CN116989257A - 一种绝缘气体快速充、补气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明记载一种绝缘气体快速充、补气装置，第一气路包括依次串接的SF6气体钢瓶、第一减压阀、第一换热器、第一模糊控温模块；第一模糊控温模块的下游并联流量控制支路和比例控制支路；第二气路包括依次串接的N2气体钢瓶、第二减压阀、第二换热器、第二模糊控温模块；第二模糊控温模块的下游并联流量控制支路和比例控制支路；本发明输送SF6与N2气体的管道采用并联通路，通过在充气过程中采用先管路直充后质量流量控制器补气的工作模式，使得充气速度更快，缩短充气时间。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备气体绝缘材料技术领域，具体来说是一种绝缘气体快速充、补气装置。
背景技术
为了降低对环境的危害，电网开始尝试推广混合电气设备。混合气体电气设备初次投运行、长时间的运行后因试验取气检测或泄漏导致气室气体密度下降，需要进行充、补气操作。目前混合气体的充、补气配置方法主要有两种：传统的分压法和新型动态配气法，传统的分压法通过依次充入两种气体，采用分压力的方法控制充其量和充气速度来实现混合气体的目标配比，方法简单但是两种气体需要在气室中长期间进行自然扩散才能够混合，且分压法配气通过测量待充气室中的绝对压力来进行粗略的估算，会导致实际充气混合比例和理想设置比例偏差较大，同时易破坏充气设备的绝缘性；动态配气法在传统的分压方法上进行一定改进，根据MFC实时动态调节气体流量进入待充设备，满足不同设备充补气的需求，但流经MFC的气体受气阻及量程影响，很难以较快的速度通过MFC，气体流速相较于管道直充显著降低，充气时间变长。另外，MFC气体流量控制精度在满量程80％左右最高，当配制的混合气体比例相差较大时，量程利用率可能较低，配气精度下降。例如SF6/N2混合气体与C4F7N/CO2混合气体混合比例不同，按照以满量程的80％输送合比为30％：70％的SF6/N2混合气体来完成1MFC选型，当改充CO2占比在80％以上的C4F7N/CO2混合气体时，C4F7N气路的MFC量程利用率降至60％以下。
因此，本发明提供了一种既能够混合SF6/N2气体又能混合C4F7N/CO2气体的多功能绝缘气体快速充、补气装置，采用SF6/N2气体(C4F7N/CO2气体)输出管道的分路设计，在温度、前后压强差、管路孔径、长度及介质恒定条件下，稳定气体流速，按照SF6:N2＝30％:70％(C4F7N:CO2＝15％:85％)进行充气，压力传感器检测到待充设备中的压力到达90％时，启用另一条输气通路，由MFC精确控制SF6与N2气体完成剩下10％的补气，达到额定压力后，装置自动停止补气，防止过充浪费SF6气体量。
公开号为CN108119749A公开的一种SF6和N2混合气体充气装置及精确充气方法，包括SF6充气气路、N2充气气路、气体组分监测及反馈控制装置以及增压充气，根据所充入的SF6与N2气体质量流量，精确控制混合气体中两种气体的成分含量，具备自适应控制功能，能够检测GIS电气设备气室中的SF6与N2气体成分含量，自动控制SF6与N2气体的充气量。该装置使用MFC控制SF6/N2气体的流出，降低流速，延长充气时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有充补气装置充补气速度慢，时间长。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种绝缘气体快速充、补气装置，包括第一气路、第二气路、混合塔、检测模块、压缩机、真空泵；所述SF6气体充气气路、N2气体充气气路的下游合并至混合塔；
所述第一气路包括依次串接的第一气体钢瓶、第一减压阀、第一换热器、第一模糊控温模块；所述第一模糊控温模块的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第一电磁阀和第一质量流量控制器；所述比例控制支路包括依次串接第三电磁阀和第一比例阀；
所述第二气路包括依次串接的第二气体钢瓶、第二减压阀、第二换热器、第二模糊控温模块；所述第二模糊控温模块的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第二电磁阀和第二质量流量控制器；所述比例控制支路包括依次串接第四电磁阀和第二比例阀；
