一种六氟化硫自动在线采样检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种六氟化硫自动在线采样检测装置，包括控制器、气体采样单元和SF6综合分析仪，控制器和SF6综合分析仪连接，所述气体采样单元包括气缸、气泵、真空发生器和流量阀，所述SF6综合分析仪的进气端通过进气管道和流量阀与气样瓶连接，其出气端则通过排气管道和气缸连接，构成检测气路，所述气缸和真空发生器并联连接后与气泵连接，同时进气管道和排气管道连通且排气管道经一分支管道与真空发生器连接，构成管道排空气路，而所述进气管道和排气管道之间则构成气体回充气路。该装置具有结构简单紧凑、可靠性好，操作人性化智能化，自动化程度高、功能齐全等优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种六氟化硫（SF6)电气设备中特征气体组分检测领域，尤其涉 及一种六氟化硫自动在线采样检测装置。 一种六氟化硫自动在线采样检测装置
【背景技术】
[0002] 六氟化硫气体由于具有优良的绝缘灭弧性而被广泛地应用于高压电气设备中。但 在设备中运行后，由于运行过程中放电和高温高压的作用，导致气体分解成一系列剧毒的 低氟化物，如so 2、SH2、S0F2等，当泄漏到空气中容易对人的身体造成威胁。目前现有的六 氟化硫检测方法是定期从六氟化硫断路器充气口导出气体到专用的测试仪器，利用这些仪 器检测气体的纯度、湿度等相关参数，这种离线的检测方式检测实时性差、检测方法的操作 过程繁琐，不能实时反映设备中的情况。因此，开发六氟化硫在线采样检测装置是十分必要 的。目前，现有的六氟化硫含量在线监测装置可以实现气体自动采样，自动检测，但是，检测 后气体直接排入大气，不仅造成气体的大量浪费，而且还污染环境，对人体健康造成威胁。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种集自动采样、在线检测、自动回充等多功能于一 体的六氟化硫在线采样检测装置。
[0004] 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种六氟化硫自动在线采样检测装 置，包括控制器、气体采样单元和SF6综合分析仪，所述控制器和SF6综合分析仪连接，并接 收SF6综合分析仪传送的检测数据进行处理，所述气体采样单元包括气缸、气泵、真空发生 器和流量阀，所述SF6综合分析仪的进气端通过进气管道和流量阀与气样瓶连接，其出气 端则通过排气管道和气缸连接，从而构成检测气路，所述气缸和真空发生器并联连接后与 气泵连接并由气泵驱动气缸和真空发生器，同时所述进气管道和排气管道连通且排气管道 经一分支管道与所述真空发生器连接，从而构成管道排空气路，而所述进气管道和排气管 道之间则构成气体回充气路，在检测前启动气泵驱动真空发生器对气缸和管道进行排空， 检测完毕后启动气泵驱动气缸将气体回充至气样瓶。
[0005] 所述气缸的进气端的排气管道上设有第一压力开关，该第一压力开关与控制器连 接，用于检测气缸和管道内部压力并向控制器反馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制 器根据压力信息控制电磁阀启闭。
[0006] 所述分支管道上设有第二压力开关，该第二压力开关与控制器连接，用于检测气 缸和管道内部压力并向控制器反馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制器根据压力信息 控制气泵对真空发生器的驱动。
[0007] 本实用新型还包括电磁阀单元，该电磁阀单元包括多个电磁阀，至少分布在进气 管道、排气管道和分支管道上，控制器控制每个电磁阀的开关来控制气体流向。
[0008] 本实用新型还包括清洗单元，所述的清洗单元包括至少一个纯气瓶，每个纯气瓶 经电磁阀和管道与所述进气管道连接，在需要清洗管道和气缸时，打开电磁阀，由气泵驱动 气缸抽取纯气对管道和气缸进行清洗。
[0009] 本实用新型还包括作为人机界面的触摸屏，该触摸屏与控制器连接，用于向控制 器下达指令和接收控制器反馈的信息，方便操作人员的操控和读取检测结果。
[0010] 本实用新型所述的控制器为PLC。
[0011] 本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0012] 本实用新型六氟化硫在线采样检测装置具有结构简单紧凑、可靠性好，操作人性 化智能化，自动化程度高、功能齐全等优点，不但改善了六氟化硫气体采样检测的工作环 境、实现了监测过程的自动化，而且节能环保，减少六氟化硫气体对大气的污染。本实用新 型可以实时监测六氟化硫断路器气体信息，可进行自动报警，自动停机，自动清洗，便于操 作人员及时发现气体泄漏险情，有效地进行故障诊断并抢修。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型实施例的工作原理图。
