CN114397224B - 一种六氟化硫气体回收率测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是在六氟化硫绝缘电气设备与六氟化硫气体回收装置之间增设一个六氟化硫气体回收率测量装置，实现电气设备气室回收前、回收中及回收完成后的六氟化硫气体压力和温度的测量，进而由气体状态方程PV=nRT相比，得知电气设备内的六氟化硫气体回收率。
Description
技术领域
本发明属于电气设备气室中六氟化硫气体回收技术领域，具体涉及一种六氟化硫气体回收率测量装置及测量方法。
背景技术
六氟化硫气体具有优良的灭弧性能和绝缘性能以及良好的化学稳定性，被用作高压断路器的灭弧介质，广泛应用于电网中。虽然六氟化硫本身对人体无毒、无害，但它却是一种温室效应气体，其单分子的温室效应是二氧化碳的23900倍，且由于六氟化硫高度的化学稳定性，在大气中存留时间可长达3200年。是《京都议定书》中被禁止排放的6种温室气体之一。
电网系统在进行电气设备检修过程中，需要将六氟化硫气体回收起来，为了保证六氟化硫气体不被排放，有关部门要求六氟化硫气体回收率不得低于96.5%。六氟化硫气体回收率等于回收的六氟化硫气体质量除以回收前气室内的六氟化硫气体质量。目前对六氟化硫气体回收率的测量方法有通过测量回收前后气体质量的方法进行计算，存在操作步骤复杂的缺点。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种六氟化硫气体回收率测量装置及测量方法，能够在六氟化硫气体回收时，通过测量电气设备气室回收前、回收中及回收后的六氟化硫气体温度和压力，从而得知电气设备内的六氟化硫气体回收率, 原理简单、操作简便，且测量装置易于制造且成本更低。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置，包括金属腔体、压力传感器、温度传感器、电路控制板、电池、外壳和人机交互界面；
金属腔体的左右设入口和出口，入口处设入口接头，出口处设自封接头，金属腔壁上设温度传感器和压力传感器，金属腔壁外设有电路控制板和电池，温度传感器、压力传感器、电路控制板和电池被罩在外壳内，外壳安装在金属腔体上，人机交互界面设在外壳上；
温度传感器、压力传感器的数据线连接电路控制板的输入接口，电路控制板的输出接口连接人机交互界面和待输出设备。
电路控制板上设有微处理器，具有读取数据和计算功能，还具有显示和数据传输功能，可以将实时回收率和最终回收率参数进行显示或传输给其他设备。
所述的入口接头可更换，可以根据电气设备回收口的规格，连接相应规格的活接。
所述的人机交互界面采用触摸显示器。
一种六氟化硫气体回收率测量方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
（1）回收前，测量气室内六氟化硫气体的压力P0、温度T0；
（2）回收中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′；
（3）根据步骤（1）和（2）中所得数据，计算六氟化硫气体实时回收率；
（4）当六氟化硫气体实时回收率达到规定值或预期回收率时，输出警示信息进行提醒；
（5）警示信息发出后，关闭六氟化硫气体回收装置，测量并输出气室内六氟化硫气体的压力P1、温度T1；
（6）计算回收前后气室内六氟化硫气体的物质的量之比，即可得实际的六氟化硫气体回收率。
所述步骤（1）具体操作为，
在电气设备气体回收口处安装本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置，具体为将本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置的入口接头通过管路连接电气设备回收口；
启动本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置，获取回收前的压力P0、温度T0。
所述步骤（2）具体操作为，
将本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置的出口通过管路连接六氟化硫气体回收装置的入口；
启动六氟化硫气体回收装置，回收过程中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′。
所述步骤（3）具体操作为，
