CN204346773U - 检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器 - Google Patents

Abstract

检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器，包括取样瓶和洗气空腔，取样瓶的瓶口和洗气空腔的瓶口之间通过连接管连接，连接管中部设有三通切换阀，三通切换阀的第三个接口连接有取样管；取样瓶、连接管、三通切换阀和取样管的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层；取样瓶的底部设有底座，取样瓶外部设有内筒体，内筒体下端设在底座上，内筒体内壁与取样瓶外壁之间形成圆筒形空腔，圆筒形空腔内设有圆筒形的加热带，底座内设有与取样瓶底部接触的保温层，保温层内设有与取样瓶底部接触的温度传感器。本实用新型可提供可靠、真实的现场实验气体，降低取样瓶内壁对样气吸附性，确保取样气体的与待取样气体的一致性。

Description

检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器

技术领域

本实用新型涉及一种专门对电气设备中六氟化硫气体取样的检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器。

背景技术

六氟化硫是气体绝缘电气设备的主要绝缘介质和灭弧介质，六氟化硫气体的质量与气体绝缘电气设备绝缘性能和灭弧性能有很大关系。因此，国家或者是电力行业的相关部门，无论是对六氟化硫新气还是对六氟化硫气体绝缘电气设备中运行气体以及设备运行和解体时的气体均提出了相应的气体质量检测标准或监督管理规程、规定。其中，就有对六氟化硫气体取样方法的规定，如《DL/T 1032-2006 电气设备用六氟化硫（SF₆）气体取样方法》中对六氟化硫气体的采样容器、采样方法和样品保存进行了详细的规定，以保证采集的样本真实。需要说明的是，上述标准中的取样方法不仅适用于断路器、组合电气、变压器、互感器等使用六氟化硫气体的电气设备，也适用于六氟化硫气体钢瓶和储气罐。

根据《DL/T 1032-2006 电气设备用六氟化硫（SF₆）气体取样方法》的相关规定，采样容器有2种，钢瓶和塑料袋。当六氟化硫气体压力低于0.2MPa时，两者皆可用；当六氟化硫气体压力高于0.2MPa时，就只能应用具有减压装置的不锈钢钢瓶作为取样容器。鉴于塑料袋这种采样容器具有压力太高时撑破取样袋的嫌疑，各电力公司的电力化学研究所或者化学所更倾向于应用不锈钢钢瓶做为取样容器。

《DL/T 1032-2006 电气设备用六氟化硫（SF₆）气体取样方法》中同样规范了取样瓶和取样器的概念：取样袋：带有阀门的复合塑料密封袋；取样瓶：可承受气体压力的金属容器；取样器：带有真空处理能力和具有电气设备与取样瓶连接的装置。明确了“取样器”，还包含了与电气设备连接的部分。

但钢瓶取样器在应用过程中也存在一些弊端：其一，瓶内壁对六氟化硫气体存在微弱的吸附性；其二，从六氟化硫电气设备中采集的取样气中若含有强腐蚀性物质如HF、SO₂等，这些物质与取样钢瓶内壁碰撞接触时，钢瓶内壁对六氟化硫气体存在微弱的吸附性，将会在一个微小的接触面积内与取样钢瓶内壁材质发生化学反应，腐蚀钢瓶内壁，从而影响取样气体的真实性。

钢瓶取样器在取样前，先对钢瓶取样器内部进行抽真空处理，使气体取样容器无杂质气体以保证取样气体的原样性和无污染。但抽真空处理只能对钢瓶取样器和部分取样管路抽真空，对取样容器和与采样设备连接的部分气体管路装置做不到抽真空处理，这样，在进行气体取样操作时，这部分取样管路中就会有空气、管壁的微小粉尘等杂质气体也被当做采样气体进入气体取样器。而现场作业中，由于电气设备一般都比较高大，“电气设备与取样瓶连接的”取样管路通常长达1～2米，这样，就会造成取样容器内取样气体的污染，影响取样气体标本的原样性，进而影响取样气体的检测指标。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可提高六氟化硫气体标本真实性的检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：检检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器，包括取样瓶，所述取样瓶的底部设有底座，取样瓶外部设有内筒体，内筒体下端设在底座上，内筒体内壁与取样瓶外壁之间形成圆筒形空腔，圆筒形空腔内设有圆筒形的加热带，底座内设有与取样瓶底部接触的保温层，保温层内设有与取样瓶底部接触的温度传感器，加热带通过导线连接有温度控制器，温度控制器通过数据信号线与温度传感器连接；

底座和内筒体的外部设有外筒体，外筒体上端与取样瓶外壁之间设有上环形板，外筒体内壁上部和下部分别与内筒体外壁之间设有中环形板和下环形板，外筒体内壁、内筒体外壁、中环形板和下环形板之间合围成圆筒形的洗气空腔，取样瓶的瓶口塞设有瓶塞，瓶塞内插设有连接管，连接管一端伸入到取样瓶内部，连接管另一端穿过上环形板和中环形板伸入到洗气空腔内，连接管上在临近取样瓶处设有取样压力真空表，连接管上在临近洗气空腔处设有洗气压力真空表，连接管中部设有三通切换阀，三通切换阀的第三个接口通过直接头连接有取样管，直接头上连接有真空压力表；