[0014] 图2是本实用新型实施例的结构连接示意及抽真空气路图。
[0015] 图3是本实用新型实施例的检测气路图。
[0016] 图4是本实用新型实施例的回充气路图。
[0017] 图5是本实用新型实施例的清洗气路图。
[0018] 1.检测气样2.第一压力开关3.电磁阀单兀4.纯气瓶5. PLC 6.气泵
[0019] 7.触摸屏8.活塞式气缸9.第二压力开关10.真空发生器1L流量阀12. SF6 综合分析仪13.缓冲器14.过滤器15.油雾器16.减压阀。
【具体实施方式】
[0020] 如图1和图2所示，本实用新型的六氟化硫自动在线采样检测装置，包括PLC 5、六 氟化硫气体综合分析仪12、电磁阀单元3、触摸屏7、气体采样单元和清洗单元。六氟化硫气 体综合分析仪12和PLC 5通过RS485接口连接，六氟化硫气体综合分析仪12对气体采样单 元所采集的气样进行检测并将检测数据传输到PLC 5进行处理。PLC 5通过RS484接口和 触摸屏7相连接，接收触摸屏7的控制信号，以及将检测结果传输给触摸屏7。
[0021] 气体采样单元包括第一压力开关2、气泵6、活塞式气缸8、流量阀11、第二压力开 关9、真空发生器10以及管道。SF6综合分析仪12的进气端通过进气管道和流量阀11与数 个气样瓶1连接，其出气端则通过排气管道和活塞式气缸8连接，从而构成检测气路。进气 管道上设有两个电磁阀，两个电磁阀和流量阀11按气体进气方向依次排列。排气管道上也 设有两个电磁阀。进气管道的两个电磁阀之间的管段和排气管道两个电磁阀之间的管段通 过一管道连接，使进气管道和排气管道之间连通，从而使活塞式气缸8、进气管道和排气管 道之间连通则构成气体回充气路。活塞式气缸8和真空发生器10并联连接后与气泵6通 过管道连接，连接的管道上往气泵6的方向上依次连接减压阀16、油雾器15、过滤器14和 缓冲器13。同时进气管道和排气管道连通且排气管道经一分支管道与真空发生器10连接， 从而构成管道排空气路。第二压力开关9则设置在分支管道上。在检测前启动气泵6驱动 真空发生器10对气缸和管道进行排空，检测完毕后启动气泵驱动活塞式气缸8将气体回充 至气样瓶1。
[0022] 第一压力开关2设置在排气管道上，用于检测气缸和管道内部压力并向控制器反 馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制器根据压力信息控制电磁阀启闭。第二压力开关 9检测管道中的压力，并向控制器反馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制器根据压力信 息控制气泵和真空发生器启停，对管道和气缸内部进行真空处理。
[0023] 气泵6与PLC 5连接，由PLC 5控制气泵6的启动和停止。流量阀11经PLC5模拟 量扩展模块I/O接口与PLC 5连接，PLC 5采集第一压力开关2的信息进行处理后，输出相 应的模拟量控制流量阀11，调整进入六氟化硫气体综合分析仪12的气体流量。PLC 5采集 第二压力开关9的信息进行处理后，控制气泵6驱动真空发生器10对活塞式气缸8和气路 管道进行抽真空处理。
[0024] 清洗单元由至少两个装有纯气的纯气瓶4构成，每个纯气瓶4出气端经减压阀、电 磁阀和管道与进气管道连接，在需要清洗管道和气缸时，打开减压阀和电磁阀，由气泵6驱 动活塞式气缸8抽取纯气对管道和气缸进行清洗。
[0025] 所有电磁阀构成本实施例电磁阀单元3,每个电磁阀与PLC 5相连接，而PLC 5通 过I/O 口输出控制信号至电磁阀，利用电磁阀开关控制气体流向。
[0026] 本实用新型的检测过程为：开启电源，气泵6驱动真空发生器10对管道进行抽真 空处理，第一压力开关2和第二压力开关9检测管道真空度，达到设定值后，停止真空发生 器10的抽真空动作。气泵6驱动活塞式气缸8抽取检测气体，气体流经SF6综合分析仪12 进行检测，检测后气体存于气缸内，检测数据送入PLC 5分析计算后，在触摸屏上显示。最 后，气泵6驱动活塞式气缸8回充气体至取样瓶。
[0027] 如图2,在抽真空过程中，利用PLC 5控制电磁阀单元3)按顺序开阀，使气泵6与 真空发生器10的气路连通，气泵6驱动真空发生器10执行管道抽真空动作。管道形成一 定真空度，配合第一压力开关2和第二压力开关9有效实时的检测管道真空度，当检测真空 度达到预设值后，PLC 5控制电磁阀单元）开闭，停止抽真空。
