专利名称：检验仪器、检验方法及有检验仪器的中压和高压电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检验密度计的检验仪器，所述密度计用于监测中压和 高压电气设备外罩的泄漏速度，所述外罩填充有受压电介质气体，在所述 仪器中，检验操作对环境的污染影响得到降低。本发明还涉及一种检验所 述密度计的运行的方法。
背景技术：
密度计或密度传感器例如用于开关或断路器、用于具有绝缘或金属外 罩的变电站、或用于具有容纳电介质气体例如数巴压力下的六氟化硫(SF6)的不透气金属外罩的变电站。密度计固定到外罩且经受气体压力， 以便于连续地测量外罩内的气体压力。由于泄漏虽然小但不可避免，因此 外罩内的电介质气体的密度或压力趋向于下降。在低于预定阈值时，断路 器的正常运行不再能得到保证。此时需要注入一定量的气体，以便回到临 界阚值之上。当跨过所述阈值时，报警被激活，以便通知维护部门。报警基于由密 度计或压力计所执行的测量激活。这样的密度计例如可以从文献FR2770295、 WO2004/027804和 US6293914获知。在常规方式下，密度计具有两个接触阈值，该阀值在外罩中的气体密 度损失时转换。第一接触阈值对应于"报警"阈值Pl，其通知操作人员 需要采取措施加满气体，第二阈值P2对应于某个密度值，低于该密度值 时，处于气体压力下的设备的电气特性和断路性能不再能得到保证，尤其是用于在短路故障出现时根据输电网的条件和/或操作需求中断电流方 面。 一旦达到所述第二阈值，根据各种参数，特别是压力变化、气体温度 变化和电气设备的电流断开性能，用户发出"打开"指令且将设备锁定在 打开位置，或者用户保持设备锁定在关闭位置。因而，密度计是重要的安全部件；因此，需要定期检验，以便基于压 力/温度指标验证其接触运行正常。这种验证操作定期地通过模拟电介质气体泄漏进行，尤其在预防性维 护过程中。为此，密度计与外罩的内部隔离开，且因而被隔离在腔室中。然后使 气体漏到外部环境中，并检验密度计的特性，以便于验证在气体泄漏到外 部环境的过程中确实检测到了压力下降、且相应地作出反应。遗憾的是，SF6是温室气体，因而，优选使其向外部环境的泄漏最小在断路器中，每个外罩中所装的气体量非常小。然而，考虑到断路器 以及其它容纳这种气体的变电站的数量，即使用于检验密度计正常运行所 重复的少量气体泄漏也可以产生不可忽视的温室气体量。因此，本发明的目的是提供一种避免这种污染的用于验证密度计运行 的装置。本发明的另 一 目的是提供一种非污染的检验密度计的方法。 发明内容上述目的通过用于检验密度计的运行的检验仪器实现，该仪器包括腔 室，所述腔室相对于外部环境密封、且其容积可以增大以便将其内部电介 质气体压力降低到电气开关装置的触发阈值的水平上，所述密度计适用于 测量所述腔室中的气体压力。从而，通过增大封闭腔室的容积降低封闭腔室内的气体压力来模拟气体泄漏。换句话说，不是产生真正的泄漏来检验密度计的运行，而是在容纳恒 定量的气体的封闭空间中产生压力下降。通过本发明，没有任何量的气体被随意地释放到环境中，因此，正常 状态下包裹金属的电气设备的运行不再因释放温室气体而产生污染，同时 这种设备的运行状态仍然被有效地监测。因而，本发明主要提供了检验用于中压或高压设备的密度计的运行的 检验仪器，所述设备具有填充有受压电介质气体的金属外罩，所述仪器包 括适用于与外罩的内部空间连通的封闭腔室、以及用于将腔室以不透气的 方式与内部空间隔离开的隔离装置，在该仪器中，所述封闭腔室具有可以 被改变的容积，且在该仪器中，密度计适用于检测所述腔室中的至少一个 压力阈值。有利地，隔离装置包括通过改变封闭腔室的容积而被打开或关闭的 阀。此时，不必为使隔离封闭腔室和改变封闭腔室的容积同歩进行而作准 备，且此时简单地实施检验仪器。