CN217329398U - 一种用于gis气室的微水超标处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于GIS气室的微水超标处理系统，包括气体回收装置、气室微水检测装置、气体注入装置和加热装置，所述气体回收装置设有用于连通GIS气室的第一管道接头，以回收GIS气室中的气体；所述气体注入装置设有用于连通GIS气室的带减压阀的第二管道接头，以向GIS气室中注入氮气和SF6气体；所述加热装置铺设在GIS气室的铝筒外壁上，用于加热GIS气室内部的零部件，所述加热装置的外侧包裹有隔热棉；所述气室微水检测装置用于检测GIS气室内的微水含量。本技术方案能够将GIS气室中零部件内部的水分排出，从而避免由于温度升高而导致GIS气室微水超标。

Description

一种用于GIS气室的微水超标处理系统

技术领域

本实用新型涉及气体绝缘开关技术领域，特别是涉及一种用于GIS气室的微水超标处理系统。

背景技术

在2017年春季检修的预防性试验中，发现了安谷电站22OKV GIS带CT的7 个气室均出现了SF6气体微水超标；2018年春季检修期，厂家技术人员对微水超标的气室进行了专业的微水处理，处理后检测气室SF6气体微水均小于 100ul/L。2020年春季检修的预防性试验中，又发现2012QS、2022QS、2032QS、2052QS等4个气室SF6气体微水严重超标(均大于500ul/L)，其中2022QS气室SF6气体微水达了800ul/L；在两年的运行中，GIS带CT的气室SF6气体微水快速上升，严重影响了安谷电站220KV GIS设备的安全运行及站内负荷的送出。

GIS气室微水超标的原因主要有以下几点：(1)GIS在运输、保管中，因防护设施不当，库房的环境温度、湿度等因素，会造成GIS气室的盆式绝缘子、气室、母线受潮；(2)GIS在安装过程中，由于空气中的潮气、绝缘件带入的水分、吸附剂带入的水分、SF6气体新气含有的水分、充装工艺不佳、抽真空工艺不良、管道接头等元件处理不彻底等因素导致GIS气室微水的超标；(3)在运行过程中由于SF6气体泄漏点渗入的水分、水汽通过设备密封薄弱环节渗透到气室内部也将导致GIS气室受潮、微水超标；(4)电流互感器与隔离刀闸共用一个气室，并且电流互感器未采用环氧浇注式等防潮结构。残留在GIS气室内部的水分，特别是是残留在CT线圈内部或者绝缘件上的水分很难一次排出，随着运行时间的增长和通入电流的增大，残留在气室内部的水分慢慢释放到气室中，导致SF6气体微水超标。

目前，处理GIS气室微水的常规工艺流程主要包括回收SF6、吸附剂干燥、 GIS气室抽真空、多次注入氮气置换并检测微水含量，直至气体微水检测达标为止，之后再注入SF6气体。

然而采用这种方式，GIS气室抽真空时降低了水的沸点，气化速度快一点， GIS气室内壁、各零部件表面及绝缘材料表面的水分以水蒸汽的形式不断抽出，但是残留在零部件、绝缘材料内部的水分很难被抽出，随着夏天GIS表面温度的升高及导体通入较大电流时引起内部温度的升高，残留在气室内部的水分不断蒸发出来，当吸潮剂饱和后引起气室内的微水增加。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于GIS气室的微水超标处理系统，能够将GIS气室中零部件内部的水分排出，从而避免由于温度升高而导致GIS 气室微水超标。

本实用新型的技术方案是：

一种用于GIS气室的微水超标处理系统，包括气体回收装置、气室微水检测装置、气体注入装置和加热装置，所述气体回收装置设有用于连通GIS气室的第一管道接头，以回收GIS气室中的气体；所述气体注入装置设有用于连通 GIS气室的带减压阀的第二管道接头，以向GIS气室中注入氮气和SF6气体；所述加热装置铺设在GIS气室的铝筒外壁上，用于加热GIS气室内部的零部件，所述加热装置的外侧包裹有隔热棉；所述气室微水检测装置用于检测GIS气室内的微水含量。