所述第一换热器、第二换热器的出口分别通过第六电磁阀、第七电磁阀与真空泵连接；所述第一气路、第二气路的合并端通过第八电磁阀与所述真空泵连接；先根据实验获得第一气路、第二气路管道长度、孔径、前后端压力、温度、第一比例阀、第二比例阀的开度，然后根据实验结果制作充、补气装置；在充、补气过程中，先关闭两条比例控制支路，采用两条流量控制支路供气至设定压力，然后关闭两条流量控制支路，再打开两条比例控制支路充补气至额定压力。
本发明中，输送SF6与N2气体的管道采用并联通路，通过在充气过程中先采用管道直充，使得充气速度更快，缩短充气时间。具体的，采用先管道(此时图2中第一电磁阀第二电磁阀关闭)后MFC(此时图2中第三电磁阀、第四电磁阀关闭)的充补气方式，既提高了充气速度，又保证了气体的混合比的精确度。
进一步的，在所述第一模糊控温模块的下游串接有第一压力传感器和第一温度传感器。
进一步的，在所述第二模糊控温模块的下游串接有第二压力传感器和第二温度传感器。
进一步的，所述混合塔的出口依次串接压缩机、第五电磁阀、第四压力传感器、待充设备。
进一步的，在所述第五电磁阀的下游还设置有检测模块。
进一步的，SF6/N2混合气体充方法具体为：
(1)启动抽真空流程；
(2)打开SF6和N2钢瓶，调节第一减压阀、第二减压阀，第一、第二压力传感器测量压力数值，稳定第一、第二压力传感器数值为设定值，启动第一换热器，通过第一模糊控温模块使得加热温度达到10℃左右并稳定，同时启动第二换热器，通过第二模糊控温模块使得加热温度达到30℃左右并稳定，SF6和N2分别通过两路管路经第一换热器、第二换热器与环境进行热交换，略微提高气体温度，然后气体分别进入第一控温模块和第二控温模块，首先由加热器1和加热器3进行粗略升温，升高的温度经过第一温度传感器和第二温度传感器测得T1、T2，并在控制端进行显示，第一温度传感器的数值波动范围△T1：
△T1∈(7.5℃-12.5℃)
若T1稳定在波动范围△T1内，符合要求；
若T1数值>12.5℃或<7.5℃，控制端控制第一控温模块降低或升高到波动范围△T1内，符合要求，通过第一模糊控温模块进行控温，使得最终第一温度传感器数值稳定在10℃左右；
第二温度传感器12的数值波动范围△T2：
△T2∈(28℃-32℃)
若T2数值稳定在波动范围△T2内，符合要求；
若T2数值>32℃或<28℃，控制端控制第二模糊控温模块降低或升高到波动范围△T2内，符合要求，通过第二模糊控温模块进行控温，使得最终第二温度传感器数值稳定在30℃左右；
(3)充气环节，打开第三电磁阀和第四电磁阀，启动压缩机，打开第一比例调节阀、第二比例调节阀到所记录的开口位置，第三压力传感器23测量混合塔的压力数值，其波动范围△P：
△P∈(0.095MPa-0.105MPa)
若第三压力传感器测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器测量数值>0.105MPa，提高压缩机转速，压力下降直至第三压力传感器测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器测量数值<0.095MPa，降低压缩机转速，压力增大直至第三压力传感器测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
通过压缩机的变频调速改变压力，并最终稳定第三压力传感器的数值为0.1MPa，即混合罐中的压强始终保持在0.1MPa，SF6和N2通过进气口进入管道以所需混合比进入混合塔中。
进一步的，在混合塔充气后，SF6/N2混合气体补气具体方法为：
(4)第四压力传感器27检测到待充设备额定压力的90％时，充气环节结束，关闭第三、第四电磁阀，关闭第五电磁阀，待充设备中的混合气体在压强差的作用下会向管路流出，检测模块检测到待充设备混合气体SF6气体占比数值打开第一、第二电磁阀，通过检测模块反馈数据信息控制第一、第二MFC流量进行补气，确定所需要的混合气体补气的混合比例，计算公式如下：
上式中，——需补充的混合气体的混合比；/>——待充气室中的混合气体的目标混合比；/>——补气前检测模块测量的待充设备中的气体混合比数值；Pr——待充设备中混合气体的压力的额定值；Pt——补气前待充设备中混合气体的压力的测量值；将混气比为/>的混合气体充入电气设备至额定压力；当/>或时，说明通过单次补气无法将设备中的混气比调整到额定值，当/>时，控制端进行N2过充报警；当/>时，控制端进行SF6过充报警。
