按钮开关3控制阻挡隔板31通断气流通道5内气流的流动。

进一步的，

所述泡沫液存储腔室2采用金属材质制成，所述泡沫液存储腔室2通过加压气管7连通有充气囊8。

进一步的，

所述气流通道5内设置有覆盖在泡沫液存储腔室2上端口的逆止组件6。

进一步的，

所述逆止组件6包括透水孔板61，以及通过固定螺钉63固定在透水孔板61上的阻水盲板62；

所述阻水盲板62位于透水孔板61的上方，且阻水盲板62的下表面与透水孔板61的上表面留有间隙。

进一步的，

所述透水孔板61的中心开设有用于安装固定螺钉63的固定安装孔65；

所述透水孔板61上开设有用于供泡沫液存储腔室2的泡沫液流进气流通道5的通孔64。

本实施例在使用时，将连接口1密封连接在六氟化硫设备的充气口上，通过捏压充气囊8，加压气管7吹入空气，使泡沫液存储腔室2内的泡沫液通过透水孔板61的通孔64注入气流通道5内，在泄漏气体通过气流通道5时，在喷嘴4处吹起气泡；在泡沫液注入气流通道5内后，泡沫液的重量，使阻水盲板62盖合在透水孔板61上方，闭合阻水盲板62的下表面与透水孔板61的上表面之间的间隙，从而达到逆止泡沫液回流；在测试完毕后，再捏压充气囊8，加压气管7吹入的空气顶起阻水盲板62，使泡沫液回流到泡沫液存储腔室2内。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种便携式气体检漏装置，其特征在于：包括气流通道（5）、固定连接在气流通道（5）前端的连接口（1）、固定连通在气流通道（5）侧部的泡沫液存储腔室（2）以及固定连接在气流通道（5）后端的喷嘴（4）；

所述连接口（1）用于密封连接六氟化硫设备的充气口，所述泡沫液存储腔室（2）内用于存储泡沫液，所述喷嘴（4）用于观测气泡发出。

2.根据权利要求1所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述连接口（1）内侧设置有内连接螺纹（11），所述内连接螺纹（11）与六氟化硫设备的充气口的外螺纹相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述连接口（1）的内径大于气流通道（5）的内径，所述连接口（1）与气流通道（5）前端形成环形平台，所述连接口（1）内垫设贴合在所述环形平台上的密封垫圈（12）。

4.根据权利要求3所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：还包括固定安装在气流通道（5）外侧的按钮开关（3），以及固定连接在按钮开关（3）上并位于气流通道（5）内部的阻挡隔板（31）；

所述按钮开关（3）控制阻挡隔板（31）通断气流通道（5）内气流的流动。

5.根据权利要求4所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述阻挡隔板（31）位于泡沫液存储腔室（2）的左侧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述泡沫液存储腔室（2）采用软质塑胶材质制成。

7.根据权利要求5所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述泡沫液存储腔室（2）采用金属材质制成，所述泡沫液存储腔室（2）通过加压气管（7）连通有充气囊（8）。

8.根据权利要求7所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述气流通道（5）内设置有覆盖在泡沫液存储腔室（2）上端口的逆止组件（6）。

9.根据权利要求8所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述逆止组件（6）包括透水孔板（61），以及通过固定螺钉（63）固定在透水孔板（61）上的阻水盲板（62）；

所述阻水盲板（62）位于透水孔板（61）的上方，且阻水盲板（62）的下表面与透水孔板（61）的上表面留有间隙。

10.根据权利要求9所述的一种便携式气体检漏装置，其特征在于：所述透水孔板（61）的中心开设有用于安装固定螺钉（63）的固定安装孔（65）；

所述透水孔板（61）上开设有用于供泡沫液存储腔室（2）的泡沫液流进气流通道（5）的通孔（64）。