CN213633065U - 一种sf6电气设备微水密度循环监测处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，属于气体检测领域。本实用新型的SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，包括除湿装置、抽气管、回气管、微水密度传感器、气体循环泵、电加热丝和主控制器。本实用新型利用气体循环泵使SF6电气设备内的SF6气体循环流动，利用微水密度传感器检测流动气体的微水含量和密度，检测更加准确，同时利用除湿装置对循环流动的SF6气体进行干燥处理；并利用电加热丝对除湿装置的除湿滤芯进行加热，将水分蒸发后由真空抽气口排出，不仅提高了SF6电气设备中SF6气体微水密度的监测准确性，而且能够对SF6气体进行干燥处理，使得SF6气体的微水处理更加简单高效，无需复杂的换气设备，处理成本低。

Description

一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种SF6在线微水密度监测装置，更具体地说，涉及一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置。

背景技术

SF6电气设备是利用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质的一种电气设备，其主要设备类型可分为SF6开关设备、SF6气体绝缘变电站(GIS)、SF6气体绝缘电缆(GIC)、SF6气体绝缘变压器(GIT)等。

SF6电气设备中绝缘气体SF6的微水含量关乎到整个电力系统的安全。SF6电气设备中的SF6气体微水超标主要原因有：安装过程中绝缘件、吸附剂带入水分、SF6气体原本含有水分、气体充装工艺不规范、设备抽真空不彻底、管道接头密封不严密等，在设备投运后由于前期安装工艺和外界温湿度影响而导致设备内部受潮也会引起SF6气体微水超标。而SF6气体微水超标所造成的影响也是非常严重的，主要体现在：1、SF6气体中的水分会降低电气设备绝缘件的绝缘性能，在绝缘件和金属部件表面产生凝露而造成闪络，严重时甚至会造成爆炸；2、SF6气体中的水分会引起设备腐蚀，在微水含量较多时，SF6气体与水反应产生氢氟酸和亚硫酸，具有很强的腐蚀性，会对金属件和绝缘件造成腐蚀损坏，降低设备的使用寿命。因此，为了保证SF6电气设备的正常安全运行，定期对SF6气体微水、密度进行监测是非常重要的。

目前，SF6电气设备内微水密度监测主要采用微水传感器，但由于设备安全性要求，微水传感器探头不能安装到SF6电气设备的内部，而是将微水传感器设于单独的腔体内，该腔体与SF6电气设备内部通过自封阀隔离开来，这样，微水传感器不能直接接触SF6电气设备内部的气体，通过自封阀引入腔体内的气体仅为少部分，且气体不流动，因此无法准确代替电气设备内部的真实微水含量。根据实测，这种检测方式检测得到的微水含量高于电气设备内部的真实含水量，虽然目前可以通过软件修正误差，但依然难以准确反映电气设备内部的真实微水含量。另外，在检测出现微水超标后，目前常见处理方式是重新充装新的SF6气体，以使得微水达标，但这是方式需要设备停机，且需要使用专用充气设备。如中国专利号ZL201620588275.6公开的一种“用于750千伏GIS气室微水超标治理的SF6回收车”，该申请案涉及一种用于750千伏GIS气室微水超标治理的SF6回收车，其包含回收箱，回收箱内设置有回收过滤组件，回收过滤组件与真空泵通过回收箱上设置的真空泵接口连接，回收过滤组件与气瓶通过回收箱上设置的气瓶接口连通；回收箱上还设置有用于和回收过滤组件连接的压力表和真空表；压力表和真空表与控制器电连接；回收箱内还设置有压缩机，压缩机与回收箱上设置的GIS设备接口连通；压缩机与所述控制器电连接，控制器设置在回收箱内；回收箱和气瓶均设置在车架上，车架底部设置行走轮；回收箱与气瓶通过连接器组件连通，连接器组件上设置有电动的调节阀，控制器与所述调节阀电连接。通过回收微水超标的SF6气体，并注入新的气体的方式，虽然能够解决微水超标的问题，但SF6气体换气效率低，维护时间长，设备复杂，处理成本高。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有SF6气体微水密度监测存在准确性差、微水超标处理过程复杂等不足，提供一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，采用本实用新型的技术方案，将SF6电气设备微水密度监测和微水处理有机结合，利用气体循环泵使SF6电气设备内的SF6气体循环流动，利用微水密度传感器检测流动气体的微水含量和密度，检测更加准确，同时利用除湿装置对循环流动的SF6气体进行干燥处理，去除SF6气体内的微水，微水密度传感器实时检测SF6气体内的微水含量，在SF6气体的微水达标后停止SF6气体的循环；然后利用电加热丝对除湿装置的除湿滤芯进行加热，将水分蒸发后由真空抽气口排出，不仅提高了SF6电气设备中SF6气体微水密度的监测准确性，而且能够对SF6气体进行干燥处理，使得SF6气体的微水处理更加简单高效，无需复杂的换气设备，处理成本低。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，与SF6电气设备的SF6气体密封腔室相连通，包括除湿装置、抽气管、回气管、微水密度传感器、气体循环泵、电加热丝和主控制器，所述的抽气管的一端与SF6电气设备的低位抽气口相连，且在低位抽气口处设有抽气口阀门，所述的抽气管的另一端与除湿装置的进气口相连；所述的回气管的一端与SF6电气设备的高位回气口相连，且在高位回气口处设有回气口阀门，所述的回气管的另一端与除湿装置的出气口相连；所述的微水密度传感器和气体循环泵分别设于抽气管上，通过抽气管和回气管将除湿装置与SF6电气设备的SF6气体密封腔室组成循环回路，所述的微水密度传感器与主控制器通信连接，用于检测气体循环泵循环抽出的SF6气体的微水含量和密度信息，并将SF6气体的微水含量和密度信息反馈给主控制器，所述的气体循环泵通过循环泵驱动电路与主控制器电连接；所述的除湿装置包括密封外壳和设于密封外壳的腔体内的除湿滤芯，所述的电加热丝呈螺旋状设于除湿滤芯的外侧，所述的电加热丝通过加热控制电路与主控制器电连接，所述的密封外壳的上部具有汇集腔，所述的密封外壳的外壁上设有与汇集腔相连通的真空抽气口，所述的真空抽气口上设有真空抽气阀门。