进一步的，更换C4F7N/CO2混合气体充补气方法具体为：由于C4F7N和CO2在钢瓶中存储状态都是液态，均加热温度到10℃，重复步骤(1)(2)(3)(4)。
进一步的，所述步骤(1)中抽真空方法具体为：打开所有电磁阀，整个管路抽真空至设定值，静置设定时长读取真空值A，后静置设定时长读取真空值B，上升值(B-A)不应该超过67Pa，抽真空结束后关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀和真空泵29。
本发明的优点在于：
本实施例中，输送SF6与N2气体的管道采用并联通路，通过在充气过程中改变不同通路，使得充气速度更快，缩短充气时间。具体的，采用先管道(此时图2中第一电磁阀第二电磁阀关闭)后MFC(此时图2中第三电磁阀、第四电磁阀关闭)的充补气方式，既提高了充气速度，又保证了气体的混合比的精确度。
本发明采用“先快(管道)后慢(MFC)”的充气方法，加快充气速度，减少充气所需时间，提高效率，通过实时反馈调整MFC流量，使混合比更加精确，采用小量程的MFC，降低价格，减小成本。
附图说明
图1为本发明实施例1中实验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例2中快速充补气装置的结构示意图；
图3为本发明实施例2中模糊温控模块的控制逻辑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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。
由于实施例2中的快速充、补气装置没有采用质量流量控制器控制气体流量(为了避免质量流量控制器影响气体流速)，所以需要先用实验装置确定得到设定比例混合气体时的管道长度、孔径、目标流量、前后端压力、温度等因素，从而一比一的制作出快速充、补气装置。实施例1中介绍了实验装置的结构和混合原理，实施例2介绍了快速充、补气装置的结构和充补气原理。
实施例1
本实施例记载一种实验装置，为实施例2的绝缘气体快速充、补气装置提供实验条件，通过本实施例的实验装置确定实施例2装置在管道长度、管道孔径、压差、目标流量等因素恒定情况下，得到SF6/N2气体(C4F7N/CO2气体)的所需混合比。
如图1所示，实验装置包括SF6气体钢瓶1’；N2气体钢瓶2’；第一减压阀3’；第二减压阀4’；第一模糊控温模块5’；第二模糊控温模块6’；第一压力传感器7’；第二压力传感器8’；第一温度传感器9’；第二温度传感器10’；第一比例调节阀11’；第二比例调节阀12’；第一流量计13’；第二流量计14’；混合塔15’；第三压力传感器16’；压缩机17’；进气口18’。
SF6气体钢瓶1’、第一减压阀3’、第一模糊控温模块5’、第一压力传感器7’、第一温度传感器9’、第一比例调节阀11’、第一流量计13’依次串接形成SF6气路。
N2气体钢瓶2’、第二减压阀4’、第二模糊控温模块6’、第二压力传感器8’、第二温度传感器10’、第二比例调节阀12’、第二流量计14’依次串接形成N2气路。
SF6气路和N2气路合并后依次与混合塔15’、压缩机17’串接，混合塔15’还安装有第三压力传感器16’。
本实施例的实验装置具体实验过程为：
(1)打开SF6钢瓶1，调节第一减压阀3’，第一压力传感器测量压力数值，稳定第一压力传感器数值为0.6MPa，因SF6气体在钢瓶中的存储状态为液态，较难升温，启动第一模糊控温模块5’，加热温度由第一温度传感器9’测量为10℃并稳定，打开N2钢瓶，调节第二减压阀4’，第二压力传感器8’测量压力数值，稳定第二压力传感器8’数值为0.6MPa，因N2气体在钢瓶2中的存储状态为气态，温度接近于室温，在全年室温变化的情况下，启动第二模糊控温模块6’，加热温度由第二温度传感器10’测量为30℃并稳定，该温度一般情况下高于全年室温，在两路管道中所选择的材料相同，且长度设定为L，(汇合成一路管道时，由分压定律可知，要使汇合后和汇合前压强保持一致，则汇合后的管道横截面积为汇合前的管道横截面积的两倍)。
