一种SF6与N2气体快速混合装置及充气方法与流程

本发明涉及高压设备及气体绝缘材料技术领域，特指一种SF6与N2气体快速混合装置及充气方法。

背景技术：

SF6气体具有优良的电气绝缘强度，广泛应用于电力系统高压电气设备中，但其温度效应太强，应减少SF6气体的使用。随着SF6与N2混合气体在气体绝缘设备中(如GIS、GIL)的逐步使用，SF6与N2混合气体在工程应用中需解决的工程实际问题日益明显，例如国内外目前在研究混合气体绝缘性能时，仍采用先充入SF6，再充入N2的方法，此时存在充气效率低，易混入空气中的水分等缺点。在具体工程应用时，对于纯气体充入需静置30min左右让腔体内部气体达到稳态，混合气体至少需要静置24h后才能进行试验，影响了工程进度，因此研究SF6与N2气体快速混合装置及其方法，对于混合气体绝缘性能的试验研究及工程应用至关重要。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种SF6与N2气体快速混合装置及充气方法，通够快速、有效控制SF6与N2混合气体均匀性，实现SF6与N2分子的均匀分散，为SF6与N2混合气体的试验研究及工程应用节约了时间及成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种SF6与N2气体快速混合装置，包括保护壳体，保护壳体两端分别设有连接元件，保护壳体内壁上固定设有阻挡槽与支架，支架上设有转动元件，保护壳体一端连接于混合气体充气气路系统上，保护壳体另一端连接于气体绝缘设备上。

进一步而言，所述连接元件采用活动式接口，连接元件包括连接元件一与连接元件二，连接元件一与连接元件二对称设于保护壳体两端位置，连接元件一连接于混合气体充气气路系统上，连接元件二连接于气体绝缘设备上。

进一步而言，所述混合气体充气气路系统包括SF6气路接口、N2气路接口、气体绝缘设备接口、真空泵接口、SF6气路控制阀门、N2气路控制阀门、气体绝缘设备充气控制阀门与真空泵阀门，SF6气路接口连接有SF6气体输入管，N2气路接口连接有N2气体输入管，气体绝缘设备接口连接于连接元件一，真空泵接口连接有真空泵，SF6气路控制阀门与SF6气路接口对应设置，N2气路控制阀门与N2气路接口对应设置，气体绝缘设备充气控制阀门与气体绝缘设备接口对应设置，真空泵阀门与真空泵接口对应设置。

进一步而言，所述转动元件包括风叶与转动轴，风叶固定于转动轴上，并能在转动轴圆周方向进行转动，风叶采用轻型铝合金材质制成，转动轴采用具有光滑表面的金属圆柱体。

进一步而言，所述阻挡槽采用金属材质制成凹槽型结构，阻挡槽与连接元件不在同一平面上。

进一步而言，所述保护壳体采用金属材质制成球形结构。

一种SF6与N2气体快速混合装置的充气方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一，将连接元件一接入混合气体充气气路系统的气体绝缘设备接口，将连接元件二连接于气体绝缘设备；

步骤二，关闭SF6气路控制阀门与N2气路控制阀门，打开气体绝缘设备充气控制阀门与真空泵阀门，启动真空泵进行抽真空，连续抽一段时间，确保试验腔体和气路被充分抽真空；

步骤三，抽真空结束后，依次关闭气体绝缘设备充气控制阀门与真空泵阀门，然后依次打开SF6气路控制阀门与N2气路控制阀门，再打开气体绝缘设备充气控制阀门，此时SF6气体与N2气体按一定比例与流速流入SF6与N2气体快速混合装置内；

步骤四，由于气体绝缘设备与SF6气路、N2气路之间存在压强差，当SF6气体与N2气体流入SF6与N2气体快速混合装置内时，转动元件4开始转动，使SF6气体与N2气体分子混合均匀后，进入气体绝缘设备内部；

步骤五，当气体绝缘设备达到预设总压力后，依次关闭气体绝缘设备充气控制阀门、SF6气路控制阀门与N2气路控制阀门，断开连接元件一与连接元件二，移除SF6与N2气体快速混合装置，完成特定比例的SF6与N2混合气体的充气过程。

本发明有益效果：

1.本装置直接安装于混合气体充气气路系统上，不改变混合气体充气气路系统结构及功能，更安全可靠；

2.转动元件通过两端压强差自动运行，无需增加复杂的控制系统，有效降低了成本；

3.阻挡槽实现了将颗粒杂质存储于本装置内部，有效避免了颗粒杂质进入气体绝缘装置中，影响气体绝缘装置的电气性能；

4.本装置具有简明、灵活、实用的特点，利用本装置进行混合气体充气可实现气体绝缘设备无需静置即可直接试验或应用，具有较高的工程实用价值。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明应用于混合气体充气气路系统示意图。