上述技术方案的工作原理如下：

采用气体回收装置，回收隔离刀闸GIS气室的SF6气体并抽真空，将相关二次报警回路退出，对相邻气室的SF6气体压力进行降半压处理，对微水超标的GIS气室进行抽真空；采用气体注入装置，将纯净、干燥的氮气注入微水超标的GIS气室；在微水超标GIS气室的铝筒外壁，采用加热装置对铝筒进行加热，在加热装置的外面包裹隔热棉，通过气室铝罐受热而使气室内壁、零部件、绝缘材料、线圈等的温度升高，从而将残留在内部的水分蒸发在氮气中，利用干燥的氮气将水蒸气置换出来；采用气室微水检测装置，检测氮气中的微水含量，若微水含量不合格，则根据检测到的微水含量决定氮气置换的次数、加热时间及抽真空的真空度，采用气体回收装置回收气室内的氮气，对气室再次抽真空；若微水含量合格，采用气体回收装置回收气室内的氮气，对气室再次抽真空，通过气体注入装置对气室充入试验合格的SF6气体，并缓慢充至额定压力，再对相邻气室的SF6气体压力补充到额定压力；充满SF6气体的气室静置 24h后，通过气室微水检测装置测量各气室SF6微水值，若检测达标则完成处理，否则重复抽真空、注入氮气、检测微水含量的步骤，直至检测达标为止。

与现有技术相比，本实用新型通过设置加热装置，对GIS气室的铝筒外壁进行加热，从而使GIS气室中零部件所隐含的水分蒸发出来，并通过注入纯净干燥的氮气将蒸发出的水分排出，重复多次，直至GIS气室的微水含量达标为止；通过隔热棉包裹在加热装置的外侧，避免热量的流失，同时也有利于GIS 气室内部的温度保持基本稳定，使得加热充分，水分蒸发充分，GIS气室微水的处理也更加充分。

在进一步的技术方案中，所述加热装置包括液化气罐加热带。液化气罐加热带呈带状，可包裹在气室的铝筒外壁上，使其受热均匀，同时液化气罐加热带的温度调控性好，能够将气室内的温度保持在一个基本恒定的状态，使气室内部中零部件隐含的水分蒸发充分，水分置换彻底，有效避免留下隐患。

在进一步的技术方案中，所述气体回收装置包括真空泵；所述气室微水检测装置包括微水测试仪；所述气体注入装置包括SF6气瓶和氮气气瓶。SF6气瓶和氮气气瓶两者的气体注入结构简单，充气方便。

在进一步的技术方案中，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室真空度的真空度传感器。通过设置真空度传感器，能够在气体回收装置抽真空时，使GIS气室内达到预想的一个真空度，避免水分的遗留而导致置换不充分。

在进一步的技术方案中，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室温度的温度传感器。通过设置温度传感器，能够在使用加热装置对GIS气室进行加热时，使得GIS气室内达到预想的一个温度值，避免加热不充分的情况出现。

在进一步的技术方案中，所述微水超标处理系统还包括控制器，所述控制器的输入端与所述温度传感器电性连接，所述控制器的输出端与所述加热装置电性连接，所述控制器包括接收模块、对比模块和执行模块，所述接收模块用于接收所述温度传感器输出的温度信号，所述对比模块用于将所述温度信号与预设温度值进行对比并输出纠正信号，所述执行模块根据所述纠正信号调控所述加热装置。通过设置控制器，能够对GIS气室内的温度实现自动控制，当温度与预设温度具有一定的差异时，通过控制器输出的纠正信号调控加热装置，使GIS气室的温度回到预设温度，形成一个闭合的反馈机制，有利于维持温度的稳定，从而使加热更加充分，也就时零部件中含有的微水蒸发充分，微水的处理效果更佳。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置加热装置，对GIS气室的铝筒外壁进行加热，从而使GIS气室中零部件所隐藏的水分蒸发出来，并通过注入纯净干燥的氮气将蒸发出的水分排出，重复多次，直至GIS气室的微水含量达标为止；通过隔热棉包裹在加热装置的外侧，避免热量的流失，同时也有利于GIS气室内部的温度保持基本稳定，使得加热充分，水分蒸发充分，GIS气室微水的处理也更加充分。

2、液化气罐加热带呈带状，可包裹在气室的铝筒外壁上，使其受热均匀，同时液化气罐加热带的温度调控性好，能够将气室内的温度保持在一个基本恒定的状态，使气室内部中零部件隐含的水分蒸发充分，水分置换彻底，有效避免留下隐患；

3、SF6气瓶和氮气气瓶两者的气体注入结构简单，充气方便；

4、通过设置真空度传感器，能够在气体回收装置抽真空时，使GIS气室内达到预想的一个真空度，避免水分的遗留而导致置换不充分；

5、通过设置温度传感器，能够在使用加热装置对GIS气室进行加热时，使得GIS气室内达到预想的一个温度值，避免加热不充分的情况出现；

6、通过设置控制器，能够对GIS气室内的温度实现自动控制，当温度与预设温度具有一定的差异时，通过控制器输出的纠正信号调控加热装置，使GIS 气室的温度回到预设温度，形成一个闭合的反馈机制，有利于维持温度的稳定，从而使加热更加充分，也就时零部件中含有的微水蒸发充分，微水的处理效果更佳。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述用于GIS气室的微水超标处理系统的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本实用新型实施例所述控制器的控制原理图。

