SF₆气体收集系统的制作方法

SF₆气体收集系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种SF6气体收集系统，包括：气体储存装置，气体储存装置的进气口通过收集管路与具有SF6变压器的变压器室连通，以使变压器室内的SF6气体收集在气体储存装置内；回收管路，回收管路的一端与SF6电气设备连接，回收管路的另一端与气体储存装置的进气口连通，以将SF6电气设备内的SF6气体回收到气体储存装置内；回充管路，回充管路的一端与气体储存装置的出气口连接，回充管路的另一端与SF6电气设备连接，以将气体储存装置内的气体充入SF6电气设备内。本发明中的SF6气体收集系统解决了现有技术中的室内的SF6变压器发生故障时容易使SF6发生泄漏进而引起环境污染的问题。
【专利说明】
SF6气体收集系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及有害气体处理领域，具体而言，涉及一种SF6气体收集系统。
【背景技术】
[0002]随着中国城市化进程的不断推进，城市高层建筑林立，人口愈发密集，用电量、变压器数量也在不断增加。传统大容量油浸式变压器的油量较大，一旦因故障着火将对人们的生命财产安全构成严重威胁。因此，六氟化硫绝缘变压器自上世纪60年代以来广泛应用于我国城市地下变电站。
[0003]与传统的充油变压器相比，由于SF6气体的非燃和不助燃性，使得六氟化硫绝缘变压器没有引发火灾的潜在可能性，并且其在运行过程中噪声低，特别适宜在繁华的商业中心和人口密集的居民区使用。
[0004]SF6气体绝缘性能虽然优越，但是根据相关规程要求必须对其进行严格的质量监督和安全管理。这是因为SF6气体在生产过程中或者在高能因子的作用下，会分解产生若干有毒甚至有剧毒、强腐蚀性的有害杂质。当体系中存在水分、空气(氧)、电极材料、设备材料时，会使得分解过程复杂化，致使分解产物数量和种类明显增加，危害性加大。
[0005]SF6气体杂质的危害主要表现为分解产物的毒性和腐蚀性。SF6气体中的杂质及分解产物中酸性物质特别是HF、S02的存在可引起六氟化硫绝缘电气设备材质的腐蚀;水分的存在在一定条件下可能导致电气性能劣化(六氟化硫气体的各种电弧分解物和SF6气体经过水解产生氟化氢(HF)和硫酸(H2SO4),会对某些金属物和绝缘件产生腐蚀作用，进而发生泄漏，影响电气设备的使用寿命)，甚至造成严重的设备事故。而六氟化硫中存在的诸如SF4、SOF2、SF2、SO2F2、HF等均为毒性和腐蚀性极强的化合物，对人体危害极大，有可能引起恶性人身事故。
[0006]然而，由于六氟化硫绝缘变压器的制造质量、安装工艺、密封元件老化、充气压力等原因造成变压器中SF6气体泄漏是难以避免的。六氟化硫绝缘变压器一旦发生泄漏故障，其内的六氟化硫气体将会大量外逸，泄漏出来的SF6气体及其分解物在室内低层空间积聚，造成局部缺氧和带毒，对进入室内的检修及巡视人员的健康造成严重损害。
[0007]目前，六氟化硫绝缘变压器发生大量泄漏等紧急故障时，变电站通常的处理方法是:泄漏报警器发出警示后，工作人员应迅速撤离现场，若发生在室内安装场所，应开启室内通风装置。未佩戴防毒面具或正压式空气呼吸器人员禁止入内，只有经过充分的自然排风或强制排风，并经SF6泄漏监测系统监测到SF6气体、氧气含量达标后，人员才准进入。
[0008]上述通风排空处理方案不适用于位于城市中心的地下变电站六氟化硫绝缘变压器泄漏故障。若泄漏故障发生后仍然选用通风排空措施将会使得SF6气体及设备长期运行过程中产生的毒性和腐蚀性极强的复杂分解产物诸如SF4、SOF2、SF2、SO2F2、HF等污染地面空气，对地面人群产生体危害，并可能引发恶性人身事故。
[0009]可见，地下变电站六氟化硫绝缘变压器一旦突发泄漏故障，要在很短的时间内对室内空间中泄漏的六氟化硫气体进行回收，使气体泄漏事故现场快速达到可进行抢修的状??τ O
[0010]另外，为保证电力设备的安全运行和正常供电，对电力设备进行检修是保证设备正常运行的重要手段。现阶段国内市场虽有针对六氟化硫变压器检修环节的气体回收、回充设备，但由于这些设备体积过大，很难进入地下变电站内作业，其管道也很难进入地下变电站进行变压器的检修工作。

【发明内容】

[0011 ]本发明的主要目的在于提供一种SF6气体收集系统，以解决现有技术中的室内的SF6变压器发生故障时容易使SF6发生泄漏进而引起环境污染的问题。