(2)启动压缩机17’，完全打开第一比例调节阀11’、第二比例调节阀12’，第三压力传感器16’测量混合塔15’的压力数值，其波动范围△P满足：
△P∈(0.095MPa-0.105MPa)
若第三压力传感器16’测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器16’测量数值>0.105MPa，提高压缩机转速，压力下降直至第三压力传感器16’测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器16’测量数值<0.095MPa，降低压缩机转速，压力增大直至第三压力传感器16’测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
通过压缩机17’的变频调速改变压力，并最终稳定第三压力传感器16’的数值为0.1MPa，即混合罐中的压强始终保持在0.1MPa，此时观察第一流量计13’和第二流量计14’的数值，得到数据QSF6和QN2，若QSF6/QN2>3/7，则减小第一比例调节阀11’的开度，保持第二比例阀调节完全打开状态；若QSF6/QN2<3/7，则减小第二比例调节阀12’的开度，保持第一比例调节阀11’完全打开状态，直至QSF6/QN2＝3/7，记录此时第一比例调节阀11’和第二比例调节阀12’的位置，获得所需混合比的SF6和N2混合气体。
更换进行C4F7N/CO2的混气实验，由C4F7N和CO2在钢瓶中存储状态都是液态，较难升温，加热温度到10℃，重复步骤(1)(2)(其他步骤都是相同的，在只是加热的温度数值和SF6/N2不同)，得到QC4F7N/QCO2＝1.5/8.5(C4F7N和CO2的混合比目前没有具体标准，但CO2占比均不低于80％，故设置为15％:85％)，记录此时第一比例调节阀11’、第二比例调节阀12’的位置，获得所需混合比的C4F7N和CO2的混合气体。
上述实验是得到所需混合比的SF6/N2混合气体和C4F7N/CO2混合气体时管道的长度、孔径、前后端压力、温度、比例阀开度等参数。
实施例2
本实施例基于实施例1得到设定比例的SF6/N2混合气体和C4F7N/CO2时管理的各项参数，根据该参数一比一制作充补气装置即可。多功能绝缘气体充补气装置示意图如图2所示，SF6/N2气体充气时，主要包括第一气路、第二气路、混合塔22、检测模块24、压缩机21、真空泵29等。SF6气体充气气路包括SF6气体接口、第一减压阀3、第一换热器5、第一模糊控温模块7、第一质量流量控制器17、第一温度传感器11、第一比例调节阀18；N2气体充气气路包括N2气体接口、第二减压阀4、第二换热器6、第二模糊控温模块8、第二质量流量控制器19、第二温度传感器12、第二比例调节阀20。本实施例中，第一气体为SF6，对应的第二气体为N2，或者第一气体为C4F7N，对应的第二气体为CO2。下面以SF6/N2混合气体为例介绍结构。
其中，SF6气体充气气路包括依次串接的SF6气体钢瓶、第一减压阀3、第一换热器5、第一模糊控温模块7；所述第一模糊控温模块7的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第一电磁阀13和第一质量流量控制器17；所述比例控制支路包括依次串接第三电磁阀14和第一比例阀18；
N2气体充气气路包括依次串接的N2气体钢瓶、第二减压阀4、第二换热器6、第二模糊控温模块8；所述第二模糊控温模块8的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第二电磁阀15和第二质量流量控制器19；所述比例控制支路包括依次串接第四电磁阀16和第二比例阀20；
所述第一换热器5、第二换热器6的出口分别通过第六电磁阀31、第七电磁阀32与真空泵29连接；所述SF6气体充气气路、N2气体充气气路的合并端通过第八电磁阀33与所述真空泵29连接。
在所述第一模糊控温模块7的下游串接有第一压力传感器9和第一温度传感器11。
在所述第二模糊控温模块8的下游串接有第二压力传感器10和第二温度传感器12。
所述混合塔22的出口依次串接压缩机21、第五电磁阀25、第四压力传感器27、待充设备26。
在所述第五电磁阀25的下游还设置有检测模块24。
本实施例充、补气流程具体为：
