CN211649814U

CN211649814U - 多通道气体在线监测及回充系统

Info

Publication number: CN211649814U
Application number: CN201922166037.2U
Authority: CN
Inventors: 汪献忠; 李建国; 楚东月; 侯新梅
Original assignee: Henan Relations Co Ltd
Current assignee: Henan Relations Co Ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2029-12-06

Abstract

多通道气体在线监测回充系统，包括多通道取样气路、气体汇流管、检测及回充支气路、检测及回充总气路、系统清洗气路；检测及回充支气路为一环形的封闭的气路，沿气流方向依次设置有第三电磁阀、检测模块、缓冲罐、小流量泵、缓存罐、回充气泵、第四电磁阀、第一单向阀；检测及回充总气路的一端连接到气体汇流管并与之内部相通，检测及回充总气路的另一端连接到第三电磁阀和第一单向阀之间的检测及回充支气路上。本实用新型用循环检测的方式实现了一套检测系统检测不同的待检气源的需求，可降低相关设备的维护成本；各通道均可实现取样气的回充，可避免长期多次检测造成的设备内部气压逐渐减小、测量数据可靠性降低的弊病。

Description

多通道气体在线监测及回充系统

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种多通道气体在线监测回充的实现方法。

背景技术

具有优良的绝缘和灭弧性能的六氟化硫（SF₆）气体，作为绝缘介质可以极大减小设备尺寸，因此在气体绝缘断路器、气体绝缘组合电器（Gas Iusulated Sub Station，GIS）、变压器、互感器等各种电气设备中被广泛应用。高纯化SF₆具有非常稳定的化学性质，正常状况下不易分解。然而，由于SF₆气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，例如：泄漏、湿度增加等。从而导致设备内部发生放电（电弧放电、火花放电、局部放电）和过热故障，造成SF₆气体发生分解，生成多种氟硫化物，这些分解产物会和设备内部存在的微量水分、氧气等杂质生成二氧化硫（SO₂）、氟化亚硫酰（SOF₂）、硫化氢（H₂S）、氟化氢（HF）、氟化硫酰（SO₂F₂）等化合物。若放电现象出现在固体绝缘介质附近，还将生成CF₄、CO、CO₂等分解化合产物。并且研究发现，其含量、生成速率等特征与设备内部绝缘劣化状况有非常密切的关系。因此，监测它们的含量和变化趋势，可以作为判断绝缘设备早期潜伏性故障的依据。

依据相关标准的规定，运行中的六氟化硫（SF₆）气体电气设备，需要在线监测其内部气体的纯度、湿度（微水）、分解产物等杂质含量。

目前市场上虽有极少在线监测设备，但它们不具有回充功能及多通道监测功能。在线气体取样并检测完毕后，直接排向大气，长期多次检测会造成设备内部气压逐渐减小，测量数据可靠性降低；并且单台监测系统无法满足现场检测多路气源（设备）需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操作、多通道取样共用一套检测仪表实现自动循环检测，且气源零损耗、数据测量可靠性高的一种多通道气体在线监测及回充系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：多通道气体在线监测及回充系统，包括多通道取样气路、气体汇流管、检测及回充总气路、检测及回充支气路、系统清洗气路。

多通道取样气路，是由结构相同的多支取样气路组成，每支取样气路上均设有第一电磁阀、第二电磁阀，每支取样气路的进气口连接不同的待检气源，每支取样气路的出气口均连接到气体汇流管并与之相通，每支取样气路上的第一电磁阀均靠近待检气源，第二电磁阀均靠近气体汇流管，每支取样气路上第一电磁阀的进气口均设有密度控制器，密度控制器和第一电磁阀同开、同闭，实现联动控制；

检测及回充支气路为一环形的封闭的气路，沿气流方向依次设置有第三电磁阀、检测模块、缓冲罐、小流量泵、缓存罐、回充气泵、第四电磁阀、第一单向阀；

检测模块包括依次设置在检测及回充支气路上的密度检测表、减压稳压器、流量控制器、检测仪表、压力变送器；

检测及回充总气路的一端连接到气体汇流管并与之内部相通，检测及回充总气路的另一端连接到第三电磁阀和第一单向阀17之间的检测及回充支气路上。

还包括系统清洗气路，清洗气源，系统清洗气路的一端连接清洗气源，系统清洗气路的另一端连接到检测及回充总气路上，系统清洗气路上沿气流方向设有第五电磁阀和第二单向阀。

检测仪表为六氟化硫气体密度检测仪、六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述两种检测仪或多种检测仪的集合。