更进一步地，所述的除湿滤芯包括上连接板、下连接板和分子筛干燥滤芯，所述的分子筛干燥滤芯设于上连接板和下连接板之间，且分子筛干燥滤芯在上连接板和下连接板之间成环状由内向外依次设置有两层以上，所述的分子筛干燥滤芯的底部中心进气孔通过进气管与密封外壳的进气口相连接。

更进一步地，所述的电加热丝上套设有玻璃纤维绝缘套管。

更进一步地，所述的微水密度传感器包括传感器主体、密封座和传感器探头，所述的传感器探头设于传感器主体的端部，所述的传感器主体安装有传感器探头的一端密封安装于密封座上，所述的密封座的两端具有与抽气管密封连接的接口，且在密封座的中部具有检测腔室，所述的传感器探头位于检测腔室内，所述的传感器主体上设有与主控制器通信连接的电气接头。

更进一步地，所述的回气管上设有三通接头，所述的三通接头的第三接口为补气口，所述的补气口上设有补气阀门。

更进一步地，所述的抽气管上还设有压力表。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其将SF6电气设备微水密度监测和微水处理有机结合，利用气体循环泵使SF6电气设备内的SF6气体循环流动，利用微水密度传感器检测流动气体的微水含量和密度，检测更加准确，同时利用除湿装置对循环流动的SF6气体进行干燥处理，去除SF6气体内的微水，微水密度传感器实时检测SF6气体内的微水含量，在SF6气体的微水达标后停止SF6气体的循环；然后利用电加热丝对除湿装置的除湿滤芯进行加热，将水分蒸发后由真空抽气口排出，不仅提高了SF6电气设备中SF6气体微水密度的监测准确性，而且能够对SF6气体进行干燥处理，使得SF6气体的微水处理更加简单高效，无需复杂的换气设备，处理成本低；

(2)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其除湿滤芯包括上连接板、下连接板和分子筛干燥滤芯，分子筛干燥滤芯设于上连接板和下连接板之间，且分子筛干燥滤芯在上连接板和下连接板之间成环状由内向外依次设置有两层以上，分子筛干燥滤芯的底部中心进气孔通过进气管与密封外壳的进气口相连接，采用上述的除湿滤芯，分子筛干燥滤芯对水分子的吸附性能强，且采用环状由内向外依次设置的多层分子筛干燥滤芯结构，SF6气体经过进气管由内向外扩散干燥，干燥效果好；

(3)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其电加热丝上套设有玻璃纤维绝缘套管，提高了电加热安全性；