(1)启动抽真空流程，打开所有电磁阀，整个管路抽真空至133Pa，静置30min读取真空值A，后静置5h读取真空值B，上升值(B-A)不应该超过67Pa，抽真空结束后关闭第一电磁阀13、第二电磁阀15、第三电磁阀14、第四电磁阀16、第六电磁阀31、第七电磁阀32、第八电磁阀33和真空泵29；
(2)打开SF6和N2钢瓶，调节第一减压阀3、第二减压阀4，第一、第二压力传感器测量压力数值，稳定第一、第二压力传感器数值为0.6MPa，启动第一换热器5，通过第一模糊控温模块7使得加热温度达到10℃并稳定，同时启动第二换热器6，通过第二模糊控温模块8使得加热温度达到30℃并稳定，第一模糊控温模块7和第二模糊控温模块8示意图如下图3所示，SF6和N2分别通过两路管路经第一换热器5、第二换热器6进行粗略升温，升高的温度经过T1温度传感器和T2温度传感器测得，并在控制端进行显示，第一温度传感器11的数值波动范围△T1：
△T1∈(7.5℃-12.5℃)
若T1温度传感器测量数值稳定在波动范围△T1内，符合要求；
若T1温度传感器测量数值>12.5℃或<7.5℃，控制端控制第一控温模块7降低或升高到波动范围△T1内，符合要求，通过第一模糊控温模块7进行控温，使得最终第一温度传感器11数值稳定在10℃左右；
第二温度传感器12的数值波动范围△T2：
△T2∈(28℃-32℃)
若T2温度传感器测量数值稳定在波动范围△T2内，符合要求；
若T2温度传感器测量数值>32℃或<28℃，控制端控制第二模糊控温模块8降低或升高到波动范围△T2内，符合要求，通过第二模糊控温模块8进行控温，使得最终第二温度传感器12数值稳定在30℃；
(3)充气环节，打开第三电磁阀14和第四电磁阀16，启动压缩机21，打开第一比例调节阀18、第二比例调节阀20到所记录的开口位置，第三压力传感器23测量混合塔22的压力数值，其波动范围△P：
△P∈(0.095MPa-0.105MPa)
若第三压力传感器23测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器23测量数值>0.105MPa，提高压缩机21转速，压力下降直至第三压力传感器23测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器23测量数值<0.095MPa，降低压缩机21转速，压力增大直至第三压力传感器23测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
通过压缩机21的变频调速改变压力，并最终稳定第三压力传感器23的数值为0.1MPa，即混合罐中的压强始终保持在0.1MPa，SF6和N2通过进气口进入管道以所需混合比进入混合塔22中；
(4)补气环节，第四压力传感器27检测到待充设备额定压力的90％时，充气环节结束，关闭第三、第四电磁阀16，关闭第五电磁阀26，待充设备中的混合气体在压强差的作用下会向管路流出，检测模块24检测到待充设备混合气体SF6气体占比数值打开第一、第二电磁阀15，通过检测模块24反馈数据信息控制第一、第二MFC流量进行补气，确定所需要的混合气体补气的混合比例，计算公式如下：
上式中，——需补充的混合气体的混合比；/>——待充气室中的混合气体的目标混合比；/>——补气前检测模块测量的待充设备中的气体混合比数值；Pr——待充设备中混合气体的压力的额定值；Pt——补气前待充设备中混合气体的压力的测量值；将混气比为/>的混合气体充入电气设备至额定压力；当/>或时，说明通过单次补气无法将设备中的混气比调整到额定值，当/>时，控制端进行N2过充报警；当/>时，控制端进行SF6过充报警。
(5)更换C4F7N/CO2混合气体充补气(C4F7N和CO2的混合比目前没有具体标准，管道中充气混合比为QC4F7N:QCO2＝15％/85％，在补气环节中可通过调节MFC流量达到所需要的C4F7N和CO2的混合比)，由C4F7N和CO2在钢瓶中存储状态都是液态，较难升温，加热温度到10℃，重复步骤(1)(2)(3)(4)(其他步骤都均是相同的，只是在加热的温度数值和SF6/N2、比例阀开度、充气至额定压力90％后补气测量C4F7N方面不同)。
本实施例中，输送SF6与N2气体的管道采用并联通路，通过在充气过程中改变不同通路，使得充气速度更快，缩短充气时间。具体的，采用先管道(此时图2中第一电磁阀13第二电磁阀15关闭)后MFC(此时图2中第三电磁阀14、第四电磁阀16关闭)的充补气方式，既提高了充气速度，又保证了气体的混合比的精确度。