附图标记说明：

10-气体回收装置；11-第一管道接头；20-气室微水检测装置；30-气体注入装置；31-第二管道接头；40-加热装置；41-液化气罐加热带；42-隔热棉；50-真空度传感器；60-温度传感器；70-控制器；71-接收模块；72-对比模块； 73-执行模块；80-GIS气室。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

实施例

如图1、图2所示，一种用于GIS气室的微水超标处理系统，包括气体回收装置10、气室微水检测装置20、气体注入装置30和加热装置40。在GIS设备中，GIS气室80通常含有监测其压力的压力传感器或压力表等。

所述气体回收装置10设有用于连通GIS气室80的第一管道接头11，以回收GIS气室80中的气体。所述气体注入装置30设有用于连通GIS气室80的带减压阀的第二管道接头31，以向GIS气室80中注入氮气和SF6气体。所述加热装置40铺设在GIS气室80的铝筒外壁上，用于加热GIS气室80内部的零部件，所述加热装置40的外侧包裹有隔热棉42。所述气室微水检测装置20用于检测 GIS气室80内的微水含量。例如，气体注入装置30和气体回收装置10均可设有相应的阀门来阻断气体注入和气体回收。例如，加热装置40可以为电加热。例如，气室微水检测装置20可以自购，也可以委托试验单位检测。例如，减压阀的设置以调节GIS气室的压力。

上述技术方案的工作原理如下：

采用气体回收装置10，回收隔离刀闸GIS气室的SF6气体并抽真空，将相关二次报警回路退出，对相邻气室的SF6气体压力进行降半压处理，对微水超标的GIS气室80进行抽真空；采用气体注入装置30，将纯净、干燥的氮气注入微水超标的GIS气室80；在微水超标GIS气室80的铝筒外壁，采用加热装置 40对铝筒进行加热，在加热装置40的外面包裹隔热棉42，通过气室铝罐受热而使气室内壁、零部件、绝缘材料、线圈等的温度升高，从而将残留在内部的水分蒸发在氮气中，利用干燥的氮气将水蒸气置换出来；采用气室微水检测装置20，检测氮气中的微水含量，若微水含量不合格，则根据检测到的微水含量决定氮气置换的次数、加热时间及抽真空的真空度，采用气体回收装置10回收气室内的氮气，对气室再次抽真空；若微水含量合格，采用气体回收装置10回收气室内的氮气，对气室再次抽真空，通过气体注入装置30对气室充入试验合格的SF6气体，并缓慢充至额定压力，再对相邻气室的SF6气体压力补充到额定压力；充满SF6气体的气室静置24h后，通过气室微水检测装置20测量各气室SF6微水值，若检测达标则完成处理，否则重复抽真空、注入氮气、检测微水含量的步骤，直至检测达标为止。

与现有技术相比，本实用新型通过设置加热装置40，对GIS气室80的铝筒外壁进行加热，从而使GIS气室80中零部件所隐含的水分蒸发出来，并通过注入纯净干燥的氮气将蒸发出的水分排出，重复多次，直至GIS气室80的微水含量达标为止；通过隔热棉42包裹在加热装置40的外侧，避免热量的流失，同时也有利于GIS气室80内部的温度保持基本稳定，使得加热充分，水分蒸发充分，GIS气室80微水的处理也更加充分。

在另外的实施例中，所述加热装置40包括液化气罐加热带41。液化气罐加热带41呈带状，可包裹在气室的铝筒外壁上，使其受热均匀，同时液化气罐加热带41的温度调控性好，能够将气室内的温度保持在一个基本恒定的状态，使气室内部中零部件隐含的水分蒸发充分，水分置换彻底，有效避免留下隐患。

在另外的实施例中，所述气体回收装置10包括真空泵；所述气室微水检测装置20包括微水测试仪；所述气体注入装置30包括SF6气瓶和氮气气瓶。SF6 气瓶和氮气气瓶两者的气体注入结构简单，充气方便。例如，真空泵输入端连接至GIS气室80，输出端连接至外界，以提供负压将GIS气室80内的气体(例如，SF6气体或氮气)排出。

在另外的实施例中，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室80真空度的真空度传感器50。通过设置真空度传感器50，能够在气体回收装置10 抽真空时，使GIS气室80内达到预想的一个真空度，避免水分的遗留而导致置换不充分。

在另外的实施例中，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室80温度的温度传感器60。通过设置温度传感器60，能够在使用加热装置40对GIS 气室80进行加热时，使得GIS气室80内达到预想的一个温度值，避免加热不充分的情况出现。