已知P0和T0，由方程PV=nRT可知，回收前气室内气体的物质的量为n0=P0V/RT0（一）；
回收过程中实时测量当前压力P′和温度T′，则当前压力P′和温度T′为已知，由方程PV=nRT可知，当前气室内剩余的六氟化硫气体的物质的量为n′=P′V/RT′（二）；
则，实时的六氟化硫气体的回收率=(n0-n′)/n0 （三）,
整理得六氟化硫气体实时回收率=1-（P′T0）/（P0T′）·100% （四），
将已测得的数据P0和T0及压力P′和温度T′代入公式（四），可得六氟化硫气体实时回收率。
所述步骤（5）具体操作为，
当实时回收率达到规定值或预期回收率，关闭六氟化硫气体回收装置，气体回收完毕后，回收设备停止工作，此时测量回收完成时的压力P1、温度T1。
所述步骤（6）具体操作为，
根据气体状态方程PV=nRT和步骤（3）的计算原理，可得，
最终的实际六氟化硫气体回收率=1-（P1T0）/（P0T1）·100%（五）。
本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置，入口接头为可更换设计，可以根据电气设备回收口的规格，连接相应规格的活接，出口为自封接头，可连接至六氟化硫气体回收装置的回收管道，当未连接回收管道时，出口处于自封状态，不漏气。电路控制板上集成微处理器，可以实现读取数据和计算功能，电路控制板还具有显示和数据传输功能，可以将实时回收率和最终回收率参数进行显示或传输给其他装置。
将本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置入口连接到电气设备回收口，连接完成后，金属腔体内的温度传感器和压力传感器实现对气体压力和温度的测量，由电路板上的微处理器进行采集、处理、存储或显示，数据记为回收前压力、温度。
然后，将本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置出口，连接至回收装置回收管道，开始进行回收，回收过程中由电路板上的微处理器实时计算回收率。当结束回收时，先关闭六氟化硫气体回收装置，然后读取稳定时的气体压力、温度，记为回收结束时的温度和压力，此时根据回收前和回收结束时的温度、压力，依据气体状态方程和前述六氟化硫气体回收率计算方法，计算可得本次回收气体的实际回收率。
读取回收前、回收中及回收结束时的温度、压力时，可通过采取手动触发或条件触发的方式获得并显示。手动触发为，时机合适即相关数据稳定时，通过手动点触触摸显示器获得相关温度和压力的检测；条件触发为，回收前、回收中及回收结束阶段，当电路控制板检测到获得的相关温度和压力数据在某个时间段如1-2分钟内变化很小时，认为该阶段达到稳定状态，则自动完成该阶段中所需温度和压力的检测并存储或显示相关数据。
本发明所述的一种六氟化硫气体回收率测量装置及测量方法，用电路控制板将采集的气室压力和温度在人机交互界面触摸显示器上进行输出显示、存储和调用，完成实时回收率和最终回收率计算，并将其进行显示或输出给其他装置，为本领域技术人员采取的常用做法，在此不做赘述。
本发明的技术方案是在六氟化硫绝缘电气设备与六氟化硫气体回收装置之间增设一个六氟化硫气体回收率测量装置，实现了电气设备气室回收前、回收中及回收完成后的气体压力和温度的测量，由于六氟化硫气体回收率测量装置的气腔体相比六氟化硫绝缘电气设备内气室容量来说，气体容量几乎可以忽略不计，所以，所测得的气体压力和温度，即为气室回收前、回收中及回收完成后的气体压力和温度，根据气体状态方程，再加上微处理器的快速计算处理功能，可以实现六氟化硫气体回收率的测量，相较通过回收前后气体质量的方法来测量回收率的方法，具有原理科学、方法简单，装置简洁、计算量小、测量简便、测量速度快的优点。
附图说明
图1是本发明中的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置，包括金属腔体1、压力传感器2、温度传感器3、电路控制板4、电池5、外壳6和人机交互界面7；
金属腔体1的左右设入口8和出口9，入口8处设入口接头，出口9处设自封接头，金属腔壁上设温度传感器3和压力传感器2，金属腔壁外设有电路控制板4和电池5，温度传感器3、压力传感器2、电路控制板4和电池5被罩在外壳6内，外壳6安装在金属腔体1上，人机交互界面7设在外壳6上；
温度传感器3、压力传感器2的数据线连接电路控制板4的输入接口，电路控制板4的输出接口连接人机交互界面7和待输出设备。