[0012]为了实现上述目的，本发明提供了一种SF6气体收集系统，包括:气体储存装置，气体储存装置的进气口通过收集管路与具有SF6变压器的变压器室连通，以使变压器室内的SF6气体收集在气体储存装置内；回收管路，回收管路的一端与SF6电气设备连接，回收管路的另一端与气体储存装置的进气口连通，以将SF6电气设备内的SF6气体回收到气体储存装置内；回充管路，回充管路的一端与气体储存装置的出气口连接，回充管路的另一端与SF6电气设备连接，以将气体储存装置内的气体充入SF6电气设备内。
[0013]进一步地，回收管路的远离SF6电气设备的一端连接在收集管路上。
[0014]进一步地，收集管路上安装有并联设置的第一压缩机和第二压缩机。
[0015]进一步地，回收管路的远离SF6电气设备的一端连接在第一压缩机和第二压缩机的远离气体储存装置的一端。
[0016]进一步地，收集管路上安装有压控开关。
[0017]进一步地，SF6气体收集系统还包括气体搬运箱，气体搬运箱的进气口与气体储存装置的出气口连通。
[0018]进一步地，SF6气体收集系统还包括:第一气体净化装置，第一气体净化装置安装在收集管路上。
[0019]进一步地，第一气体净化装置包括杂物过滤模块和水分离模块，水分离模块安装在杂物过滤模块的下游。
[0020]进一步地，第一气体净化装置还包括空气分离模块，空气分离模块安装在水分离模块与气体储存装置之间。
[0021 ]进一步地，SF6气体收集系统还包括:第二空气净化装置，第二空气净化装置安装在回收管路上。
[0022]本发明中的SF6气体收集系统包括气体储存装置，由于气体储存装置通过收集管路与变压器室连通，且通过回收管路和回充管路与SF6电气设备连接，这样，便可以使从SF6变压器内泄漏出来的SF6气体流入气体储存装置内，并利用该气体储存装置回收SF6电气设备内的气体或向SF6电气设备内充气，进而达到收集泄漏的SF6气体并对SF6电气设备进行检修的目的，从而解决了现有技术中的室内的SF6变压器发生故障时容易使SF6发生泄漏进而引起环境污染的问题。
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1示出了根据本发明的SF6气体收集系统的实施例的结构示意图。
[0025]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0026]10、气体储存装置;20、收集管路;31、第一压缩机;32、第二压缩机;40、回收管路；50、回充管路;60、压控开关;70、气体搬运箱;80、第一气体净化装置;81、杂物过滤模块;82、水分离模块；83、空气分离模块；90、第二空气净化装置；100、变压器室；110、SF6变压器；120、SF6电气设备。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0028]本实施例提供了一种SF6气体收集系统，请参考图1，该SF6气体收集系统包括:气体储存装置10，气体储存装置10的进气口通过收集管路20与具有SF6变压器110的变压器室100连通，以使变压器室100内的SF6气体收集在气体储存装置10内；回收管路40，回收管路40的一端与SF6电气设备120连接，回收管路40的另一端与气体储存装置10的进气口连通，以将SF6电气设备120内的SF6气体回收到气体储存装置10内；回充管路50，回充管路50的一端与气体储存装置10的出气口连接，回充管路50的另一端与SF6电气设备120连接，以将气体储存装置10内的气体充入SF6电气设备120内。
[0029]本实施例中的SF6气体收集系统包括气体储存装置10，由于气体储存装置10通过收集管路20与变压器室100连通，且通过回收管路40和回充管路50与SF6电气设备120连接，这样，便可以使从SF6变压器内泄漏出来的SF6气体流入气体储存装置10内，并利用该气体储存装置10回收SF6电气设备120内的气体或向SF6电气设备120内充气，进而达到收集泄漏的SF6气体并对SF6电气设备120进行检修的目的，从而解决了现有技术中的室内的SF6变压器110发生故障时容易使SF6发生泄漏进而引起环境污染的问题。
[0030]具体地，回收管路40的远离SF6电气设备120的一端连接在收集管路20上。
[0031]在本实施例中，如图1所示，收集管路20上安装有并联设置的第一压缩机31和第二压缩机32。这样，可以保证收集管路20内的气体的流动方向。
[0032]在本实施例中，回收管路40的远离SF6电气设备120的一端连接在第一压缩机31和第二压缩机32的远离气体储存装置10的一端。