例如，检验仪器可以包括与外罩一体形成的本体、和盖子，所述本体 和所述盖子限定出封闭腔室，所述盖子适合用于以不透气的方式在本体中 滑动，从而改变封闭腔室的容积。此外，有利地，为盖子作好准备，以使阀打开和关闭。阀可以包括杆和阀关闭件，所述阀关闭件用于以不透气的方式与阀座 配合，该阀座环绕着封闭腔室与外罩的内部空间之间的连通通道，所述杆 适用于通过盖子移动，以打开或者关闭阀关闭件。因而，阀的打开和阀的 关闭被以非常简单和可靠的方式控制。例如，检验仪器包括螺钉，所述螺钉将盖子连接到本体且可使所述盖 子滑动经过确定的行程。本发明还提供了具有填充有受压电介质气体的不透气金属外罩的中压和高压电气设备，该设备包括至少一个本发明检验仪器、以及适用于测 量检验仪器的腔室中的至少一个气体压力阈值的密度计。本发明还提供了一种检验用于具有金属外罩的中压和高压电气设备 的密度计的运行的方法，所述金属外罩填充有受压电介质气体，所述方法 包括以下步骤_将密度计隔离在封闭腔室中；_扩大所述封闭腔室的容积，直到在所述腔室中达到预定的压力阈 值；以及-验证密度计的特性。有利地，密度计通过扩大腔室的容积被隔离。在一种实施方式中，验证密度计的特性的步骤为检测报警触点的转换 和打开断路器作准备。
在阅读下面的描述并参看附图的情况下，可以更好地理解本发明，附 图包括图1是本发明的检验仪器在正常监测状态下的示意性剖面图； 图2示出了处于正在验证密度计运行的检验状态下的图1的检验仪 器；以及图3是当设有用于验证密度计探测的压力值的装置时的本发明检验 仪器的示意性剖面图。
具体实施方式
图1是用于检验密度计的运行的本发明检验仪器的实施例的示意性 剖面图，所述检验仪器安装在高压断路器或高压电气设备的金属外罩4上。外罩限定出内部空间5，该内部空间充满受压的电介质气体，例如20。C、 7巴表压的气体压力下的六氟化硫(SF6)。检验仪器包括固定到外罩4或者与外罩4形成一体的壳体6。在示例 中，该壳体与外罩4形成为一体，从而可避免壳体和外罩4之间的密封问题。壳体6限定出内部腔室8，其适合于通过通道9与外罩4的内部空间 5连通。从而，当腔室8与空间5连通时，腔室8中存在的压力等于空间5中 存在的压力。在所示的示例中，密度计2以不透气的方式安装在壳体6上，且起到 测量腔室8中SF6压力的作用。密度计适合于检测至少一个压力阈值，且有利地是两个压力阈值；第 一阈值P1对应于报警阈值，相应于需要对密度计采取措施，第二阈值P2 对应于电气设备的运行不再能得到保证，尤其是当短路故障出现时电流未 被中断。在此情况下，设备或者是打开并锁定在打开位置，或者是锁定在 关闭位置。密度计2连接到处理单元(未示出)，该处理单元适合于向用户说明 电气设备的状态。根据本发明，腔室8具有适合于变化的容积。在所示的示例中，壳体6具有形成盖子的顶端部分12、以及本体14， 盖子12以不透气的方式安装在本体14上。盖子12适合于以不透气的方 式相对于本体发生移动，从而改变腔室8的容积。在所示的示例中，盖子12具有较小直径部分12.1和形成基部的较大 直径部分12.2，较小直径部分12.1安装成在本体14内滑动。在盖子12和本体14之间设有动态密封装置16，以便当盖子在本体 14中移动时通过摩擦提供密封。例如，所述动态密封装置安装在设置于较小直径部分12.1的外周部中的凹槽中。例如，密封装置由O型密封圈 或者通过唇式密封件构成。基部12.2设计成与本体14的自由端14.1相邻接。 检验仪器还包括用于以不透气的方式将腔室8和空间5隔离开的装置10。在所示的示例中，装置10由阀形成，所述阀包括阀关闭件18和环绕 着通道9的阀座20。有利地，阀关闭件18例如通过螺旋弹簧25被回弹性地推回到与阀座 20接触，从而关闭通道9。有利地，阀直接通过移动盖子12打开和关闭。阀具有阀关闭件杆22， 其与阔关闭件形成一体、安装在通道9中、且伸入腔室8中。阀关闭件杆22的自由端22.1适合于与盖子12接触，且适合于通过 盖子12沿箭头F所示的阀打开方向移动。