[0028] 如图3,在检测过程中，PLC 5根据用户在触摸屏上选定的检测通道，控制相应通道 的电磁阀单元3按顺序开阀，使气泵6与活塞式气缸8的气路连通驱动活塞动作，使缸内形 成真空。气体从取样瓶出来，沿管道经过电磁阀和流量阀11进入六氟化硫综合分析仪12 最终存于活塞式气缸8内，气体持续稳定流经六氟化硫综合分析仪12,从而得出检测数据。 当达到用户设定的检测时间或气缸压力超过预警值，检测结束。检测数据送入PLC 5分析计 算后，在触摸屏7上显示。如检出气体数据异常，触摸屏会及时报警并将相应的管道信息， 检测时间，气体检测数据保存，方便用户查看。
[0029] 如图4,在回充过程中，气体检测流程结束进入气体回充流程，PLC 5控制相应的电 磁阀时气泵6驱动活塞式气缸8执行回充动作，将缸内气体回充至气体取样瓶从而避免气 体浪费，也有效防止气体对环境造成污染及使工作人员中毒。
[0030] 为安全起见，在任何检测流程中，用户可执行急停指令，此时，PLC 5迅速控制电磁 阀单元，停止任何动作，闭合所有电磁阀，并且断开电源，防止气体泄漏。
[0031] 如图5,在清洗过程中，PLC 5根据用户在触摸屏上选定的纯气瓶4,控制相应通道 的电磁阀单元3按顺序开阀，使气泵6与活塞式气缸8的气路连通驱动活塞动作，使缸内形 成真空。气体从纯气瓶4出来，沿管道经过电磁阀和流量阀11进入六氟化硫综合分析仪12 最终存于活塞式气缸8内，气体持续稳定流经六氟化硫综合分析仪12,将六氟化硫综合分 析仪12内残余气体带出，从而达到清洗目的。达到用户设定的时间后，清洗流程结束，PLC 5控制相应电磁阀关闭，并执行如图2的抽真空流程，将气缸内清洗气体排空。
[0032] 本实用新型可用其他的不违背本实用新型的精神或主要特征的具体形式来概述。 本实用新型的上述实施例和试验例都只能认为是对本实用新型的说明而不是限制，因此凡 是依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属 于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1. 一种六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，包括控制器、气体采样单元和 SF6综合分析仪，所述控制器和SF6综合分析仪连接，并接收SF6综合分析仪传送的检测数 据进行处理，所述气体采样单元包括气缸、气泵、真空发生器和流量阀，所述SF6综合分析 仪的进气端通过进气管道和流量阀与气样瓶连接，其出气端则通过排气管道和气缸连接， 从而构成检测气路，所述气缸和真空发生器并联连接后与气泵连接并由气泵驱动气缸和真 空发生器，同时所述进气管道和排气管道连通且排气管道经一分支管道与所述真空发生器 连接，从而构成管道排空气路，而所述进气管道和排气管道之间则构成气体回充气路，在检 测前启动气泵驱动真空发生器对气缸和管道进行排空，检测完毕后启动气泵驱动气缸将气 体回充至气样瓶； 所述气缸的进气端的排气管道上设有第一压力开关，该第一压力开关与控制器连接， 用于检测气缸和管道内部压力并向控制器反馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制器根 据压力信息控制电磁阀启闭。
2. 根据权利要求1所述六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，所述分支管道 上设有第二压力开关，该第二压力开关与控制器连接，用于检测气缸和管道内部压力并向 控制器反馈气路管道和气缸内部压力信息，由控制器根据压力信息控制气泵对真空发生器 的驱动。
3. 根据权利要求2所述六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，还包括电磁阀 单元，该电磁阀单元包括多个电磁阀，至少分布在进气管道、排气管道和分支管道上，由控 制器控制每个电磁阀的开关来控制气体流向。
4. 根据权利要求3所述六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，还包括清洗单 元，所述的清洗单元包括至少一个纯气瓶，每个纯气瓶经电磁阀和管道与所述进气管道连 接，在需要清洗管道和气缸时，打开电磁阀，由气泵驱动气缸抽取纯气对管道和气缸进行清 洗。
5. 根据权利要求4所述六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，还包括作为人 机界面的触摸屏，该触摸屏与控制器连接，用于向控制器下达指令和接收控制器反馈的信 息。
6. 根据权利要求5所述六氟化硫自动在线采样检测装置，其特征在于，所述的控制器 为 PLC。
【文档编号】G01N35/00GK203894243SQ201320871724
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】李丽, 郑晓光, 黄成吉, 姚唯建, 樊小鹏 申请人:广东电网公司电力科学研究院