(4)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其微水密度传感器包括传感器主体、密封座和传感器探头，传感器探头设于传感器主体的端部，传感器主体安装有传感器探头的一端密封安装于密封座上，密封座的两端具有与抽气管密封连接的接口，且在密封座的中部具有检测腔室，传感器探头位于检测腔室内，传感器主体上设有与主控制器通信连接的电气接头，该微水密度传感器结构简单紧凑，可输出SF6气体的密度、微水含量等参数，具有响应速度快、长期运行稳定性好等优点；

(5)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其回气管上设有三通接头，三通接头的第三接口为补气口，补气口上设有补气阀门，利用补气阀门设计，能够向SF6电气设备内补充SF6气体，保证SF6气体密度满足设备灭弧和绝缘要求；

(6)本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其抽气管上还设有压力表，能够监测SF6电气设备和微水密度循环监测处理装置的内部气压，保证电气设备稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置的原理示意图；

图2为图1中K处的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型中的除湿装置的剖视结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、SF6电气设备；101、低位抽气口；102、高位回气口；1、除湿装置；1-1、密封外壳；1-1a、进气口；1-1b、出气口；1-2、腔体；1-3、汇集腔；1-4、上连接板；1-5、下连接板；1-6、分子筛干燥滤芯；1-7、进气管；1-8、真空抽气口；1-9、真空抽气阀门；2、抽气管；3、回气管；4、微水密度传感器；4-1、传感器主体；4-2、密封座；4-3、传感器探头；4-4、检测腔室；4-5、电气接头；4-6、密封圈；5、气体循环泵；6、压力表；7、抽气口阀门；8、回气口阀门；9、三通接头；10、补气阀门；11、电加热丝；12、主控制器；13、循环泵驱动电路；14、加热控制电路。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

[实施例]

结合图1所示，本实施例的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，与SF6电气设备100的SF6气体密封腔室相连通，SF6电气设备100的SF6气体密封腔室下部设有低位抽气口101，上部设有高位回气口102，该SF6电气设备微水密度循环监测处理装置分别与上述的低位抽气口101和高位回气口102连接形成SF6气体微水密度循环监测处理系统。该SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，包括除湿装置1、抽气管2、回气管3、微水密度传感器4、气体循环泵5、电加热丝11和主控制器12，抽气管2的一端与SF6电气设备100的低位抽气口101相连，且在低位抽气口101处设有抽气口阀门7，抽气管2的另一端与除湿装置1的进气口1-1a相连；回气管3的一端与SF6电气设备100的高位回气口102相连，且在高位回气口102处设有回气口阀门8，回气管3的另一端与除湿装置1的出气口1-1b相连；抽气口阀门7和回气口阀门8用于切断SF6电气设备微水密度循环监测处理装置和SF6电气设备100，在不进行监测时，保持SF6电气设备100的独立运行；微水密度传感器4和气体循环泵5分别设于抽气管2上，通过抽气管2和回气管3将除湿装置1与SF6电气设备100的SF6气体密封腔室组成循环回路，气体循环泵5为用于气体循环的真空泵，其抽气口通过抽气管2与低位抽气口101相连接，排气口通过抽气管2与除湿装置1的进气口相连通，由于SF6气体比空气重，因此采用底部抽吸，上部回流的方式进行循环，使得SF6气体循环更加充分；微水密度传感器4与主控制器12通信连接，用于检测气体循环泵5循环抽出的SF6气体的微水含量和密度信息，并将SF6气体的微水含量和密度信息反馈给主控制器12，气体循环泵5通过循环泵驱动电路13与主控制器12电连接，由主控制器12控制气体循环泵5的工作状态；除湿装置1包括密封外壳1-1和设于密封外壳1-1的腔体1-2内的除湿滤芯，电加热丝11呈螺旋状设于除湿滤芯的外侧，电加热丝11通过加热控制电路14与主控制器12电连接，由主控制器12控制电加热丝11的工作状态，密封外壳1-1的上部具有汇集腔1-3，密封外壳1-1的外壁上设有与汇集腔1-3相连通的真空抽气口1-8，真空抽气口1-8上设有真空抽气阀门1-9。上述的主控制器12可采用PLC控制器，在工作时，关闭抽气口阀门7和回气口阀门8，打开真空抽气阀门1-9，利用与真空抽气口1-8连接的抽真空系统对除湿装置1、抽气管2和回气管3进行抽真空，然后关闭真空抽气阀门1-9，打开抽气口阀门7和回气口阀门8，由主控制器12控制气体循环泵5工作，从低位抽气口101抽吸SF6气体，SF6气体经过微水密度传感器4，微水密度传感器4对SF6气体的微水含量和密度进行检测，并将检测信号反馈给主控制器12，如装置运行前段时间SF6气体的微水含量和密度均达标，则主控制器12控制气体循环泵5停止工作，关闭抽气口阀门7和回气口阀门8即可；如果微水密度传感器4检测SF6气体的微水含量超标，则气体循环泵5持续运行，SF6电气设备100内的SF6气体经过除湿装置1进行除湿，除湿后的气体经过回气管3回到SF6电气设备100内，随着SF6气体的循环，SF6气体内的微水逐渐减少，此时微水密度传感器4检测得到的微水含量数值也越小，当微水密度传感器4检测得到的微水含量达标，由主控制器12控制气体循环泵5停止工作，关闭抽气口阀门7和回气口阀门8，然后由主控制器12控制电加热丝11工作，对除湿装置1的除湿滤芯进行加热，除湿滤芯内的水分受热蒸发，向上汇集在汇集腔1-3，同时打开真空抽气阀门1-9，利用抽真空系统将除湿滤芯内蒸发的水汽抽出，然后关闭真空抽气阀门1-9和电加热丝11即可。为了便于控制，上述的抽气口阀门7、回气口阀门8和真空抽气阀门1-9即可采用电控阀，由主控制器12进行控制各个阀门的动作。