[0033]在本实施例中，如图1所示，收集管路20上安装有压控开关60。这样，可以控制收集管路20内的压力。
[0034]在本实施例中，如图1所示，SF6气体收集系统还包括气体搬运箱70，气体搬运箱70的进气口与气体储存装置10的出气口连通。
[0035]在本实施例中，SF6气体收集系统还包括:第一气体净化装置80，第一气体净化装置80安装在收集管路20上。这样，可以净化收集管路20内的气体。
[0036]为了净化收集管路20内的杂物和水分，第一气体净化装置80包括杂物过滤模块81和水分离模块82，水分离模块82安装在杂物过滤模块81的下游。
[0037]为了净化收集管路20内的空气，第一气体净化装置80还包括空气分离模块83，空气分离模块83安装在水分离模块82与气体储存装置10之间。
[0038]为了净化回收管路40内的气体，如图1所示，SF6气体收集系统还包括:第二空气净化装置90，第二空气净化装置90安装在回收管路40上。
[0039]本实施例涉及室内六氟化硫气体变压器的突发泄漏故障及检修环节的六氟化硫气体处理系统，特别是集故障发生时的应急处理以及设备检修环节设备内六氟化硫气体回收回充等功能于一体的六氟化硫气体处理系统。
[0040]六氟化硫气体泄漏故障应急处理流程:
[0041]本实施例中的SF6气体收集系统由三个或者多个并列的气体自动收集装置来收集室内六氟化硫气体绝缘变压器泄漏故障后空间中的六氟化硫混合气体。气体自动收集装置固定于六氟化硫气体绝缘变压器房间(变压器室30)地下的通风口，当发生泄漏事故时，收集容器自动封闭，为后级气体回收提供密闭的通道。
[0042]事故处理结束，收集容器自动敞开，确保原有通道畅通。哪个房间的六氟化硫绝缘变压器发生泄漏故障，其地下的气体自动收集装置在接收到泄漏报警信号时启动并封闭，收集空间中的六氟化硫及空气的混合气体。
[0043]收集的泄漏六氟化硫气体经过气体管道通过电磁阀Vl进入串接的粉尘过滤器和分解物过滤器，过滤掉混合气体中的粉尘;通过粉尘过滤器的六氟化硫气体在离心风机和涡旋空压机的作用下，进入水分离器及杂质过滤器(过滤SF6分解产物、油、微水)将气体中的大量水分及其它杂质分离。
[0044]过滤净化后的气体继续通过管道依次流经第一缓存罐、电磁阀V2、空气分离模块，经过二级空气分离装置后的六氟化硫气体浓度已经较高(70%)，可以暂存到第二缓存罐内。第一缓存罐、电磁阀V2、空气分离模块、第二缓存罐的各出入口通过管道相连接，空气分离模块和第二缓存罐之间的管道上设置有电磁阀V3。空气分离模块是采用的膜分离技术，二级分离可以将六氟化硫气体和空气充分的分离，以分离掉空气，提高六氟化硫气体的浓度。
[0045]第二缓存罐内的浓度较高的六氟化硫气体，还需要压缩后以液态储存到六氟化硫气体储存装置内，等待后续的净化回收或达到环保标准后排放处理。六氟化硫气体储存装置是由若干个串联的六氟化硫缓存管组成。第二缓存罐内的浓度较高的六氟化硫气体通过管道依次流经电磁阀V4、针阀Cl，并在压缩机组(需要2个压缩机并联构成)的作用下，顺着管道通过电磁阀V5进入六氟化硫气体储存装置;六氟化硫气体储存装置由多个储存罐串联构成，各相邻的储存罐连接的管道之间各设置有I个电磁阀。
[0046]此应急流程中涉及的电磁阀均处于开启状态，其他不涉及的阀门处于关闭状态。
[0047]六氟化硫绝缘变压器检修回收处理流程:
[0048]六氟化硫绝缘电气设备中水分超标、分解产物超出允许值，出现泄漏、闪络等事故时，需要对六氟化硫绝缘电气设备进行检修。六氟化硫绝缘设备检修时，需要将设备内的六氟化硫气体回收处理，待检修完毕后，再回充入检修过的六氟化硫绝缘设备。
[0049]回收六氟化硫气体绝缘变压器内的气体时，将待检修设备和本系统的回收口连接，由于待检修设备内气体压力高于本系统压力，待检修设备内的气体会通过管道依次流经电磁阀、粉尘过滤器和分子筛过滤器(过滤分解产物、水分等杂质)、电磁阀，然后在压缩机组(2个压缩机并联构成)的作用下，再流经电磁阀V5所在的管道，最后进入六氟化硫气体储存装置。粉尘过滤器和分子筛过滤器过滤掉待检修设备中生成的固态杂质和水分。六氟化硫气体储存装置由缓存罐I至5串联构成，各相邻的缓存罐连接的管道之间各设置有I个电磁。