弹簧25反作用地安装在通道9的端部9.1和阀关闭件杆22的自由端 22.1之间，所述通道9的端部9.1与承载阀座20的端部相反。这个实施例具有简单、可靠的优点；因而，此时不需要提供体积庞大 的、暴露于恶劣天气下的外部控制装置。此外，阀的控制不需要另外的外 部元件。然而，从壳体6的外部控制的用于将腔室8和空间5彼此隔离开的电 磁阀也在本发明的范围内。在所示的示例中，在盖子12中设有第二通道26，以便于将受压气体 引到密度计。然而，也可以构造成使密度计直接向着腔室8敞开。盖子12例如通过诸如四个螺钉(未示出)直接固定到本体14。当所 述螺钉拧紧时，检验仪器处于图1所示的配置下，腔室8的容积处于其最 小值。当螺钉处于完全松开的状态时，腔室8的容积处于其最大值。还提供有用于将盖子12保持在本体14上的保持装置24。所述保持装置还形成引导装置，从而可使盖子相对于本体移动经过指定行程，以避 免盖子12与本体14之间气密性的丧失。保持装置24例如由被捕获性地保持在本体4上的螺钉形成，从而它 们不会丢失。可以考虑使用其它任何系统，例如具有内螺纹本体的螺纹盖子，以用 于使盖子在本体中移动经过指定行程。不管提供何种系统，均要求即使内 部压力产生反作用力，该系统仍是可驱动的。将在下面描述本发明的检验仪器的操作。在图1所示的正常监测状态中，腔室8与空间5连通。此时密度计测 量腔室8中、进而空间5中所存在的压力。如果气体压力变得低于确定的压力阈值P2，报警触点转换，断路器 打开。当需要检验密度计的操作时螺钉逐渐松开。在第一阶段，盖子12远离本体移动，从而使阀关闭 件18朝向阀座20移动，直到所述阀关闭件与阀座20形成不透气接触且 将腔室8和空间5隔离开。然后，在第二阶段，螺钉继续松开，以使腔室 8的容积的另外增加。盖子起到活塞的作用。波义耳定律(Boyle，sLaw)表明，在恒定温度下，气体的体积反比例 于压力。如果密度计运行正常，则报警触点转换且断路器打开。否则，需要对 密度计采取措施。腔室8的初始容积及其容积变化是确定的，从而，在腔室8的容积处 于最大值时，腔室8中的压力低于断路器的第二压力阈值P2。也可能的 是，腔室中的压力对应于第一阈值Pl。在此情况下，仅报警操作得到验 证，而触点未转换。还可以验证不同阈值下的密度计的操作。当检验操作显示密度计运行正常时，螺钉被重新拧紧，从而，在第一 阶段，当腔室8与空间5隔离开时使得腔室8的容积减小，然后，在第二阶段，在盖子12的行程末端使得阔打开。密度计再次处于对空间5进行监测的配置下。从而，在没有将任何温室气体释放到外部环境的情况下已对密度计进 行了检验。此外，通过本发明，没有从外罩取用大量气体。从而任何压力 降低仅是由于不可避免的泄漏而非检验操作。还可以构造成当腔室8中的压力上升时验证密度计的操作。 作为示例，填充压力为7巴表压，报警阈值Pl为6巴，阈值P2为 5.7巴。如果对于5巴的阈值P2需要阈值的转换，则阀18关闭时容积VI的 变化必需增加30%以上。在所示的示例中，腔室8容积的增加是手动实现的。然而，可以设置 由电机和/或由液压致动器控制的机构。图3示出了本发明的检验仪器，其包括用于测量腔室8中存在的压力 的装置，从而验证压力计实际触发的压力值。在所示的示例中，这些装置 包括设置在盖子12中的通道30，该通道敞开于密度计的通道中，以及敞 开于外部。止回阀安装在通道30敞开到外部的那个端部处，从而使得所 述通道可连接到基准或者标准压力计或者任何其它常规的或电子基准系 统(未示出)。在使得所述腔室的容积发生变化之前，标准压力计连接到 腔室8。然后，实施上面参照图l和2所示的检验仪器描述的检验方法。当腔 室8中的压力下降时，所获得的压力值由标准压力计验证。这在密度计未 设有压力显示装置的特殊情况下是特别有利的，以便验证触发压力确实是 所需阈值。本发明的密度计具有构造和操作非常简单的优点。
权利要求