如图3所示，在本实施例中，上述的除湿滤芯包括上连接板1-4、下连接板1-5和分子筛干燥滤芯1-6，分子筛干燥滤芯1-6设于上连接板1-4和下连接板1-5之间，且分子筛干燥滤芯1-6在上连接板1-4和下连接板1-5之间成环状由内向外依次设置有两层以上，分子筛干燥滤芯1-6的底部中心进气孔通过进气管1-7与密封外壳1-1的进气口1-1a相连接。密封外壳1-1采用耐热材料制成，除湿滤芯的横截面形状为套环状结构，分子筛干燥滤芯1-6内填充有分子筛干燥剂，其对水分子的吸附性能强，SF6气体经过进气管1-7进入内层的分子筛干燥滤芯1-6，然后逐渐向外扩散，使得水分子与分子筛干燥滤芯1-6充分接触，使得干燥效果更佳。并且，上述的分子筛干燥滤芯1-6耐热性好，不易受热损坏，使用寿命长。另外，为了提高使用安全性，在电加热丝11上套设有玻璃纤维绝缘套管，防止出现漏电的情况，提高了电加热安全性。

如图2所示，在本实施例中，上述的微水密度传感器4包括传感器主体4-1、密封座4-2和传感器探头4-3，传感器探头4-3设于传感器主体4-1的端部，传感器主体4-1安装有传感器探头4-3的一端密封安装于密封座4-2上，密封座4-2的两端具有与抽气管2密封连接的接口，且在密封座4-2的中部具有检测腔室4-4，传感器探头4-3位于检测腔室4-4内，传感器主体4-1上设有与主控制器12通信连接的电气接头4-5。密封座4-2的两端与抽气管2的连接端设有密封圈4-6，以防止SF6气体泄漏，当SF6气体进入检测腔室4-4内后，传感器探头4-3即可对SF6气体的微水、密度等信息进行检测，检测得到的信号经过传感器主体4-1内的变送器处理后由电气接头4-5连接主控制器12上传检测数据。上述的微水密度传感器4可采用现有产品，如可采用“西安立欧测控技术有限责任公司”生产的DHP145A微水密度综合在线监测传感器，该微水密度传感器4结构简单紧凑，可输出SF6气体的密度、微水含量等参数，具有响应速度快、长期运行稳定性好等优点。

如图1所示，在本实施例中，回气管3上设有三通接头9，三通接头9的第三接口为补气口，补气口上设有补气阀门10，利用补气阀门10设计，能够向SF6电气设备内补充SF6气体，保证SF6气体密度满足设备灭弧和绝缘要求。抽气管2上还设有压力表6，能够监测SF6电气设备和微水密度循环监测处理装置的内部气压，保证电气设备稳定运行。具体地，在微水密度传感器4检测到SF6气体密度不达标时，关闭抽气口阀门7和真空抽气阀门1-9，将补气口连接SF6气体补气设备，打开补气阀门10和回气口阀门8，向SF6电气设备100内补入SF6气体。