[0050]当待检修设备残余气体压力接近OMPA时，待检修设备和整个上述回收管路中仍然存在一定的残余气体，也需要回收干净，减少检修时直接排放对人和大气造成的危害。此时，负压回收流程启动，负压回收流程和上述回收流程基本相同，只是在电磁阀两端并行接入了一个真空压缩机和另一个电磁阀。负回收流程时，单独一个支路上的电磁阀关闭，从回收口回收的气体不是通过该电磁阀，而是通过与其并联的支路上的电磁阀所在的管道在真空压缩机的作用下流入粉尘过滤器和分子筛过滤器，其余和上述的正常回收流程都一样。[0051 ]六氟化硫绝缘变压器检修回充处理流程:
[0052]待检修设备检修完毕后，还需要回充入原有的经过处理的六氟化硫气体。六氟化硫气体储存装置内的经过回收流程处理的气体通过管道流经针阀C2，再通过回收口缓慢的充入到六氟化硫检修设备内。针阀C2调节进入待检修设备的气体是气态。再回充之前，应先抽真空处理，然后通过回收回充口处连接检测仪表如微水、色谱仪等检测仪表，以确保回充入待检修设备内的气体是合格的。
[0053]本系统不仅可解决地下变电站突发事故，快速回收储存变压器室内的六氟化硫气体，还可以检修六氟化硫电气设备的回收、回充净化处理。一机两用，最大程度的节省成本，提尚设备利用率。
[0054]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种SF6气体收集系统，其特征在于，包括: 气体储存装置(1)，所述气体储存装置(1)的进气口通过收集管路(20)与具有SF6变压器(110)的变压器室(100)连通，以使所述变压器室(100)内的SF6气体收集在所述气体储存装置(10)内； 回收管路(40)，所述回收管路(40)的一端与SF6电气设备(120)连接，所述回收管路(40)的另一端与所述气体储存装置(10)的进气口连通，以将所述SF6电气设备(120)内的SF6气体回收到所述气体储存装置(1)内； 回充管路(50)，所述回充管路(50)的一端与所述气体储存装置(10)的出气口连接，所述回充管路(50)的另一端与所述SF6电气设备(120)连接，以将所述气体储存装置(10)内的气体充入所述SF6电气设备(120)内。2.根据权利要求1所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述回收管路(40)的远离所述SF6电气设备(120)的一端连接在所述收集管路(20)上。3.根据权利要求1所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述收集管路(20)上安装有并联设置的第一压缩机(31)和第二压缩机(32)。4.根据权利要求3所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述回收管路(40)的远离所述SF6电气设备(120)的一端连接在所述第一压缩机(31)和所述第二压缩机(32)的远离所述气体储存装置(10)的一端。5.根据权利要求3所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述收集管路(20)上安装有压控开关(60) ο6.根据权利要求1所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述SF6气体收集系统还包括气体搬运箱(70)，所述气体搬运箱(70)的进气口与所述气体储存装置(1)的出气口连通。7.根据权利要求1所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述SF6气体收集系统还包括: 第一气体净化装置(80)，所述第一气体净化装置(80)安装在所述收集管路(20)上。8.根据权利要求7所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述第一气体净化装置(80)包括杂物过滤模块(81)和水分离模块(82)，所述水分离模块(82)安装在所述杂物过滤模块(81)的下游。9.根据权利要求8所述SF6气体收集系统，其特征在于，所述第一气体净化装置(80)还包括空气分离模块(83)，所述空气分离模块(83)安装在所述水分离模块(82)与所述气体储存装置(10)之间。10.根据权利要求1所述的SF6气体收集系统，其特征在于，所述SF6气体收集系统还包括: 第二空气净化装置(90)，所述第二空气净化装置(90)安装在所述回收管路(40)上。
【文档编号】F17C13/00GK105864633SQ201610180385
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】董方舟, 车瑶, 张琛, 刘弘景, 石磊, 李伟
【申请人】国网北京市电力公司, 国家电网公司