取样瓶的内壁、连接管的内壁、三通切换阀的内壁和取样管的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层。

采用上述技术方案，在进行气体取样前，需要对取样瓶进行抽真空。气体管路连接抽真空设备，对整个取样瓶进行抽真空操作；根据取样瓶上的取样压力真空表和洗气空腔上的洗气压力真空表的指示可判断取样瓶的真空度。抽真空完毕后，进行气体取样，将取样管连接待取样电气设备。此时，三通切换阀至待取样电气设备的取样管中并不是真空的，由于暴漏在空气中，这段取样管中会充满空气，管壁也许会有微小粉尘等杂质，这部分管路中的空气和微小粉尘会给待取样的气体造成污染，影响取样气体标本的原样性，影响取样气体的检测指标。所以这部分杂质气体需要先冲洗掉。操作三通切换阀，使待取样电气设备和洗气空腔连通，取样管中的空气和杂质在从取样设备中流出的气体的作用下，被充入洗气空腔中，取样管被冲洗。洗气完毕后，再操作三通切换阀，使待取样设备和取样瓶连通，待取样气体从待取样设备流入采集瓶，完成气体的取样。取样完毕后，再操作三通切换阀，使洗气空腔和取样瓶处于关闭状态。在气体取样过程中洗去取样瓶与采样设备连接的部分气体管路装置中做不到抽真空处理而存在的空气、管壁的微小粉尘等杂质，保证待取样气体的原样性。

取样瓶的内壁、连接管的内壁、三通切换阀的内壁和取样管的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层。处理后使取样瓶对SF₆气体及其分解产物具有极细微量的相容性和吸附性。一方面，由于取样瓶、连接管、取样管和三通切换阀等材料的惰性钝化处理，可有效预防取样气中含有强腐蚀性物质如HF、SO₂等与取样钢瓶内壁碰撞接触时的化学反应，另一方面，经过钝化的面积较之不锈钢材料，质地要紧密和光滑，能有效减弱取样瓶内壁对SF₆气体及其分解物的吸附性。

经过处理的取样瓶对SF₆气体及其分解物的吸附性减弱，并尽可能的较少了取样瓶内壁材质与采集的样气可能存在的化学反应，从而保证了样品的真实状态，对不便于在现场用色谱、或质谱进行SF₆气体品质分析的场合具有重要意义。

将取样瓶的外围设计了均匀的加热带，当需要从取样瓶取出样气进行实验室检测或分析时，即样气输出检测时，加热带对取样瓶进行微微加热，此时，取样瓶内壁吸附的气体分子的热运动加快，分子吸收热量后分子的热动能加大，当分子的热动能大于取样瓶内壁材质对分子的吸附作用时，分子突破取样瓶内壁的吸附作用而成为自由分子。然后进行实时的样气输出，此时，从取样瓶中输出的样气真实的反映了六氟化硫电气设备内的气体组成，或者六氟化硫储气罐或者钢瓶内的气体组分。这种加热方式进一步减弱了取样瓶内壁对样气的吸附性和影响力。当然，加热温度不能过高，加热温度过高时采集的气体各组分之间可能会发生复杂的化学反应，又会对采集的样气造成污染或破坏。加热温度通过温度传感器和温度控制器进行实时监控。

综上所述，本实用新型克服市面上普通钢瓶取样瓶存在的缺陷，为用户提供可靠、真实的现场实验气体。通过在取样瓶内壁及连接管道内增加特殊的耐腐蚀涂层的结构来预防取样瓶内壁和样气中酸性物质的反应，并降低取样瓶内壁对样气吸附性。本实用新型不仅适用于六氟化硫（SF6）气体的取样，还适用于其他气体的取样，特别是一些特种气体如腐蚀性气体氟化氢气体（HF）的取样，可确保取样气体的与待取样气体的一致性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器，包括取样瓶1，所述取样瓶1的底部设有底座2，取样瓶1外部设有内筒体3，内筒体3下端设在底座2上，内筒体3内壁与取样瓶1外壁之间形成圆筒形空腔，圆筒形空腔内设有圆筒形的加热带4，底座2内设有与取样瓶1底部接触的保温层5，保温层5内设有与取样瓶1底部接触的温度传感器6，加热带4通过导线22连接有温度控制器7，温度控制器7通过数据信号线8与温度传感器6连接。

底座2和内筒体3的外部设有外筒体9，外筒体9上端与取样瓶1外壁之间设有上环形板10，外筒体9内壁上部和下部分别与内筒体3外壁之间设有中环形板11和下环形板12，外筒体9内壁、内筒体3外壁、中环形板11和下环形板12之间合围成圆筒形的洗气空腔13，取样瓶1的瓶口塞设有瓶塞14，瓶塞14内插设有连接管15，连接管15一端伸入到取样瓶1内部，连接管15另一端穿过上环形板10和中环形板11伸入到洗气空腔13内，连接管15上在临近取样瓶1处设有取样压力真空表16，连接管15上在临近洗气空腔13处设有洗气压力真空表17，连接管15中部设有三通切换阀18，三通切换阀18的第三个接口通过直接头19连接有取样管20，直接头19上连接有真空压力表23，真空压力表23监测取样电气设备当中的出气压力。

