CN207336355U - 六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置 - Google Patents

Abstract

六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，其特征在于：包括主控单元、显示单元、打印单元以及依次通过气体管路连接的电子流量调节阀、CF4快速检测单元、压力监测单元和流量监测单元，气体管路的进气口设置有自封式快插接头，CF4快速检测单元上连接有温度检测单元，主控单元的输入接口通过导线分别连接CF4快速检测单元、温度传感单元、压力监测单元、流量监测单元，主控单元的输出接口通过导线分别连接显示单元、打印单元和电子流量调节阀。根据权利要求1所述的六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，其特征在于：气体管路上设置有用于检测SF6纯度、SF6湿度、SF6密度以及SO2、H2S气体含量的扩展接口。

Description

六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置

技术领域

本实用新型高压电气设备绝缘技术领域，特别涉及一种六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置。

背景技术

随着我国电力行业的不断发展，SF6高压开关设备在电网中应用也日益增多，开关设备的可靠运行对电网安全稳定运行起着决定性的作用，对周边工业、生活用电影响巨大，但开关设备内部状态监测和故障诊断仍存在很大的技术难题，不断的研究快速、准确预估设备运行状态的新方法来显得极其重要。

研究及现场运行经验表明，监测设备内部SF6气体分解产物含量，能够快速、准确判断设备缺陷和潜伏性故障。所以，高压开关设备SF6气体分解物的测量在电力变电领域有着广泛的应用前景，是高压开关设备绝缘故障研究的前沿课题之一。

在电弧、火花、电晕作用下，设备中的SF6会分解产生SO2、H2S、HF、SOF2等主要分解产物，如果故障涉及固体绝缘部分，还会产生CF4、CO、CO2等。由于CF4、CO、CO2吸附性相对较弱，因此SF6分解产物中的CF4、CO、CO2含量会逐渐累积，对设备的长期运行状况具有记忆效应。目前，电力系统的检修部门主要以SO₂和H₂S含量作为被检测开关设备是否存在故障特征的主要判据，辅以检测CO、CF4、HF等组分，即可准确、快速诊断开关设备内部潜伏性故障或缺陷。

开关设备中SF6分解产物中SO2、H2S、CO的测量，几乎全部采用电化学传感器方法进行，具有测量速度快、准确性高、操作方便等优势。但研究发现分解物气体中含有较多的H2，对电化学CO传感器影响较大，严重影响测量结果准备性，容易导致误判。那么，辅以CF4含量的检测就显得越来越重要。

由于CF4特性以及检测方法的限制，目前CF4测量主要采用色谱柱分析法，虽然测量结果准确性相对较高，但色谱分析仪一般比较笨重，大多需要携带笔记本搭建色谱工作站平台，不仅操作不便且价格昂贵。另外测量过程需要携带载气（一般为氦气或氢气），适合实验室分析，不太适合现场快速分析。操作流程繁琐，需要经验丰富的专门测量人员进行操作。

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，本实用新型提供一种六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，该系统能够实现SF₆分解产物中CF4含量的准确测量，满足类似应用环境下的监测、检验需求，监控、预估开关设备的运行状态。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，包括主控单元、显示单元、打印单元以及依次通过气体管路连接的电子流量调节阀、CF4快速检测单元、压力监测单元和流量监测单元，气体管路的进气口设置有自封式快插接头，CF4快速检测单元上连接有温度检测单元，主控单元的输入接口通过导线分别连接CF4快速检测单元、温度传感单元、压力监测单元、流量监测单元，主控单元的输出接口通过导线分别连接显示单元、打印单元和电子流量调节阀。

气体管路上设置有用于检测SF6纯度、SF6湿度、SF6密度以及SO2、H2S气体含量的扩展接口。

采用上述技术方案，本实用新型中CF4快速检测单元基于NDIR红外光谱吸收原理，采用高性能处理器控制脉冲驱动开关，产生一个调制红外光源，将灯丝能被加热和降温控制在在毫秒级，有效减少探测器、放大器和其它元件的寄生热。同时采用双发射、双接收检测结构，处理器内嵌多维度复合算法，接收器紧贴高性能温度传感器单元，精确检测系统温度，通过精准的温度补偿算法，极大提高系统的可靠性和稳定性。另外，通过控制吸收带宽的高发射率和带宽之外的低发射率,尽可能的提高有用带宽的比率，有效保证了CF4检测单元的灵敏度。