本发明多通道气体在线监测及回充系统的操作方法，其特征在于：包括以下步骤，

（1）将每支取样气路连接不同的待测气源；

（2）当待检气源密度大于对应取样气路上的密度控制器开启压力时，打开对应取样气路上的第一电磁阀和第二电磁阀，待检气体进入气体汇流管；

（3）打开第三电磁阀，待检气体流入检测模块，启动小流量气泵，气体在小流量气泵和压力变送器的联合控制下，将尾气压入缓存罐，直到检测仪表检测值稳定；

（4）关闭第三电磁阀，开启回充气泵和第四电磁阀，缓存罐中的气体被回充到原取样气源内，回充完毕，关闭回充气泵和取样气路上的第一电磁阀和第二电磁阀。

（5）打开系统清洗气路上的第五电磁阀，用洗气气源对检测及回充支气路、检测及回充总气路、气体汇流管以及部分取样气路等进行清洗，清洗结束关闭第五电磁阀；

（6）开启回充气泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀，将清洗尾气回充到取样气源内，回充完毕，关闭回充气泵和取样气路上的第一电磁阀、第二电磁阀和第四电磁阀。

（7）依次切换下一支取样气路，重复步骤（2）-（6），完成多个通道不同待检气源的测量。

采用上述技术方案，本发明中多通道取样气路上的电磁阀和测量及回充气路上的电磁阀均通过PLC自动控制。

每支取样气路上第一电磁阀的进气口均设有密度控制器，密度控制器和第一电磁阀同开、同闭，联动控制。密度控制器监测待检气源的压力，当压力低于密度控制器开启压力时，会自动关闭，并关闭第一电磁阀。

检测模块中，减压稳压器、流量控制器为检测仪表提供符合要求的压力和流量的气流，使检测仪表的检测值不受压力和流量波动带来的影响，压力变送器用来检测尾气压力的波动。

缓冲罐内检测尾气在小流量泵作用下，缓存在缓存罐内；回充气泵与第四电磁阀联动设计，放在缓存罐后级，完成将缓存罐内气体回充到检测气源功能。

系统清洗气路连接有清洗气源，用于清洗系统管路。每支取样气路取样、检测及回充完毕后，关闭相对应的取样气路上设置的第二电磁阀，对检测及回充总气路、检测及回充支气路及气体汇流管进行清洗。清洗气源为与待检测气源相同的高纯气体，不会引入其他杂质气体，清洗完成后回充至当前取样气源内。这样，进行下一支取样气路的检测时，不会混入上一个取样通道采样气的交叉干扰。

本发明每一通道测量完毕后，均有一次洗气过程，有效避免了各通道间的交叉干扰问题；各通道均可实现取样气的回充，可避免长期多次检测造成的设备内部气压逐渐减小、测量数据可靠性降低的弊病；本实用新型用循环检测的方式实现了一套检测系统检测不同的待检气源的需求，可降低相关设备的维护成本。

附图说明

图1是本发明的气路结构示意图；

图2为本实用新型中检测模块气路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，多通道气体在线监测及回充系统，包括多通道取样气路1、气体汇流管9、检测及回充总气路19、检测及回充支气路18、系统清洗气路23；

多通道取样气路1，是由结构相同的多支取样气路1组成，每支取样气路1上均设有第一电磁阀7、第二电磁阀8，每支取样气路的进气口连接不同的待检气源6，每支取样气路的出气口均连接到气体汇流管9并与之相通，每支取样气路1上的第一电磁阀7均靠近待检气源，第二电磁阀8均靠近气体汇流管9，每支取样气路1上第一电磁阀7的进气口均设有密度控制器2，密度控制器2和第一电磁阀7同开、同闭，实现联动控制；

检测及回充支气路18为一环形的封闭的气路，沿气流方向依次设置有第三电磁阀10、检测模块11、缓冲罐12、小流量泵13、缓存罐14、回充气泵15、第四电磁阀16、第一单向阀17；

检测模块11包括依次设置在检测及回充支气路上的密度检测表24、减压稳压器25、流量控制器26、检测仪表27、压力变送器28；

检测及回充总气路19的一端连接到气体汇流管9并与之内部相通，检测及回充总气路19的另一端连接到第三电磁阀10和第一单向阀17之间的检测及回充支气路18上。

还包括系统清洗气路23，清洗气源20，系统清洗气路23的一端连接清洗气源20，系统清洗气路的另一端连接到检测及回充总气路19上，系统清洗气路23上沿气流方向设有第五电磁阀21和第二单向阀22。