电路控制板4上设有微处理器，具有读取数据和计算功能，还具有显示和数据传输功能，可以将实时回收率和最终回收率参数进行显示或传输给其他设备。
所述的入口接头可更换，可以根据电气设备回收口的规格，连接相应规格的活接。
一种六氟化硫气体回收率测量方法，包括以下步骤：
（1）回收前，测量气室内六氟化硫气体的压力P0、温度T0；
（2）回收中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′；
（3）根据步骤（1）和（2）中所得数据，计算六氟化硫气体实时回收率；
（4）当六氟化硫气体实时回收率达到规定值或预期回收率时，人机交互界面7上输出警示信息进行提醒。
（5）警示信息发出后，关闭六氟化硫气体回收装置，测量并输出气室内六氟化硫气体的压力P1、温度T1；
（6）计算回收前后气室内六氟化硫气体的物质的量之比，即可得实际的六氟化硫气体回收率。
所述步骤（1）具体操作为，
在电气设备气体回收口处安装本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置，具体为将本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置的入口接头通过管路连接电气设备回收口；
启动本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置，获取回收前的压力P0、温度T0，如，测得P0=435kPa，T0=293.15开尔文。
所述步骤（2）具体操作为，
将本发明一种六氟化硫气体回收率测量装置的出口通过管路连接六氟化硫气体回收装置的入口，并启动；
启动六氟化硫气体回收装置，回收过程中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′。
所述步骤（3）具体操作为，
已知P0和T0，由方程PV=nRT可知，回收前气室内气体的物质的量为n0=P0V/RT0（一）；
回收过程中实时测量当前压力P′和温度T′，则当前压力P′和温度T′为已知，由方程PV=nRT可知，当前气室内剩余的六氟化硫气体的物质的量为n′=P′V/RT′（二）；
则，实时的六氟化硫气体的回收率=(n0-n′)/n0 （三）,
整理得六氟化硫气体实时回收率=1-（P′T0）/（P0T′）·100% （四），
将已测得的数据P0和T0及压力P′和温度T′代入公式（四），可得六氟化硫气体实时回收率。
此步骤中的计算由电路控制板4上的微处理器来完成。
所述步骤（5）具体操作为，
当气体回收完毕后，回收设备停止工作，气体稳定时，此时测量回收完成时的压力P1、温度T1。
所述步骤（6）具体操作为，
根据气体状态方程PV=nRT和步骤（3）的计算原理，可得，
最终的六氟化硫气体回收率=1-（P1T0）/（P0T1）·100%（五）。
假如，回收结束后的压力P1=5.3kPa，温度T1=282.6开尔文，则，
最终实际的六氟化硫气体回收率=1-（P1T0）/（P0T1）·100%
=1-5.3*293.15/453*282.6·100%=98.79%。
本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置，入口接头为可更换设计，可以根据电气设备回收口的规格，连接相应规格的活接，出口设自封接头，可连接至六氟化硫气体回收装置的回收管道，当未连接回收管道时，出口处于自封状态，不漏气。电路控制板上集成微处理器，可以实现读取数据和计算功能，电路控制板还具有显示和数据传输功能，可以将实时回收率和最终回收率参数进行显示或传输给其他装置。
将本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置入口8连接到电气设备回收口，连接完成后，金属腔体内的温度传感器3和压力传感器2实现对气体压力和温度的测量，由电路板上的微处理器进行采集、处理、存储或显示，数据记为回收前压力、温度。
然后，将本发明的一种六氟化硫气体回收率测量装置出口9，连接至回收装置回收管道并启动，开始进行回收，回收过程中由电路板上的微处理器实时计算回收率。当结束回收时，先关闭六氟化硫气体回收装置，然后读取稳定时的气体压力、温度，记为回收结束时的温度和压力，此时根据回收前和回收结束时的温度、压力，依据气体状态方程和前述六氟化硫气体回收率计算方法，计算可得本次回收气体的实际回收率。
