CN206018267U - 组合式六氟化硫充气加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种组合式六氟化硫充气加热装置。其特点是：包括水循环加热底座(4)，在该水循环加热底座(4)上设有十个垂直的气瓶加热槽(3)，在该气瓶加热槽(3)内放置有气瓶，其中在五个加热槽(3)旁固定安装有左汇流管，该左汇流管一端封闭而其另一端与总出气接头连通，而在其它五个加热槽(3)旁固定安装有右汇流管，该右汇流管一端封闭而其另一端也与总出气接头连通，其中左汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与左汇流管连通，而右汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与右汇流管连通。本实用新型装置操作简单，不受地理环境的限制，尤其适合在寒冷环境下使用，有效解决了GIS等大型SF6电气设备充气时间长的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种组合式六氟化硫充气加热装置。
背景技术
随着国民经济的持续发展，电网建设正向着远距离、大容量、特高压、智能化方向发展，电网规模不断扩大，高压电气设备的数量日益增加，一旦发生故障，不但损坏昂贵的电气设备造成设备资产损失，还可能引起大范围停电，对人民生活和国民经济等造成巨大损失。因此，提高高压电气设备的绝缘运行水平，增强高压电气设备早期潜伏性故障诊断能力，实时检测绝缘运行状态，准确预测潜伏性故障类型，防患于未然，对确保整个电网的运行安全具有十分重要的意义。
六氟化硫(SF6)气体绝缘设备电力系统中得到了广泛应用。SF6是一种应用于高压设备极好的气体电介质,它已广泛应用于断路器、GIS、变压器等电气设备。SF6气体的耐电强度高、灭弧能力强、通常无液化问题、化学稳定性好，它是现今为止最理想的绝缘和灭弧介质。GIS等组合电气设备需要大量的SF6气体，并且这些设备一般都在现场组装，现场充气。目前大型设备充SF6气体是一个比较困难的问题。主要问题有：单瓶含气量只有50kg，通常充满一个气室需要不停的更换气瓶，不停地反复搬运气瓶、接通充气管路，致使大大加长了充气作业时间，延误施工工期；以液态存储于气瓶中的SF6气体在充气过程中产生汽化，过程中会吸收大量的热，使气瓶周围温度急剧降低，以至于充气缓慢(低温天气尤甚)，钢瓶内剩余大量SF6气体无法充入，造成严重浪费，增加了施工成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种组合式六氟化硫充气加热装置，能够对钢瓶内的SF6气体进行充分应用，从而大大减少了钢瓶内剩余的SF6气体，大大降低了电气设备的成本。
一种组合式六氟化硫充气加热装置，其特别之处在于：包括水循环加热底座，在该水循环加热底座上设有十个垂直的气瓶加热槽，在该气瓶加热槽内放置有气瓶，其中在五个加热槽旁固定安装有左汇流管，该左汇流管一端封闭而其另一端与总出气接头连通，而在其它五个加热槽旁固定安装有右汇流管，该右汇流管一端封闭而其另一端也与总出气接头连通，其中左汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与左汇流管连通，而右汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与右汇流管连通；其中水循环加热底座安装在移动平台上，在该移动平台底部安装有至少4个轮子，在该移动平台的一端安装有电动装载吊臂，而在该移动平台的另一端安装有配重。
其中在气压表旁的左汇流管和右汇流管上分别安装有减压器和手动减压阀。
其中在水循环加热底座与移动平台之间安装有称重机构。
其中水循环加热底座包括水箱，在该水箱内分别安装有电加热器和循环水泵。