本实用新型的检测方法包括以下步骤：

1）将自封式快插接头连接到高压开关设备上，确保密封严实；

2）六氟化硫气体由自封式快插接头进入到气体管路内，电子流量调节阀会自动调节进气流量，对气体管路、电子流量调节阀、CF4快速检测单元、压力监测单元和流量监测单元进行吹扫钝化；

3）温度传感单元、CF4快速检测单元、流量监测单元和压力监测单元分别获得气体温度、分解产物中CF4气体浓度、样气进气的流量、气路内部压力，然后通过数字信号或者模拟信号将数据上传给主控单元，由主控单元通过系统计算后，在1-2分钟快速测得分解产物气体中CF4气体含量；

4）主控单元将数据输出到显示单元，再由显示单元实时显示分解产物气体中CF4气体含量测量结果、温度值、流量值、气路内部压力，并可保存分解产物气体中CF4气体含量的参数，以备日后通过历史查询功能进行复查、研究。主控单元将数据输出到打印单元，对检测到的CF4气体含量测量结果、温度值、流量值、气路内部压力等信息进行打印。

本实用新型CF4快速检测装置，实现了SF6分解产物气体中CF4气体含量的快速测量，能够在短短1-2分钟快速分析SF6分解产物中CF4含量，并支持存储和打印等功能。若再结合分解物中SO₂和H₂S含量的检测，则对快速诊断开关设备内部的潜伏性故障有重要意义。

由于本实用新型预留有多种扩展接口资源，极其方便扩展为具有：SF6纯度，SF6湿度，SF6密度，SO2、H2S气体含量功能的SF6综合气体分析系统。

本实用新型六氟化硫分解产物中CF4快速检测系统相比目前的CF4色谱分析检测仪来说，具有体积小、重量轻的特点；主控单元即为其核心控制系统，无需另搭分析系统；工作过程中无需携带载气；且采用快插式接口，具有流量自动调节、存储打印等功能，操作人员经过简单的培训即可胜任，所有这些特点都说明本实用新型更加适合现场快速分析。

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，本实用新型的六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，包括主控单元1、显示单元2、打印单元3以及依次通过气体管路6连接的电子流量调节阀5、CF4快速检测单元4、压力监测单元7和流量监测单元8，气体管路6的进气口设置有自封式快插接头9，CF4快速检测单元4上连接有温度检测单元10，主控单元1的输入接口通过导线分别连接CF4快速检测单元4、温度传感单元10、压力监测单元7、流量监测单元8，主控单元的输出接口通过导线分别连接显示单元2、打印单元3和电子流量调节阀5。

气体管路6上设置有用于检测SF6纯度、SF6湿度、SF6密度以及SO2、H2S气体含量的扩展接口（图中未示出）。

本实用新型中的各个单元及元器件均为本领域的现有成熟技术，具体构造不再赘述。

本实用新型的检测方法包括以下步骤：

1）将自封式快插接头9连接到高压开关设备上，确保密封严实；

2）六氟化硫气体由自封式快插接头9进入到气体管路内，电子流量调节阀5会自动调节进气流量，对气体管路6、电子流量调节阀5、CF4快速检测单元4、压力监测单元7和流量监测单元8进行吹扫钝化；

3）温度传感单元、CF4快速检测单元4、流量监测单元和压力监测单元7分别获得气体温度、分解产物中CF4气体浓度、样气进气的流量、气路内部压力，然后通过数字信号或者模拟信号将数据上传给主控单元1，由主控单元1通过系统计算后，在1-2分钟快速测得分解产物气体中CF4气体含量；

4）主控单元1将数据输出到显示单元2，再由显示单元2实时显示分解产物气体中CF4气体含量测量结果、温度值、流量值、气路内部压力，并可保存分解产物气体中CF4气体含量的参数，以备日后通过历史查询功能进行复查、研究。主控单元1将数据输出到打印单元3，对检测到的CF4气体含量测量结果、温度值、流量值、气路内部压力等信息进行打印。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，其特征在于：包括主控单元、显示单元、打印单元以及依次通过气体管路连接的电子流量调节阀、CF4快速检测单元、压力监测单元和流量监测单元，气体管路的进气口设置有自封式快插接头，CF4快速检测单元上连接有温度检测单元，主控单元的输入接口通过导线分别连接CF4快速检测单元、温度传感单元、压力监测单元、流量监测单元，主控单元的输出接口通过导线分别连接显示单元、打印单元和电子流量调节阀。

2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体分解产物中四氟化碳快速检测装置，其特征在于：气体管路上设置有用于检测SF6纯度、SF6湿度、SF6密度以及SO2、H2S气体含量的扩展接口。