在另外的实施例中，如图3所示，所述微水超标处理系统还包括控制器70，所述控制器70的输入端与所述温度传感器60电性连接，所述控制器70的输出端与所述加热装置40电性连接，所述控制器70包括接收模块71、对比模块72 和执行模块73，所述接收模块71用于接收所述温度传感器60输出的温度信号，所述对比模块72用于将所述温度信号与预设温度值进行对比并输出纠正信号，所述执行模块73根据所述纠正信号调控所述加热装置40。通过设置控制器70，能够对GIS气室80内的温度实现自动控制，当温度与预设温度具有一定的差异时，通过控制器70输出的纠正信号调控加热装置40，使GIS气室80的温度回到预设温度，形成一个闭合的反馈机制，有利于维持温度的稳定，从而使加热更加充分，也就时零部件中含有的微水蒸发充分，微水的处理效果更佳。例如，控制器70可以为一个带有显示屏的控制面板，以实时显示液化气罐加热带41 的加热温度，并对加热温度进行调控，从而调节GIS气室80内部的受热温度。

下面通过一个示例来对本实用新型进行具体说明

如图2所示，在安谷电站1号主变高压侧201QFⅠ母侧隔离刀闸2012QS气室运用本系统进行微水超标处理。

1、采用气体回收装置10，回收GIS隔离刀闸气室的SF6气体并抽真空，真空度达到0.5mbar(1bar＝0.1MPa)以下，保持30-60min后复测不超过0.9mbar。

2、将相关二次报警回路退出，对相邻气室的SF6气体压力进行降半压处理 (防止在抽真空的过程中，引起相邻气室盆式绝缘子的破裂而造成更大的事故)，采用气体回收装置10对SF6气体微水超标气室进行抽真空，真空度达 0.5mbar以下方可停止。

3、采用气体注入装置30将纯净、干燥的氮气注入GIS气室80，充至气室的额定压力氮气至0.2MPa。

4、在气室气室铝筒外面采用自动调节温度的液化气罐加热带41对铝筒进行加热8-12小时，温度控制在60-70℃，在伴热带的外面裹包一层隔热棉42，通过气室铝罐受热而使气室内部壁、零部件、绝缘材料(线圈等)温度的温度达到60℃，从而将残留在内部的水分蒸发在氮气中，利用干燥的氮气将水蒸气置换出来。

5、采用气室微水检测装置20检测氮气中的微水，再决定氮气置换的次数、加热时间及抽真空的时间，采用气体回收装置10回收气室内的氮气，对气室再次抽真空，直至GIS气室80中的微水含量合格为止。

6、采用气体注入装置30对气室充入试验合格的SF6气体，并缓慢充至额定压力，再对相邻气室压力补充到额定压力。

7、充满SF6气体的气室静置24h后，测量各气室SF6微水值，微水值达标后则处理成功，否则重复步骤4-7(重复步骤时，加热时间、加热温度以及抽气体时的真空度等都可根据实际情况改变)，直至微水值达标为止。

对G04-4采用常规处理方法得到的微水含量为80-90μL/L，采用本系统得到的微水处理结果如下表1：

表1 微水超标处理结果

序号	设备名称	电压等级(kV)	气体湿度(μL/L)
				1	G04-4	220	32
2	G08-4	220	28
				3	G09-4	220	25

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，包括气体回收装置、气室微水检测装置、气体注入装置和加热装置，所述气体回收装置设有用于连通GIS气室的第一管道接头，以回收GIS气室中的气体；所述气体注入装置设有用于连通GIS气室的带减压阀的第二管道接头，以向GIS气室中注入氮气和SF6气体；所述加热装置铺设在GIS气室的铝筒外壁上，用于加热GIS气室内部的零部件，所述加热装置的外侧包裹有隔热棉；所述气室微水检测装置用于检测GIS气室内的微水含量。

2.根据权利要求1所述的用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，所述加热装置包括液化气罐加热带。

3.根据权利要求1所述的用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，所述气体回收装置包括真空泵；所述气室微水检测装置包括微水测试仪；所述气体注入装置包括SF6气瓶和氮气气瓶。

4.根据权利要求1所述的用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室真空度的真空度传感器。

5.根据权利要求1所述的用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，所述微水超标处理系统还包括用于检测GIS气室温度的温度传感器。

6.根据权利要求5所述的用于GIS气室的微水超标处理系统，其特征在于，所述微水超标处理系统还包括控制器，所述控制器的输入端与所述温度传感器电性连接，所述控制器的输出端与所述加热装置电性连接，所述控制器包括接收模块、对比模块和执行模块，所述接收模块用于接收所述温度传感器输出的温度信号，所述对比模块用于将所述温度信号与预设温度值进行对比并输出纠正信号，所述执行模块根据所述纠正信号调控所述加热装置。

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