其中还包括安装在总出气接头上的电子气压表和主处理器，该主处理器分别与水箱内的加热器、称重机构和该电子气压表连接，在每个气瓶旁的软管上均安装有电磁阀，该所有电磁阀分别与该主处理器连接，而在水箱内安装有温度传感器，该温度传感器与该主处理器连接，该主处理器还与人机界面连接。
经过试用证明，本实用新型装置操作简单，不受地理环境的限制，尤其适合在寒冷环境下使用，有效解决了GIS等大型SF6电气设备充气时间长的难题，并且可以将SF6气体充分应用，大大减少了钢瓶内剩余的SF6气体，大大降低了电气设备的成本。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供了一种组合式六氟化硫充气加热装置，包括水循环加热底座4，在该水循环加热底座4上设有十个垂直的气瓶加热槽3，其中每5个为一组，两组平行设置。在每个气瓶加热槽3内竖立放置有一个气瓶，其中在五个加热槽3旁固定安装有左汇流管，该左汇流管一端封闭而其另一端与总出气接头连通，而在其它五个加热槽3旁固定安装有右汇流管，该右汇流管一端封闭而其另一端也与总出气接头连通，其中左汇流管旁的五个气瓶的头部出气口分别通过金属软管与左汇流管连通，而右汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与右汇流管连通。
其中水循环加热底座4安装在移动平台1例如小车上，在该移动平台1底部安装有4个轮子5，在该移动平台1的一端安装有电动装载吊臂2及其控制箱，而在该移动平台1的另一端安装有配重，从而能通过该电动装载吊臂2起吊气瓶。
其中在气压表旁的左汇流管和右汇流管上分别安装有减压器和/或手动减压阀，从而有效调节输出压力。在水循环加热底座4与移动平台1之间安装有称重机构，从而能为水循环加热底座4称重，从而间接获取气瓶重量变化信息。其中水循环加热底座4包括箱体即水箱，在该水箱内分别安装有电加热器和循环水泵，循环水泵可以促进内部水温均衡。另外还包括安装在总出气接头上的电子气压表和主处理器(PCL、工控机或微处理器)，该主处理器分别与水箱内的加热器、称重机构和该电子气压表连接，从而控制加热器工作，获取重量信息，获取气压信息，在每个气瓶旁的软管上均安装有电磁阀，该所有电磁阀分别通过输出继电器与该主处理器连接，从而控制每个电磁阀的动作，而在水箱内安装有温度传感器，该温度传感器与该主处理器连接以提供水温信息，该主处理器还与人机界面例如小键盘和显示器连接。
本实用新型装置可以手动也可以半自动或者自动操作，使用时总出气接头为GIS或其它需要充气的设备冲入六氟化硫气体即可，通过调整水循环加热底座4中水的温度，即可加热部分没入水中的气瓶，从而确保气瓶温度正常，即使在寒冷环境下也可以正常使用。必要时可以使用电动装载吊臂2起吊从而安装或者取下气瓶。
实施例1：
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种应用于现场SF6充气作业的组合式六氟化硫充气加热装置，包括能集合多个气瓶(钢瓶)同时充气且具有自动监测控制功能的汇流充气系统、全封闭水循环加热系统、电动装载系统、自动称重底盘、手动导向电动助力移动平台组成。
上述汇流充气系统主要由同时连接10个气瓶的汇流排、自动监测控制系统、支持多个气室同时充气的充气连接排。所述汇流排实现了多个气瓶汇流充气，并且具有准备气瓶自动切换功能可以实现不间断供气功能。
上述气体汇流排可以使瓶装高压气体减压到一定的使用压力，实现多瓶集中供气体的一种设备。汇流排由左右两根汇流主管道组成，中间有四只高压阀门，分别控制左右两组汇流管，每组有相当数量的分阀，软管及卡具连接气瓶，中间装有一块气压表，用来检测汇流管内的压力，高压阀门上方分别有两组减压器，以便控制调节使用压力及流量，减压器上方分别有两只低压阀门，用来控制两排汇流切换时的低压气体，汇流低压主管道装有一只低压总阀门，用来控制低压管道的气体。