1、一种检验用于中压或高压设备的密度计的运行的检验仪器，所述设备具有填充有受压电介质气体的金属外罩(4)，所述仪器包括适合于与外罩(4)的内部空间(5)连通的封闭腔室(8)、以及用于以不透气的方式将腔室(8)与内部空间(5)隔离开的隔离装置(10)，在所述仪器中，所述封闭腔室(8)具有可以被改变的容积，且在所述仪器中，密度计适合于检测所述腔室中的至少一个压力阈值。
2、 根据权利要求1所述的检验仪器，其特征在于，包括与外罩(4) 形成一体的本体(14)、和盖子(12)，所述本体(14)和所述盖子(12) 限定出封闭腔室(8)，所述盖子(12)适合于在本体(14)中以不透气的 方式滑动，从而改变封闭腔室(8)的容积。
3、 根据权利要求2所述的检验仪器，其特征在于，包括螺钉，所述 螺钉将盖子(12)连接到本体(14)、且可使所述盖子(12)滑动经过确 定的行程。
4、 根据权利要求1所述的检验仪器，其特征在于，所述隔离装置(10) 包括通过改变封闭腔室(8)的容积而被打开和关闭的阀。
5、 根据权利要求2所述的检验仪器，其特征在于，所述隔离装置(10) 包括通过改变封闭腔室(8)的容积而被打开和关闭的阀，所述盖子(12) 使阀(10)打开和关闭。
6、 根据权利要求2所述的检验仪器，其特征在于，包括螺钉，所述螺钉将盖子(12)连接到本体(14)、且可使所述盖子(12)滑动经过确定的行程，所述隔离装置(10)包括通过改变封闭腔室(8)的容积而被 打开和关闭的阀，所述盖子(12)使阀(10)打开和关闭。
7、 根据权利要求5所述的检验仪器，其特征在于，所述阀包括杆(22) 和阀关闭件(18)，所述阀关闭件用于以不透气的方式与阀座(20)配合， 所述阀座环绕着封闭腔室(8)与外罩(4)的内部空间(5)之间的连通 通道(9)，所述杆(22)适合于通过盖子(12)移动以打开或关闭阀关闭 件(10)。
8、 根据权利要求6所述的检验仪器，其特征在于，所述阀包括杆(22) 和阀关闭件(18)，所述阀关闭件用于以不透气的方式与阀座(20)配合， 所述阀座环绕着封闭腔室(8)与外罩(4)的内部空间(5)之间的连通 通道(9)，所述杆(22)适合于通过盖子(12)移动以打开或关闭阀关闭 件(10)。
9、 权利要求1所述的检验仪器，其特征在于，包括用于测量腔室(8) 中同时到达密度计的压力的装置。
10、 一种中压和高压电气设备，具有填充有受压电介质气体的不透气 金属外罩(4)，所述设备包括密度计和至少一个根据权利要求1到9所述 的检验仪器，所述密度计适用于测量所述检验仪器的所述腔室中的至少一 个气体压力阈值。
11、 一种检验用于中压和高压电气设备的密度计的运行的方法，所述 设备具有填充有受压电介质气体的金属外罩，所述方法包括以下步骤_将密度计隔离在封闭腔室中；-扩大所述封闭腔室的容积，直到在所述腔室中达到预定的压力阈值; 以及-验证所述密度计的特性。
12、 根据权利要求11所述的检验方法，其特征在于，密度计的隔离 通过扩大腔室的容积获得。
13、 根据权利要求11或12所述的检验方法，其特征在于，验证密度 计的特性的步骤为检测报警触点的转换以及打开断路器作准备。
全文摘要
一种检验用于中压或高压设备的密度计的运行的检验仪器，所述设备具有填充有受压电介质气体的金属外罩(4)；该仪器包括适合于与外罩(4)的内部空间(5)连通的封闭腔室(8)、以及以不透气的方式将腔室(8)与内部空间(5)隔离开的隔离装置(10)，在该仪器中，所述封闭腔室(8)具有可以被改变的容积，且在该仪器中，密度计适合于检测所述腔室中的至少一个压力阈值。
文档编号G01N9/00GK101246107SQ20071019297
公开日2008年8月20日 申请日期2007年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者D·尚邦 申请人:阿雷瓦T&D股份公司