至于循环泵驱动电路13和加热控制电路14的电路原理，均能够根据现有循环泵的驱动电路和加热丝控制电路得到，主控制器12的控制原理也能够根据上述检测工作原理简单编程得到，且该主控制器12、循环泵驱动电路13和加热控制电路14的具体工作原理不属于本实用新型的改进内容，故在此不再详述。

本实用新型的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其将SF6电气设备微水密度监测和微水处理有机结合，利用气体循环泵使SF6电气设备内的SF6气体循环流动，利用微水密度传感器检测流动气体的微水含量和密度，检测更加准确，同时利用除湿装置对循环流动的SF6气体进行干燥处理，去除SF6气体内的微水，微水密度传感器实时检测SF6气体内的微水含量，在SF6气体的微水达标后停止SF6气体的循环；然后利用电加热丝对除湿装置的除湿滤芯进行加热，将水分蒸发后由真空抽气口排出，不仅提高了SF6电气设备中SF6气体微水密度的监测准确性，而且能够对SF6气体进行干燥处理，使得SF6气体的微水处理更加简单高效，无需复杂的换气设备，处理成本低。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，与SF6电气设备(100)的SF6气体密封腔室相连通，其特征在于：包括除湿装置(1)、抽气管(2)、回气管(3)、微水密度传感器(4)、气体循环泵(5)、电加热丝(11)和主控制器(12)，所述的抽气管(2)的一端与SF6电气设备(100)的低位抽气口(101)相连，且在低位抽气口(101)处设有抽气口阀门(7)，所述的抽气管(2)的另一端与除湿装置(1)的进气口(1-1a)相连；所述的回气管(3)的一端与SF6电气设备(100)的高位回气口(102)相连，且在高位回气口(102)处设有回气口阀门(8)，所述的回气管(3)的另一端与除湿装置(1)的出气口(1-1b)相连；所述的微水密度传感器(4)和气体循环泵(5)分别设于抽气管(2)上，通过抽气管(2)和回气管(3)将除湿装置(1)与SF6电气设备(100)的SF6气体密封腔室组成循环回路，所述的微水密度传感器(4)与主控制器(12)通信连接，用于检测气体循环泵(5)循环抽出的SF6气体的微水含量和密度信息，并将SF6气体的微水含量和密度信息反馈给主控制器(12)，所述的气体循环泵(5)通过循环泵驱动电路(13)与主控制器(12)电连接；所述的除湿装置(1)包括密封外壳(1-1)和设于密封外壳(1-1)的腔体(1-2)内的除湿滤芯，所述的电加热丝(11)呈螺旋状设于除湿滤芯的外侧，所述的电加热丝(11)通过加热控制电路(14)与主控制器(12)电连接，所述的密封外壳(1-1)的上部具有汇集腔(1-3)，所述的密封外壳(1-1)的外壁上设有与汇集腔(1-3)相连通的真空抽气口(1-8)，所述的真空抽气口(1-8)上设有真空抽气阀门(1-9)。

2.根据权利要求1所述的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其特征在于：所述的除湿滤芯包括上连接板(1-4)、下连接板(1-5)和分子筛干燥滤芯(1-6)，所述的分子筛干燥滤芯(1-6)设于上连接板(1-4)和下连接板(1-5)之间，且分子筛干燥滤芯(1-6)在上连接板(1-4)和下连接板(1-5)之间成环状由内向外依次设置有两层以上，所述的分子筛干燥滤芯(1-6)的底部中心进气孔通过进气管(1-7)与密封外壳(1-1)的进气口(1-1a)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其特征在于：所述的电加热丝(11)上套设有玻璃纤维绝缘套管。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其特征在于：所述的微水密度传感器(4)包括传感器主体(4-1)、密封座(4-2)和传感器探头(4-3)，所述的传感器探头(4-3)设于传感器主体(4-1)的端部，所述的传感器主体(4-1)安装有传感器探头(4-3)的一端密封安装于密封座(4-2)上，所述的密封座(4-2)的两端具有与抽气管(2)密封连接的接口，且在密封座(4-2)的中部具有检测腔室(4-4)，所述的传感器探头(4-3)位于检测腔室(4-4)内，所述的传感器主体(4-1)上设有与主控制器(12)通信连接的电气接头(4-5)。

5.根据权利要求4所述的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其特征在于：所述的回气管(3)上设有三通接头(9)，所述的三通接头(9)的第三接口为补气口，所述的补气口上设有补气阀门(10)。

6.根据权利要求5所述的一种SF6电气设备微水密度循环监测处理装置，其特征在于：所述的抽气管(2)上还设有压力表(6)。

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