所述汇流排将从单一的钢瓶中流出的气体，通过流经与之相联的金属软管，到一个共同的汇流管，并从那里开始流经一个单一的减压器，然后以设定的压力稳定的输送到用气终端。双侧式/半自动/自动/全自动切换气体汇流排则专为提供不间断供气的要求而设计。这些形式的汇流排采用主供气瓶组和备用气瓶组双气源结构，当主供气瓶组压力降低至设定压力时，利用手动或自动切换方式，将系统切换到备用气瓶组，由备用气瓶组开始供气，同时对主供气瓶组进行更换，从而实现不间断供气功能。
上述自动监测控制系统主要由控制箱，各个气瓶支路的角阀、压力传感器、电接点压力表，主汇流管电接点压力表、电磁阀、角阀、截止阀，备用汇流管电接点压力表、电磁阀、角阀、截止阀，总管路截止阀、减压器组成。所述减压器未双级减压，由前级的固定减压器和位于后端的手动减压阀组成。
上述充气连接排由可自动收起的充气软管，连接多充气支路的连接排，各支路充气管路组成。各充气支路均由可自动收起充气软管、角阀、浓度传感器、带压力传感器的压力表、快速充气接头依次连接组成。连接与汇流排总管出口处，通过手动控制角阀可以实现多个接头同时充气或单接头充气。并且主控制系统可以利用各个分支充气管路的浓度传感器、气压传感器上传的实时参数来判断该支路是否出现泄露、过冲现象，及时控制电磁阀切断该支路，停止充气并启动报警。
上述全封闭水循环加热系统由可以承载10个气瓶的全封闭水箱、循环水泵、加热器、控制器组成。所述水箱如图1所示，具有适合标准SF6钢瓶尺寸的结构设计。
上述电动装载系统由电动装载吊臂2、操作控制箱组成，位于具有配重能力的移动平台1尾部。并且具有100kg～250kg的起吊能力。由单人操作即可完成单只充满SF6气体100kg钢瓶的装载\卸车作业。
上述手动导向电动助力移动平台由手动导向臂、电动助力移动底盘组成。所述手动导向臂底部连接导向轮，操作人员可以通过人力操作导向臂，通过与导向臂联动的导向轮来控制移动底盘的运动方向。所述电动助力移动底盘具有电动助力系统，可以通过位于导向臂操作部位的助力调节把手来实现电动助力大小的调节。
上述自动称重底盘置于移动平台1与水循环加热水箱之间，由称重机构与压力传感器组成，可以实时将重量参数上传于主控制系统中。
其使用方法和工作原理如下：
a、通常气体从钢瓶经金属软管、角阀、压力传感器、电接点压力表流入汇流管，然后流入自动切换系统内的主备汇流管、角阀、电磁阀、电接点压力表、截止阀，最后流入充气管路系统的截止阀、电磁阀、减压阀、常开球阀、单向阀，向设备供气；
b、两路电磁阀受自动切换控制器控制，优先开启的一侧(传感器优先感受到压力的一侧)电磁阀优先打开向系统供气。下面以右侧备用瓶组优先供气为例进行说明，此时控制器上右侧供气状态指示灯为绿色。如果左侧气瓶压力0.3BAR(即为有气状态，报警器切换报警压力值出厂预设为0.3BAR，该数值可在报警器数显仪表上进行重新设定，设定方法参阅仪表使用说明书)报警器上对应的黄灯亮，若压力值低于0.3BAR，报警器上对应的红灯亮；
c、当右侧钢瓶压力降至0.3BAR时，报警器自动发出声光报警，左侧对应的电磁阀打开，右侧对应的电磁阀关闭，系统自动切换到左侧钢瓶供气。报警器上左侧黄灯转为绿灯，右侧绿灯转为红灯；
d、更换右侧钢瓶，报警器上右侧红灯转为备用黄灯；
e、如此循环，系统即可实现连续供气。电磁阀后端的两个球阀在工作过程中始终处于常开状态，只有某侧电磁阀故障时才关断该侧球阀，以便对电磁阀进行检修，而不影响另一侧的正常供气；
f、不管目前是哪一侧在供气状态，当左右侧都有气时，按下某侧优先按钮，该侧优先供气；
所述自动监测控制系统具有压力监测及告警功能，具体实施的技术方案如下：
a、P1为主汇流管压力报警器可以监测主汇流管压力，P2为主汇流管压力报警器可以监测主汇流管压力，PC为总充气管压力报警器监测充气压力。P1压力报警器仅带指示灯实时指示钢瓶气体压力状态，P2、PC压力报警器除带指示灯指示钢瓶气体压力状态外，还带有二次仪表分别显示左、右侧钢瓶实时压力。
b、P1、P2、PC报警器均采用压力传感器作为感压元件，当某侧气瓶压力大于报警器设定报警值且优先供气时，其对应的绿灯亮。反之另一侧气瓶压力大于报警器设定报警值时则亮黄灯，小于报警值时则亮红灯；
c、当该侧气瓶压力用至报警器设定报警值时,绿灯转为红灯、蜂鸣器同时开始鸣响。另一侧为黄灯时，黄灯转为绿灯，并由该侧向系统进行供气；
d、为避免噪音，本设计具有消音按钮，当按下按钮红灯继续亮、蜂鸣器则不再鸣响；
e、将空瓶换成满瓶，该侧红灯转为黄灯，仪表报警状态指示灯灭；
f、重复上述步聚，系统即可实现连续供气；
上述具有自动控制功能的全封闭水循环加热系统，其技术方案如下：
a、加热器置于水箱底部，循环水泵连通于位于水箱上部侧壁的进水管、位于水箱下部侧壁的出水管，并通过控制器来调节加热器、循环水泵的功率以适应不同环境温度下的加热需求。
b、当接好充气装置,启动自动充气装置时。控制器会通过环境温度传感器、水箱温度检测器及其充气管路压力传感器PC的参数来智能判断，自动调节加热系统的输出功率，保持每个SF6气瓶温度控制在30～40摄氏度之间，从而实现加热系统的自适应。
c、充气过程中，SF6钢瓶内气会持续减少，控制器会根据底部称重模块的重力传感器传来的参数，实时调整加热系统的输出功率，保持稳定的充气速率，同时尽可能的减少瓶内的残气。
d、控制器具有操作保护逻辑：必须先打开充气阀门进行充气，然后启动水循环加热系统。避免先加热水很快就会沸腾，造成钢瓶内气体温度过高，压力过大，钢瓶爆裂。当剩余SF6很少时，充气困难时，会及时停止充气。停止充气会先停止加热器5分钟后再停止循环水泵,最后在关闭所有电磁阀门停止充气。
e、可以通过增减加热器的数量控制水的温度，也就是控制向水输送的热量，控制简单。然后水将热量传给放置在水桶中的SF6钢瓶，由于钢瓶下半部分放置在水中，钢瓶温度很低，水的温度高，水自然会产生循环，钢瓶受热均匀，没有发生爆炸的危险。
Claims (5)
1.一种组合式六氟化硫充气加热装置，其特征在于：包括水循环加热底座(4)，在该水循环加热底座(4)上设有十个垂直的气瓶加热槽(3)，在该气瓶加热槽(3)内放置有气瓶，其中在五个加热槽(3)旁固定安装有左汇流管，该左汇流管一端封闭而其另一端与总出气接头连通，而在其它五个加热槽(3)旁固定安装有右汇流管，该右汇流管一端封闭而其另一端也与总出气接头连通，其中左汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与左汇流管连通，而右汇流管旁的五个气瓶分别通过软管与右汇流管连通；其中水循环加热底座(4)安装在移动平台(1)上，在该移动平台(1)底部安装有至少4个轮子(5)，在该移动平台(1)的一端安装有电动装载吊臂(2)，而在该移动平台(1)的另一端安装有配重。
2.如权利要求1所述的组合式六氟化硫充气加热装置，其特征在于：其中在气压表旁的左汇流管和右汇流管上分别安装有减压器和手动减压阀。
3.如权利要求1或2所述的组合式六氟化硫充气加热装置，其特征在于：其中在水循环加热底座(4)与移动平台(1)之间安装有称重机构。
4.如权利要求3所述的组合式六氟化硫充气加热装置，其特征在于：其中水循环加热底座(4)包括水箱，在该水箱内分别安装有电加热器和循环水泵。
5.如权利要求4所述的组合式六氟化硫充气加热装置，其特征在于：其中还包括安装在总出气接头上的电子气压表和主处理器，该主处理器分别与水箱内的加热器、称重机构和该电子气压表连接，在每个气瓶旁的软管上均安装有电磁阀，该所有电磁阀分别与该主处理器连接，而在水箱内安装有温度传感器，该温度传感器与该主处理器连接，该主处理器还与人机界面连接。
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Cited By (2)
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| CN107255220A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-10-17 | 浙江电力建设监理有限公司 | 一种高寒地区特高压换流站sf6连充装置及加热控制方法 |
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