读取回收前、回收中及回收结束时的温度、压力时，可通过采取手动触发或条件触发的方式获得并显示。手动触发为，时机合适即相关数据稳定时，通过手动点触触摸显示器获得相关温度和压力的检测；条件触发为，回收前、回收中及回收结束阶段，当电路控制板检测到获得的相关温度和压力数据在某个时间段如1-2分钟内变化很小时，认为该阶段达到稳定状态，则自动完成该阶段中所需温度和压力的检测并存储或显示相关数据。
本发明所述的一种六氟化硫气体回收率测量装置及测量方法，用电路控制板将采集的气室压力和温度在人机交互界面触摸显示器上进行输出显示、存储和调用，完成实时回收率和最终回收率计算，并将其进行显示或输出给其他装置，为本领域技术人员采取的常用做法，在此不做赘述。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种六氟化硫气体回收率测量方法，其特征在于：采用六氟化硫气体回收率测量装置来实现六氟化硫气体回收率的测量方法；
所述回收率测量装置包括金属腔体、压力传感器、温度传感器、电路控制板、电池、外壳和人机交互界面；
金属腔体的左右分别设入口和出口，入口处设入口接头，出口处设自封接头，金属腔壁上设温度传感器和压力传感器，金属腔壁外设有电路控制板和电池，温度传感器、压力传感器、电路控制板和电池被罩在外壳内，外壳安装在金属腔体上，人机交互界面设在外壳上；
温度传感器、压力传感器的数据线连接电路控制板的输入接口，电路控制板的输出接口连接人机交互界面和待回收电气设备；
电路控制板上设有微处理器，具有读取数据和计算功能，还具有显示和数据传输功能，实时将回收率和最终回收率参数进行显示或传输给其他设备；
所述方法包括以下步骤：
（1）回收前，测量气室内六氟化硫气体的压力P0、温度T0；
具体操作为，安装所述回收率测量装置，将所述的回收率测量装置的入口接头通过管路连接电气设备回收口，启动所述回收率测量装置，获取回收前的压力P0、温度T0；
（2）回收中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′；
具体操作为，将所述回收率测量装置的出口通过管路连接六氟化硫气体回收装置的入口，启动六氟化硫气体回收装置，回收过程中，实时测量六氟化硫气体的压力P′，温度T′；
（3）根据步骤（1）和（2）中所得数据，计算六氟化硫气体实时回收率；
具体操作为，已知P0和T0，由方程PV=nRT可知，回收前气室内气体的物质的量为n0=P0V/RT0（一）；
回收过程中实时测量当前压力P′和温度T′，由方程PV=nRT可知，当前气室内剩余的六氟化硫气体的物质的量为n′=P′V/RT′（二）；
则，实时的六氟化硫气体的回收率=(n0-n′)/n0 （三）；
整理得六氟化硫气体实时回收率=1-（P′T0）/（P0T′）·100% （四）；
将已测得的数据P0和T0及压力P′和温度T′代入公式（四），可得六氟化硫气体实时回收率；
（4）当六氟化硫气体实时回收率达到规定值或预期回收率时，输出警示信息进行提醒；
（5）警示信息发出后，关闭六氟化硫气体回收装置，测量并输出气室内六氟化硫气体的压力P1、温度T1；
（6）计算回收前后气室内六氟化硫气体的物质的量之比，即可得实际的六氟化硫气体回收率。
2.采用权利要求1所述的一种六氟化硫气体回收率测量方法，其特征在于：所述步骤（5）具体操作为，
当实时回收率达到规定值或预期回收率，关闭六氟化硫气体回收装置，气体回收完毕后，回收设备停止工作，此时测量回收完成时的压力P1、温度T1。
3.采用权利要求1所述的一种六氟化硫气体回收率测量方法，其特征在于：所述步骤（6）具体操作为，
根据气体状态方程PV=nRT和步骤（3）的计算原理，可得，
最终的实际六氟化硫气体回收率=1-（P1T0）/（P0T1）·100%（五）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Xianzhong Inventor after: Li Jianguo Inventor after: Zhang Xiaoqin Inventor after: Sun Ming Inventor after: Sun Fuhua Inventor before: Wang Xianzhong Inventor before: Li Jianguo Inventor before: Sun Ming Inventor before: Sun Fuhua |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |