CN203376575U - 六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置，包括：四通连接件，具有第一接头、第二接头、第三接头、第四接头，第一接头连接于高压电器设备；密度在线监测模块，连接四通连接件的第二接头，以检测气体密度；微水动态监测模块，连接四通连接件的第二接头，以检测气体中微水含量；六氟化硫气体分解物动态监测模块，连接微水动态监测模块的输出气路上，用以检测气体的组分及相应含量；废气储存模块，连接四通连接件的第三接头，用以储存废气；控制模块，连接密度在线监测模块、微水动态监测模块、六氟化硫气体分解物动态监测模块及废气储存模块，用以对各监测模块及废气储存模块所采集的数据进行分析处理以发出相应指示信号。

Description

六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置

技术领域

本实用新型涉及电气领域，特别是涉及六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置。

背景技术

随着电网运行对变电站用高压电气设备的安全性、可靠性的不断提高，六氟化硫（SF₆）作为一种安全有效的绝缘、灭弧介质，被电力系统广泛应用。但是，由于SF₆电气设备制造、安装等质量差异以及材料老化，设备在设计、材质、工艺和维护等存在一定的薄弱环节和不定因素，使设备内存在一些缺陷，比如，SF₆气体泄漏及气体中水分的增加给设备的安全运行带来严重隐患，而目前的检测手段难以检出局部的绝缘隐患。

为了保障SF₆气体的绝缘灭弧性能，则对其气体纯度、密度和含水量有严格的要求。并且，作为一种强温室气体，SF₆气体分子对温室效应具有潜在的危害，因为SF₆气体一个分子对温室效应的影响为一个二氧化碳（CO₂）分子的25000倍，同时，排放在大气中的SF₆气体相当稳定，约3400年才会产生分解，对地球的环境造成了几乎不可逆的污染。

为了符合SF₆气体的纯度、密度和含水量的严格要求，需要对SF₆气体的密度微水及分解物进行检测，现有的SF₆气体密度微水及分解物检测技术中多使用下述两种检测方法：

1）采用在线监测SF₆密度、离线检测SF₆气体中微水含量及分解物含量的方法，但是，采用此检测方法，在检测过程中，由于需要放气，使高压电气设备损失SF₆气体，且严重污染大气环境，操作不当还会对运行维护人员的人身安全产生威胁，此外，离线补气，操作难度大且危险系数高；

2）采用同时在线监测SF₆密度及SF₆气体中微水含量、但离线检测分解物的方法，由于分解物含量检测仍为离线检测，则仍然存在上述污染大气环境的缺陷。并且在此方法中，由于微水检测元件安装位置的局限性导致被测气体无流动，测量的是安装位置局部空间的水分，又由于微水检测元件受静态下水分凝结的作用，所得到数据无法真实、准确的反映设备内的实际水分。

由上可知，此两种检测方法都存在不足之处，使其在行业内推广应用受到一定的限制。

实用新型内容

鉴于上述，有必要针对现有的对六氟化硫气体电气设备气体密度、微水量、分解物及其含量检测的不足问题提出一种六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置。

一种六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置，包括：

四通连接件，具有第一接头、第二接头、第三接头、第四接头，第一接头连接于高压电器设备；

密度在线监测模块，连接于所述四通连接件的第二接头，用以检测气体密度；

微水动态监测模块，连接于所述四通连接件的第二接头，用以检测气体中微水含量；

六氟化硫气体分解物动态监测模块，连接于所述微水动态监测模块的输出气路上，用以检测气体的组分及相应含量；

废气储存模块，连接于所述四通连接件的第三接头，用以储存废气；以及

控制模块，连接于所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块、所述六氟化硫气体分解物动态监测模块及所述废气储存模块，用以对所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块、所述六氟化硫气体分解物动态监测模块及所述废气储存模块所采集的数据进行分析处理以发出相应指示信号。

在其中一个实施方式中，所述的装置还包括：

自动补气模块，连接于所述四通连接件的第四接头，用以对所述高压电器设备补充六氟化硫气体。

在其中一个实施方式中，所述密度在线检测模块包括：

机械接头部，与所述四通连接件的第二接头相连接；

检测部，与气路相通，以检测气体密度；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的形式传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述微水动态监测模块包括：

机械接头部，与所述四通连接件的第二接头相连接；

检测部，处于气路中，以检测气体微水含量；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的方式传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述六氟化硫气体分解物动态监测模块包括：

机械接头部，连接于所述微水动态监测模块的输出气路上；

检测部，处于气路中，以检测气体的组分及相应含量；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的方式输出给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述废气储存模块包括：

排气机械接头部，连接于所述四通连接件的第三接头；

管路部，连接于所述排气机械接头部；

排气流量控制阀，设置在气路中，控制气路的连通与截止；

废气储存钢瓶，连接于所述管路部，当所述排气流量控制阀连通时，被检测气体流经所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块及所述六氟化硫气体分解物动态监测模块，最终流入所述废气储存钢瓶内保存；以及

废气储存钢瓶压力计，设置在所述废气储存钢瓶上，用以实时检测所述废气储存钢瓶内的气体压力，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述废气储存模块还包括：

排气流量计，对应所述排气流量控制阀设置在气路中，与所述排气流量控制阀配合控制气路的连通与截止，用以实时测量排气流量，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述排气机械接头部内部安装有自封闭式针形阀门。

在其中一个实施方式中，所述自动补气模块包括：

补气机械接头部，连接于所述四通连接件的第四接头；

管路部，连接于所述补气机械接头部；

补气流量控制阀，设置在气路中，控制气路的连通与截止；

补气钢瓶，连接于所述管路部，当所述补气流量控制阀连通时，所述补气钢瓶内的气体将充入所述高压电器设备中；以及

补气钢瓶压力计，设置在所述补气钢瓶上，实时监测所述补气钢瓶内气体压力，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述自动补气模块包括：

补气流量计，对应所述补气流量控制阀设置在气路中，与所述排气流量控制阀配合控制气路的连通与截止，所述补气流量计实时测量补气流量，并所测结果实时传输给所述控制模块。

在其中一个实施方式中，所述补气机械接头部内部安装有自封闭式针形阀门。

由上可知，本实用新型所提出的六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置，通过密度在线监测模块、微水动态监测模块、六氟化硫气体分解物动态监测模块的数据采集，可以同时在线检测高压电器设备中的气体密度、微水含量、气体分解物组分及其含量，可实时反映高压电器设备的运行状态。并且，由于微水动态监测模块的检测部处于流态的气流中，在排气流量控制阀导通时，使高压电器设备中的气体流经微水动态监测模块，此时，微水动态监测模块将是对流态的气体进行采样，相对于在静态下的气体进行采样，提高了测量准确性。

另，由于采用废气储存模块，在测量时，气体可流入废气储存钢瓶中储存，实现了零排放，从而解决了当前因离线检测而对大气形成污染的问题。

再，由于采用自动补气模块，当高压电器设备内气体压力低于下限阀值时，自动补气模块将向高压电器设备补充六氟化硫新气，从而达到了自动充气目的，能够更好地维护高压电器设备正常工作。

附图说明

图1绘示了本实用新型一实施方式的六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置的方块示意图；

图2绘示了图1中的废气储存模块150在另一实施例中的方块示意图；及

图3绘示了图1中的自动补气模块160在另一实施例中的方块示意图。

具体实施方式

为了使本领域相关技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施方式的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

参照图1，图1绘示了本实用新型一实施方式的六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置的方块示意图。

如图1所示，六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置100可以与高压电器设备200相连接，且气路相通，还可以与管理主站300通信连接，比如通过有线或无线通信方式与管理主站相连接。在一实施例中，高压电器设备200，可以是六氟化硫高压电器设备，比如，六氟化硫断路器，但不以此为限，可以是其它六氟化硫高压电器设备。在一实施例中，管理主站300，可以是智能电网的管理主站，如远程的智能电网的管理主站。

如图1所示，装置100，包括四通连接件110、密度在线监测模块120、微水动态监测模块130、六氟化硫气体分解物动态监测模块140、废气储存模块150、控制模块170。

其中，四通连接件110具有第一接头、第二接头、第三接头、第四接头，第一接头连接于高压电器设备200；密度在线监测模块120，连接于四通连接件110的第二接头，用以检测气体密度；微水动态监测模块130，连接于四通连接件110的第二接头，用以检测气体中微水含量；六氟化硫气体分解物动态监测模块140，连接于微水动态监测模块130的输出气路上，用以检测气体的组分及相应含量；废气储存模块150，连接于四通连接件110的第三接头，用以储存废气；控制模块170，连接于密度在线监测模块120、微水动态监测模块130、六氟化硫气体分解物动态监测模块140及废气储存模块160，用以对密度在线监测模块120、微水动态监测模块130、六氟化硫气体分解物动态监测模块140及废气储存模块150所采集的数据进行分析处理以发出相应指示信号，比如发出指示信号使得高压电器设备200放气，然后流经密度在线监测模块120、微水动态监测模块130、六氟化硫气体分解物动态监测模块140，最后储存在废气储存模块150中，再比如发出指示信号给管理主站300，使其发出报警。

较佳地，装置100还可以包括自动补气模块160，连接于四通连接件110的第四接头，用以对高压电器设备200补充六氟化硫气体。

对于四通连接件110，用于与密度在线监测模块120、微水动态监测模块130相连接的第二接头可以是双向密封自封闭接头；以及分别用于连接废气储存模块150与自动补气模块160的第三接头、第四接头也可以是双向密封自封闭接头；而第一接头，可以是与高压电器设备200尺寸规格相匹配的接头，当未需要将装置100组装在高压电器设备200上时，可以采用密封盖封住此接头，而当需要将装置100组装在高压电器设备200上时，则取下密封盖将第一接头与高压电器设备200的对应接头相固定，从而实现将装置100组装在高压电器设备200上。

密度在线监测模块120，在一实施例中，可以包括机械接头部、检测部及数据传输部，其中，机械接头部与四通连接件110的第二接头相连接；检测部，与气路相通，以检测气体密度；以及数据传输部，将检测部的检测结果以电信号的形式传输给控制模块170。当密度在线监测模块120所采集的数值低于额定阀值时，自动补气模块160将向高压电器设备200补充新气，具体补气过程可参照下述的自动补气模块160的描述。

微水动态监测模块130，在一实施例中，可以包括机械接头部、检测部及数据传输部，其中，机械接头部也与四通连接件110的第二接头相连接，即微水动态监测模块130与密度在线监测模块120连接在同一个接头上；检测部，处于气路中，以检测气体微水含量，并且，其处于流态的气流中；数据传输部，将检测部的检测结果以电信号的方式传输给控制模块170。而当微水动态检测模块130的检测数值高于额定阀值，控制模块170向现场报警单元（未绘示）及管理主站300发出报警信号。

六氟化硫气体分解物动态监测模块140，在一实施例中，可以包括机械接头部、检测部及数据传输部，其中，机械接头部连接于微水动态监测模块130的输出气路上；检测部，处于气路中，以检测气体的组分及相应含量，这里主要对六氟化硫的气体分解物进行检测，比如，氟化亚硫酰、二氧化硫、硫化氢、氟化硫酰、一氧化碳、氢氟酸等，并对应检测出各气体分解物的含量；数据传输部，将检测部的检测结果以电信号的方式传输给控制模块170。而当控制模块11根据六氟化硫气体分解物动态监测模块140的检测结果判断出分解物有异常情况，比如，某种分解物的含量超出设置阀值，则控制模块170立即向现场报警单元及管理主站300发出报警信号。

废气储存模块150，在一实施例中，可以包括排气机械接头部、管路部、排气流量控制阀152、废气储存钢瓶154及废气储存钢瓶压力计156。排气机械接头部连接于四通连接件110的第三接头，其内可安装有自封闭式针形阀门，用于废气储存模块150单独拆卸后自动封闭检测接口；管路部，连接于排气机械接头部；排气流量控制阀152，设置在气路中，控制气路的连通与截止；废气储存钢瓶154，连接于管路部，当排气流量控制阀152连通时，被检测气体流经密度在线监测模块120、微水动态监测模块130及六氟化硫气体分解物动态监测模块140，最终流入废气储存钢瓶154内保存；废气储存钢瓶压力计156，设置在废气储存钢瓶152上，用以实时检测废气储存钢瓶152内的气体压力，并将所测结果实时传输给控制模块170。

在本实施例中，当装置100空闲时，即未启用时，排气流量控制阀152为关闭状态；当装置100启用时，控制模块170指示排气流量控制阀152导通，使高压电器设备200中的气体（如六氟化硫及其分解物）流经密度在线监测模块120、微水动态监测模块130及六氟化硫气体分解物动态监测模块140，此时，密度在线监测模块120、微水动态监测模块130及六氟化硫气体分解物动态监测模块140将进行采样，最后气体流入废气储存钢瓶154内，采样周期结束后，控制模块170控制排气流量控制阀152截止。此外，当装置100出现故障或停电等异常情况下，排气流量控制阀152自动关闭，这样可以防止故障排气。

在本实施例中，废气储存钢瓶压力计156实时监测废气储存钢瓶154内的压力，通过信号传输线将废气储存钢瓶154内的压力上传至控制模块170，当废气储存钢瓶压力计156检测到废气储存钢瓶154内压力值高于额定阀值时，即此时废气储存钢瓶154处于不安全状态，控制模块170则发出报警信号及更换废气储存钢瓶154的信号，此信号可以是发送至现场报警单元与管理主站300。在本实施例中，废气储存钢瓶压力计156可以是远传式压力表。

再参照图2，图2绘示了图1中的废气储存模块150在另一实施例中的方块示意图。

如图2所示，废气储存模块150，还可以包括排气流量计158，对应排气流量控制阀152设置在气路中，此时，排气流量计158与排气流量控制阀152构成排气阀门管路。排气流量计158与排气流量控制阀152配合控制气路的连通与截止，用以实时测量排气流量，并将所测结果实时传输给控制模块170，具体而言，排气流量计158可以将其检测到的气体流量信号实时发送给控制模块170，之后，控制模块170根据此气体流量信号发出相应的流量阀控制信号至排气流量控制阀152以控制排气流量控制阀152。由于采用排气流量计158，可得知排气流量的大小，控制模块170根据排气流量的大小相应控制排气流量控制阀152，从而可使气流始终处于流量恒定且平稳的状态。

自动补气模块160，在一实施例中，可以包括补气机械接头部、管路部、补气流量控制阀162、补气钢瓶164、补气钢瓶压力计166。其中，补气机械接头部，连接于四通连接件110的第四接头，其内可安装有自封闭式针形阀门，用于自动补气模块160单独拆卸后自动封闭检测接口；管路部，连接于补气机械接头部；补气流量控制阀162，设置在气路中，控制气路的连通与截止；补气钢瓶164，连接于管路部，当补气流量控制阀162连通时，补气钢瓶164内的气体将充入高压电器设备200中；补气钢瓶压力计166，设置在补气钢瓶164上，实时监测补气钢瓶164内气体压力，并将所测结果实时传输给控制模块170。

在本实施例中，当密度在线监测模块120所采集的数值低于额定阀值时，控制模块170将向现场报警单元（及管理主站300发出密度报警信号，同时驱动补气流量控制阀162导通气路，使补气钢瓶154内气体向高压电器设备200补充新气，实现自动充气。并且，当高压电器设备200中的气体达到额定压力后控制模块170驱动补气流量控制阀162关闭，使气路截止。

此外，安装在补气钢瓶164上的补气钢瓶压力计166，实时监测补气钢瓶164内的压力，通过信号传输线将补气钢瓶164内的压力上传至控制模块170以进行状态监测与控制。当补气钢瓶压力计166检测到补气钢瓶164内压力值低于额定阀值时，则控制模块170将补气钢瓶164的状态报警信号发送至管理主站300及现场报警单元，还可以发出更换补气钢瓶164的信号。

再参照图3，图3绘示了图1中的自动补气模块160在另一实施例中的方块示意图。

如图3所示，自动补气模块160，还可以包括补气流量计168，对应补气流量控制阀162设置在气路中，此时，补气流量计168与补气流量控制阀162构成补气阀门管路。补气流量计168与补气流量控制阀162配合控制气路的连通与截止，用以实时测量排气流量，并将所测结果实时传输给控制模块170，具体而言，补气流量计168可以将其检测到的气体流量信号实时发送给控制模块170，之后，控制模块170根据此气体流量信号发出相应的流量阀控制信号至补气流量控制阀162以控制补气流量控制阀162。由于采用补气流量计168，可得知补气流量的大小，控制模块170根据补气流量的大小相应控制补气流量控制阀162，从而使气流始终处于流量恒定且平稳的状态。

本实用新型所提出的用于高压电器设备200的装置100，通过密度在线监测模块120、微水动态监测模块130、六氟化硫气体分解物动态监测模块140的数据采集，可以同时在线检测高压电器设备200中的气体密度、微水含量、分解物及其含量，可实时反映高压电器设备200的运行状态。并且，由于微水动态监测模块130的检测部处于流态的气流中，在排气流量控制阀152导通时，使高压电器设备200中的气体流经微水动态监测模块130，此时，微水动态监测模块130将是对流态的气体进行采样，相对于在静态下的气体进行采样，提高了测量准确性。

另，由于采用废气储存模块150，在测量时，气体可流入废气储存钢瓶154中储存，实现了零排放，从而解决了当前因离线检测而对大气形成污染的问题。

再，由于采用自动补气模块160，当高压电器设备200内气体压力低于下限阀值时，自动补气模块160将向高压电器设备200补充六氟化硫新气，从而达到了自动充气目的，能够更好地维护高压电器设备200正常工作。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种六氟化硫零排放自动补气及高压电器设备状态监控装置，其特征在于，包括：

四通连接件，具有第一接头、第二接头、第三接头、第四接头，第一接头连接于高压电器设备；

密度在线监测模块，连接于所述四通连接件的第二接头，用以检测气体密度；

微水动态监测模块，连接于所述四通连接件的第二接头，用以检测气体中微水含量；

六氟化硫分解物动态监测模块，连接于所述微水动态监测模块的输出气路上，用以检测气体的组分及相应含量；

废气储存模块，连接于所述四通连接件的第三接头，用以储存废气；以及

控制模块，连接于所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块、所述六氟化硫分解物动态监测模块及所述废气储存模块，用以对所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块、所述六氟化硫分解物动态监测模块及所述废气储存模块所采集的数据进行分析处理以发出相应指示信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

自动补气模块，连接于所述四通连接件的第四接头，用以对所述高压电器设备补充六氟化硫气体。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述密度在线检测模块包括：

机械接头部，与所述四通连接件的第二接头相连接；

检测部，与气路相通，以检测气体密度；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的形式传输给所述控制模块。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述微水动态监测模块包括：

机械接头部，与所述四通连接件的第二接头相连接；

检测部，处于气路中，以检测气体微水含量；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的方式传输给所述控制模块。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述六氟化硫分解物动态监测模块包括：

机械接头部，连接于所述微水动态监测模块的输出气路上；

检测部，处于气路中，以检测气体的组分及相应含量；以及

数据传输部，将所述检测部的检测结果以电信号的方式输出给所述控制模块。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述废气储存模块包括：

排气机械接头部，连接于所述四通连接件的第三接头；

管路部，连接于所述排气机械接头部；

排气流量控制阀，设置在气路中，控制气路的连通与截止；

废气储存钢瓶，连接于所述管路部，当所述排气流量控制阀连通时，被检测气体流经所述密度在线监测模块、所述微水动态监测模块及所述六氟化硫分解物动态监测模块，最终流入所述废气储存钢瓶内保存；以及

废气储存钢瓶压力计，设置在所述废气储存钢瓶上，用以实时检测所述废气储存钢瓶内的气体压力，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述废气储存模块还包括：

排气流量计，对应所述排气流量控制阀设置在气路中，与所述排气流量控制阀配合控制气路的连通与截止，用以实时测量排气流量，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述排气机械接头部内部安装有自封闭式针形阀门。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述自动补气模块包括：

补气机械接头部，连接于所述四通连接件的第四接头；

管路部，连接于所述补气机械接头部；

补气流量控制阀，设置在气路中，控制气路的连通与截止；

补气钢瓶，连接于所述管路部，当所述补气流量控制阀连通时，所述补气钢瓶内的气体将充入所述高压电器设备中；以及

补气钢瓶压力计，设置在所述补气钢瓶上，实时监测所述补气钢瓶内气体压力，并将所测结果实时传输给所述控制模块。

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