检测仪表27为六氟化硫气体密度检测仪、六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述两种检测仪或多种检测仪的集合。

（1）将每支取样气路1连接不同的待测气源；

（2）当待检气源密度大于对应取样气路1上的密度控制器2开启压力时，打开对应取样气路1上的第一电磁阀7和第二电磁阀8，待检气体进入气体汇流管9；

（3）打开第三电磁阀10，待检气体流入检测模块11，启动小流量气泵13，气体在小流量气泵13和压力变送器28的联合控制下，将尾气压入缓存罐14，直到检测仪表检测值稳定；

（4）关闭第三电磁阀10，开启回充气泵15和第四电磁阀16，缓存罐14中的气体被回充到原取样气源内，回充完毕，关闭回充气泵15和取样气路上的第一电磁阀7和第二电磁阀8。

（5）打开系统清洗气路23上的第五电磁阀21，用洗气气源20对检测及回充支气路18、检测及回充总气路19、气体汇流管9以及部分取样气路1等进行清洗，清洗结束关闭第五电磁阀21；

（6）开启回充气泵15、第一电磁阀7、第二电磁阀8、第四电磁阀16，将清洗尾气回充到取样气源内，回充完毕，关闭回充气泵15和取样气路1上的第一电磁阀7、第二电磁阀8和第四电磁阀16。

每支取样气路1上第一电磁阀7的进气口均设有密度控制器2，密度控制器2和第一电磁阀7同开、同闭，联动控制。密度控制器2监测待检气源的压力，当压力低于密度控制器2开启压力时，会自动关闭，并关闭第一电磁阀7。

检测模块11中，减压稳压器21、流量控制器22为检测仪表27提供符合压力和流量的气流，使检测仪表27的检测值受到不良影响，压力变送器28用来检测尾气压力的波动。

缓冲罐12内检测尾气在小流量泵13作用下，缓存在缓存罐14内；回充气泵15与第四电磁阀16联动设计，放在缓存罐14后级，完成将缓存罐14内气体回充到检测气源6功能。

系统清洗气路23连接有清洗气源20，用于清洗系统管路。每支取样气路取样、检测及回充完毕后，关闭相对应的取样气路上设置的第二电磁阀7，对检测及回充总气路19、检测及回充支气路18及气体汇流管9进行清洗。清洗气源为与待检测气源相同的高纯气体，清洗完成后回充至当前取样气源内。这样，进行下一支取样气路的检测时，不会混入上一个取样通道采样气的交叉干扰。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明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，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.多通道气体在线监测回充系统，其特征在于：包括多通道取样气路（1）、气体汇流管（9）、检测及回充总气路（19）、检测及回充支气路（18）、系统清洗气路（23）；

多通道取样气路（1），是由结构相同的多支取样气路组成，每支取样气路（1）上均设有第一电磁阀（7）、第二电磁阀（8），每支取样气路的进气口连接不同的待检气源（6），每支取样气路的出气口均连接到气体汇流管（9）并与之相通，每支取样气路（1）上的第一电磁阀（7）均靠近待检气源，第二电磁阀（8）均靠近气体汇流管（9），每支取样气路上第一电磁阀（7）的进气口均设有密度控制器（2），密度控制器（2）和第一电磁阀（7）同开、同闭，实现联动控制；

检测及回充支气路（18）为一环形的封闭的气路，沿气流方向依次设置有第三电磁阀（10）、检测模块（11）、缓冲罐（12）、小流量泵（13）、缓存罐（14）、回充气泵（15）、第四电磁阀（16）、第一单向阀（17）；

检测模块（11）包括依次设置在检测及回充支气路上的密度检测表（24）、减压稳压器（25）、流量控制器（26）、检测仪表（27）、压力变送器（28）；

检测及回充总气路（19）的一端连接到气体汇流管（9）并与之内部相通，检测及回充总气路（19）的另一端连接到第三电磁阀（10）和第一单向阀（17）之间的检测及回充支气路（18）上。

2.根据权利要求1所述的多通道气体在线监测回充系统，其特征在于：还包括系统清洗气路（23），清洗气源（20），系统清洗气路（23）的一端连接清洗气源（20），系统清洗气路的另一端连接到检测及回充总气路（19）上，系统清洗气路（23）上沿气流方向设有第五电磁阀（21）和第二单向阀（22）。

3.根据权利要求1所述的多通道气体在线监测回充系统，其特征在于：检测仪表（27）为六氟化硫气体密度检测仪、六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述两种检测仪或多种检测仪的集合。