取样瓶1的内壁、连接管15的内壁、三通切换阀18的内壁和取样管20的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层21。

在进行气体取样前，需要对取样瓶1进行抽真空。气体管路连接抽真空设备，对整个取样瓶1进行抽真空操作；根据取样瓶1上的取样压力真空表16和洗气空腔13上的洗气压力真空表17的指示可判断取样瓶1的真空度。抽真空完毕后，进行气体取样，将取样管20连接待取样电气设备。此时，三通切换阀18至待取样电气设备的取样管20中并不是真空的，由于暴漏在空气中，这段取样管20中会充满空气，管壁也许会有微小粉尘等杂质，这部分管路中的空气和微小粉尘会给待取样的气体造成污染，影响取样气体标本的原样性，影响取样气体的检测指标。所以这部分杂质气体需要先冲洗掉。操作三通切换阀18，使待取样电气设备和洗气空腔13连通，取样管20中的空气和杂质在从取样设备中流出的气体的作用下，被充入洗气空腔13中，取样管20被冲洗。洗气完毕后，再操作三通切换阀18，使待取样设备和取样瓶1连通，待取样气体从待取样设备流入采集瓶，完成气体的取样。取样完毕后，再操作三通切换阀18，使洗气空腔13和取样瓶1处于关闭状态。在气体取样过程中洗去取样瓶1与采样设备连接的部分气体管路装置中做不到抽真空处理而存在的空气、管壁的微小粉尘等杂质，保证待取样气体的原样性。

取样瓶1的内壁、连接管15的内壁、三通切换阀18的内壁和取样管20的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层21。处理后使取样瓶1对SF₆气体及其分解产物具有极细微量的相容性和吸附性。一方面，由于取样瓶1、连接管15、取样管20和三通切换阀18等材料的惰性钝化处理，可有效预防取样气中含有强腐蚀性物质如HF、SO₂等与取样钢瓶内壁碰撞接触时的化学反应，另一方面，经过钝化的面积较之不锈钢材料，质地要紧密和光滑，能有效减弱取样瓶1内壁对SF₆气体及其分解物的吸附性。

经过处理的取样瓶1对SF₆气体及其分解物的吸附性减弱，并尽可能的较少了取样瓶1内壁材质与采集的样气可能存在的化学反应，从而保证了样品的真实状态，对不便于在现场用色谱、或质谱进行SF₆气体品质分析的场合具有重要意义。

将取样瓶1的外围设计了均匀的加热带4，当需要从取样瓶1取出样气进行实验室检测或分析时，即样气输出检测时，加热带4对取样瓶1进行微微加热，此时，取样瓶1内壁吸附的气体分子的热运动加快，分子吸收热量后分子的热动能加大，当分子的热动能大于取样瓶1内壁材质对分子的吸附作用时，分子突破取样瓶1内壁的吸附作用而成为自由分子。然后进行实时的样气输出，此时，从取样瓶1中输出的样气真实的反映了六氟化硫电气设备内的气体组成，或者六氟化硫储气罐或者钢瓶内的气体组分。这种加热方式进一步减弱了取样瓶1内壁对样气的吸附性和影响力。当然，加热温度不能过高，加热温度过高时采集的气体各组分之间可能会发生复杂的化学反应，又会对采集的样气造成污染或破坏。加热温度通过温度传感器6和温度控制器7进行实时监控。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.检测前还原采集气体及低吸附性的六氟化硫取样器，包括取样瓶，其特征在于：所述取样瓶的底部设有底座，取样瓶外部设有内筒体，内筒体下端设在底座上，内筒体内壁与取样瓶外壁之间形成圆筒形空腔，圆筒形空腔内设有圆筒形的加热带，底座内设有与取样瓶底部接触的保温层，保温层内设有与取样瓶底部接触的温度传感器，加热带通过导线连接有温度控制器，温度控制器通过数据信号线与温度传感器连接；

底座和内筒体的外部设有外筒体，外筒体上端与取样瓶外壁之间设有上环形板，外筒体内壁上部和下部分别与内筒体外壁之间设有中环形板和下环形板，外筒体内壁、内筒体外壁、中环形板和下环形板之间合围成圆筒形的洗气空腔，取样瓶的瓶口塞设有瓶塞，瓶塞内插设有连接管，连接管一端伸入到取样瓶内部，连接管另一端穿过上环形板和中环形板伸入到洗气空腔内，连接管上在临近取样瓶处设有取样压力真空表，连接管上在临近洗气空腔处设有洗气压力真空表，连接管中部设有三通切换阀，三通切换阀的第三个接口通过直接头连接有取样管，直接头上连接有真空压力表；

取样瓶的内壁、连接管的内壁、三通切换阀的内壁和取样管的内壁均采用惰性钝化处理工艺设有一层耐腐蚀涂层。