1.连接元件一；2.保护壳体；3.阻挡槽；4.转动元件；5.支架；6.连接元件二；7.风叶；8.转动轴；9.SF6气路接口；10.N2气路接口；11.气体绝缘设备接口；12.真空泵接口；13.SF6气路控制阀门；14.N2气路控制阀门；15.气体绝缘设备充气控制阀门；16.真空泵阀门。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1和图2所示，本发明所述一种SF6与N2气体快速混合装置，包括保护壳体2，保护壳体2两端分别设有连接元件，保护壳体2内壁上固定设有阻挡槽3与支架5，支架5上设有转动元件4，保护壳体2一端连接于混合气体充气气路系统上，保护壳体2另一端连接于气体绝缘设备上。以上所述构成本发明基本结构。

本发明采用保护壳体1的一端连接于元件直接安装于混合气体充气气路系统上，另一端连接于气体绝缘设备上，不改变混合气体充气气路系统结构及功能，安全可靠，转动元件4通过支架5固定于保护壳体1内部，转动元件4通过混合气体充气气路系统与气体绝缘设备之间的压强差自动运行，无需增加复杂的控制系统，有效降低了成本，阻挡槽3固定于保护壳体1内部，其作用在于将颗粒杂质存储于本装置内部，有效避免了颗粒杂质进入气体绝缘装置中，影响气体绝缘装置的电气性能，本发明具有简明、灵活、实用的特点，利用本装置进行混合气体充气可实现气体绝缘设备无需静置即可直接试验或应用，具有较高的工程实用价值。

更具体而言，所述连接元件采用活动式接口，连接元件包括连接元件一1与连接元件二6，连接元件一1与连接元件二6对称设于保护壳体2两端位置，连接元件一1连接于混合气体充气气路系统上，连接元件二6连接于气体绝缘设备上。优选的，连接元件可选用自封式快速接头或螺纹活接头，使用时，可直接安装于安装于混合气体充气气路系统上，保证混合气体充气气路系统流经SF6与N2气体快速混合装置时不泄露，同时便于与混合气体充气气路系统之间的拆卸与分离。

更具体而言，所述混合气体充气气路系统包括SF6气路接口9、N2气路接口10、气体绝缘设备接口11、真空泵接口12、SF6气路控制阀门13、N2气路控制阀门14、气体绝缘设备充气控制阀门15与真空泵阀门16，SF6气路接口9连接有SF6气体输入管，N2气路接口10连接有N2气体输入管，气体绝缘设备接口11连接于连接元件一1，真空泵接口12连接有真空泵，SF6气路控制阀门13与SF6气路接口9对应设置，N2气路控制阀门14与N2气路接口10对应设置，气体绝缘设备充气控制阀门15与气体绝缘设备接口11对应设置，真空泵阀门16与真空泵接口12对应设置。采用这样的结构设置，通过SF6气路控制阀门13控制SF6气路接口9的闭合，通过N2气路控制阀门14控制N2气路接口10的闭合，通过气体绝缘设备充气控制阀门15控制气体绝缘设备接口11的闭合，通过真空泵阀门16控制真空泵接口12的闭合。

更具体而言，所述转动元件4包括风叶7与转动轴8，风叶7固定于转动轴8上，并能在转动轴8圆周方向进行转动，风叶7采用轻型铝合金材质制成，叶片数量取2-6个为宜。转动轴8采用具有光滑表面的金属圆柱体。转动元件4通过支架5固定于保护壳体2内部。

更具体而言，所述阻挡槽3采用金属材质制成凹槽型或“C”型结构，阻挡槽3与连接元件不在同一平面上。优选的，阻挡槽3采用与保护壳体2内壁刚性连接或焊接，用于阻挡或过滤颗粒杂质流出SF6与N2气体快速混合装置。

更具体而言，所述保护壳体2采用金属材质制成球形或椭球形结构。优选的，保护壳体2具有一定的厚度、硬度及刚度，保护内部阻挡槽3、转动元件4、支架5不受外界机械损伤及环境腐蚀。

一种SF6与N2气体快速混合装置的充气方法，步骤如下：

步骤一，将连接元件一1接入混合气体充气气路系统的气体绝缘设备接口11，将连接元件二6连接于气体绝缘设备；

步骤二，关闭SF6气路控制阀门13与N2气路控制阀门14，打开气体绝缘设备充气控制阀门15与真空泵阀门16，启动真空泵进行抽真空，连续抽一段时间，确保试验腔体和气路被充分抽真空；

步骤三，抽真空结束后，依次关闭气体绝缘设备充气控制阀门15与真空泵阀门16，然后依次打开SF6气路控制阀门13与N2气路控制阀门14，再打开气体绝缘设备充气控制阀门15，此时SF6气体与N2气体按一定比例与流速流入SF6与N2气体快速混合装置内；

步骤四，由于气体绝缘设备与SF6气路、N2气路之间存在压强差，当SF6气体与N2气体流入SF6与N2气体快速混合装置内时，转动元件4开始转动，使SF6气体与N2气体分子混合均匀后，进入气体绝缘设备内部；

步骤五，当气体绝缘设备达到预设总压力后，依次关闭气体绝缘设备充气控制阀门15、SF6气路控制阀门13与N2气路控制阀门14，断开连接元件一1与连接元件二6，移除SF6与N2气体快速混合装置，清除阻挡槽3内过滤颗粒杂质，至此完成特定比例的SF6与N2混合气体的充气过程。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。