本实施例中采用SF6/N2气体(C4F7N/CO2气体)输出管道的分路设计，按照SF6:N2＝30％:70％(C4F7N:CO2＝15％:85％)进行充气，压力传感器检测到待充设备的压力到达90％时，启用另一条输气通路，由小量程的MFC精确控制SF6与N2气体完成剩下10％的补气，检测模块检测到待充设备的气体混合比数值，通过反馈数据信息控制第一、第二MFC流量进行补气，确定所需要的混合气体混合比例，达到额定压力后，装置自动停止补气，防止过充浪费SF6(C4F7N)的气体量。
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：其依然可以对前述各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；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各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种绝缘气体快速充、补气装置，其特征在于，包括第一气路、第二气路、混合塔(22)、检测模块(24)、压缩机21、真空泵(29)；所述第一气路、第二气路的下游合并至混合塔(22)；
所述第一气路包括依次串接的SF6气体钢瓶、第一减压阀(3)、第一换热器(5)、第一模糊控温模块(7)；所述第一模糊控温模块(7)的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第一电磁阀(13)和第一质量流量控制器(17)；所述比例控制支路包括依次串接第三电磁阀(14)和第一比例阀(18)；
所述第二气路包括依次串接的N2气体钢瓶、第二减压阀(4)、第二换热器6、第二模糊控温模块(8)；所述第二模糊控温模块(8)的下游并联流量控制支路和比例控制支路；所述流量控制支路包括依次串接的第二电磁阀(15)和第二质量流量控制器(19)；所述比例控制支路包括依次串接第四电磁阀(16)和第二比例阀(20)；
所述第一换热器(5)、第二换热器6的出口分别通过第六电磁阀(31)、第七电磁阀(32)与真空泵(29)连接；所述第一气路、第二气路的合并端通过第八电磁阀(33)与所述真空泵(29)连接；
先根据实验获得第一气路、第二气路管道长度、孔径、前后端压力、温度、第一比例阀(18)、第二比例阀(20)的开度，然后根据实验制作冲、补气装置；在冲、补气过程中，先关闭两条比例控制支路，采用两条流量控制支路供气至设定压力，然后关闭两条流量控制支路，再打开两条比例控制支路充补气至额定压力；
当第一气体为SF6时，对应的第二气体为N2，或者第一气体为C4F7N时，对应的第二气体为CO2。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘气体快速充、补气装置，其特征在于，在所述第一模糊控温模块(7)的下游串接有第一压力传感器(9)和第一温度传感器(11)。
3.根据权利要求1或2所述的一种绝缘气体快速充、补气装置，其特征在于，在所述第二模糊控温模块(8)的下游串接有第二压力传感器(10)和第二温度传感器(12)。
4.根据权利要求1或2所述的一种绝缘气体快速充、补气装置，其特征在于，所述混合塔(22)的出口依次串接压缩机21、第五电磁阀25、第四压力传感器27、待充设备(26)。
5.根据权利要求4所述的一种绝缘气体快充、补气装置，其特征在于，在所述第五电磁阀25的下游还设置有检测模块(24)。
6.根据权利要求5所述的一种绝缘气体快充、补气装置，其特征在于，SF6/N2混合气体充方法具体为：
(1)启动抽真空流程；
(2)打开SF6和N2钢瓶，调节第一减压阀(3)、第二减压阀(4)，第一、第二压力传感器测量压力数值，稳定第一、第二压力传感器数值为设定值，启动第一换热器(5)，通过第一模糊控温模块(7)使得加热温度达到10℃并稳定，同时启动第二换热器6，通过第二模糊控温模块(8)使得加热温度达到30℃并稳定，SF6和N2分别通过两路管路经第一换热器(5)、第二换热器(6)进行粗略升温，升高的温度经过第一温度传感器(11)和T2第二温度传感器(12)测得T1、T2，并在控制端进行显示，第一温度传感器(11)的数值波动范围△T1：
△T1∈(7.5℃-12.5℃)
若T1稳定在波动范围△T1内，符合要求；
如图3所示，若T1数值>12.5℃或<7.5℃，控制端控制第一模块控温模块(7)降低或升高到波动范围△T1内，符合要求，通过第一模糊控温模块(7)进行控温，使得最终第一温度传感器(11)数值稳定在10℃；
第二温度传感器(12)的数值波动范围△T2：
△T2∈(28℃-32℃)
若T2数值稳定在波动范围△T2内，符合要求；
如图3所示，若T2数值>32℃或<28℃，控制端控制第二模糊控温模块(8)降低或升高到波动范围△T2内，符合要求，通过第二模糊控温模块(8)进行控温，使得最终第二温度传感器(12)数值稳定在30℃；
(3)充气环节，打开第三电磁阀(14)和第四电磁阀(16)，启动压缩机(21)，打开第一比例调节阀(18)、第二比例调节阀(20)到所记录的开口位置，第三压力传感器23测量混合塔(22)的压力数值，其波动范围△P：
△P∈(0.095MPa-0.105MPa)
若第三压力传感器(23)测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器(23)测量数值>0.105MPa，提高压缩机(21)转速，压力下降直至第三压力传感器(23)测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
若第三压力传感器(23)测量数值<0.095MPa，降低压缩机(21)转速，压力增大直至第三压力传感器(23)测量数值稳定在波动范围△P内，符合要求；
通过压缩机(21)的变频调速改变压力，并最终稳定第三压力传感器23的数值为0.1MPa，即混合罐中的压强始终保持在0.1MPa，SF6和N2通过进气口进入管道以所需混合比进入混合塔(22)中。
7.根据权利要求6所述的一种绝缘气体快充、补气装置，其特征在于，在混合塔(22)充气后，SF6/N2混合气体补气具体方法为：
(4)第四压力传感器27检测到待充设备额定压力的90％时，充气环节结束，关闭第三、第四电磁阀(16)，关闭第五电磁阀(26)，待充设备中的混合气体在压强差的作用下会向管路流出，检测模块(24)检测到待充设备混合气体SF6气体占比数值打开第一、第二电磁阀(15)，通过检测模块(24)反馈数据信息控制第一、第二MFC流量进行补气，确定所需要的混合气体补气的混合比例，计算公式如下：
上式中，——需补充的混合气体的混合比；/>——待充气室中的混合气体的目标混合比；/>——补气前检测模块测量的待充设备中的气体混合比数值；Pr——待充设备中混合气体的压力的额定值；Pt——补气前待充设备中混合气体的压力的测量值；将混气比为/>的混合气体充入电气设备至额定压力；当/>或时，说明通过单次补气无法将设备中的混气比调整到额定值，当/>时，控制端进行N2过充报警；当/>时，控制端进行SF6过充报警。
8.根据权利要求7所述的一种绝缘气体快充、补气装置，其特征在于，更换C4F7N/CO2混合气体充补气方法具体为：由于C4F7N和CO2在钢瓶中存储状态都是液态，均加热温度到10℃，重复步骤(1)(2)(3)(4)。
9.根据权利要求6所述的一种绝缘气体快充、补气装置，其特征在于，所述步骤(1)中抽真空方法具体为：打开所有电磁阀，整个管路抽真空至设定值，静置设定时长读取真空值A，后静置设定时长读取真空值B，上升值(B-A)不应该超过67Pa，抽真空结束后关闭第一电磁阀(13)、第二电磁阀(15)、第三电磁阀(14)、第四电磁阀(16)、第六电磁阀(31)、第七电磁阀(32)、第八电磁阀(33)和真空泵(29)。
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- 2023-08-16 CN CN202311042007.5A patent/CN116989257A/zh active Pending
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| CN118009222B (zh) * | 2024-04-10 | 2024-05-31 | 常州优达电子科技有限公司 | 一种sf6-n2混合气体灌充装置 |
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