一种GIS设备的SF6气体自动充注系统和充注方法与流程

本发明涉及电力设备中的gis设备技术领域，尤其涉及一种gis设备的sf6气体自动充注系统和充注方法。

背景技术：

在电力工业中，gis设备是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”（gasinsulatedswitchgear），简称gis，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。由于gis采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的sf6气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，具有占地面积少、运行可靠性高、运行方便、运行费用低、无电磁干扰等诸多优点，因此，在电力工业中得到了广泛应用。

众所周知，gis设备在抽真空结束后需要对气室进行sf6气体充注工作，目前的充注工作多依靠人力完成，不仅需要日夜不间断值守，造成人力、物力的大量浪费，同时，充注压力全部靠人工通过压力计查看并通过减压阀调整，充注达到额定压力后需要人工判断并进行相关操作，误差大，可控性差，可靠度低，对dis设备的使用安全造成巨大安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种gis设备的sf6气体自动充注系统和充注方法，能够有效提高gis设备中sf6气体充注工作的工作效率，加快施工进度，且可靠度高，降低返工几率，不仅降低成本，而且提高施工安装质量，进而提高gis设备的安全稳定性能。

本发明采用的技术方案为：

一种gis设备的sf6气体自动充注系统，包括sf6气瓶和抽真空机组，抽真空机组通过抽真空管道连通gis设备的气室，sf6气瓶通过充注管道连通gis设备的气室，gis设备上设有用于检测气室sf6气体密度的密度继电器，还包括中央处理模块、无线通讯模块和充注控制单元，充注控制单元包括第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第六电磁阀和本体电子压力表，抽真空管道和充注管道连通后通过公共管道连通gis设备，第一电磁阀设置在sf6气瓶出气口且第一电磁阀经过第一减压阀连通充注管道，第三电磁阀设置在充注管道上，第四电磁阀设置在抽真空管道上，本体电磁阀和本体电子压力表均设置在gis本设备气室的气体充注口；

密度继电器连接中央处理模块的密度信息输入端，本体电子压力表的上限触头通过上限继电器连接中央处理模块上限信号输入端，本体电子压力表的下限触头荣国下限继电器连接中央处理模块下限信号输入端，中央处理模块通讯端连接无线通讯模块，中央处理模块气瓶充注控制端连接第一电磁阀受控端，中央处理模块的充注控制端连接第三电磁阀受控端，中央处理模块抽真空控制端连接第四电磁阀受控端，中央处理模块本体控制端连接本体电磁阀受控端。

进一步地，所述抽真空机组出气端设有第五电磁阀，第五电磁阀受控端连接中央处理模块的机组控制端。

进一步地，所述sf6气瓶数量为两个，每个sf6气瓶分别通过一条气流支路连通充注管道，一条气流支路上依次设有第一电磁阀和第一减压阀，另一条气流支路上依次设有第二电磁阀和第二减压阀。

进一步地，所述充注控制单元还包括设置在sf6气瓶出气口的气瓶电子压力表，气瓶电子压力表的下限触头通过储气下限继电器连接中央处理模块储气信号输入端。

进一步地，所述充注管道上还设有手动球阀。

进一步地，包括以下步骤：

a、管道抽真空：开启真空管路阀门、充注管道阀门、气瓶电磁阀和减压阀，关闭gis设备的本体电磁阀，启动真空机组对管道进行抽真空；

b、向gis设备充注sf6气体：关闭抽真空阀门，开启充注管道阀门、气瓶电磁阀、减压阀和本体电磁阀，通过减压阀对gis设备的气室进行充气，当本体电子压力表检测气室压力数值达到预设上限值后关闭第六电磁阀；

c、压降检测：本体电子压力表在时间段t内对气室压力持续检测，若气室压力无降低，则充气完成，进入步骤e，若气室压力下降，则进入步骤d；

d、重复确认压降检测异常状况：重复步骤b和步骤c，重复次数为n，若气室压力无降低，则直接进入步骤e，若连续重复n次后压降检测时气室压力均下降，则中央处理模块发出报警信号并通过无线通讯模块向控制人员发送“检测回路或更换气瓶”信息；n为预设的最高重复次数，器数值由技术人员根据工作环境等参数进行设定；

e、中央处理模块判定sf6充气完毕并在5min后通过无线通讯模块向控制人员发送“充气完毕”信息。

进一步地，所述步骤b中通过减压阀对gis设备的气室进行充气过程中还包括密度继电器检测过程；密度继电器检测过程如下：

b1：将本体电子式压力表的上限值设定为与密度继电器的闭锁预设值一致；

b2：当本体电子式压力表数值上升至与密度继电器的报警预设值一致时，判断密度继电器是都发出报警信号，若发出则密度继电器报警触点正常，反正，则密度继电器异常；

b3：当本体电子式压力表数值上升至与密度继电器的闭锁预设值一致的预设上限值时，判断密度继电器是否闭锁gis设备断路器，若闭锁则密度继电器闭锁触点正常，反之，则密度继电器异常；

b4：判断密度继电器报警触点和闭锁触点是否均正常，均正常则进入步骤b5，反之，则进入步骤b6；

b5：中央处理模块判定触点校核无误并在5min后通过无线通讯模块向控制人员发送“接点校核无误”信息；

b6：中央处理模块立即发出报警信号并持续5min，同时，通过无线通讯模块向控制人员发送“密度继电器故障”信息。

本发明具有以下有益效果：

（1）通过设置充注控制单元，实现gis设备的自动充注和自动监控充注状况，进而在充注完成后自动止停，不仅节省人力物力消耗，且有效提高gis设备中sf6气体充注工作的工作效率，加快施工进度，同时，充注结果稳定可靠，降低返工几率，而且提高施工安装质量，进而提高gis设备的安全稳定性能；

（2）通过密度继电器和本体电子式压力表的配合，能够在充注过程中通过本体电子式压力表的监控结果校核密度继电器的报警触点及闭锁触点是否可靠动作，无需额外进行校核工作，在保证gis设备得安全可靠使用的同时简化工作流程，间接提高效率；；

（3）通过依次进行管道抽真空、sf6气体充注和压降检测操作，实现了gis设备自动充注sf6气体，过程简单，操纵便捷，且充分保障了充注过程的可靠性，进而保证gis设备的性能稳定和安全可靠使用。

附图说明

图1为本发明中sf6气体自动充注系统的结构示意图；

图2为发明中sf6气体自动充注方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种gis设备的sf6气体自动充注系统，包括sf6气瓶和抽真空机组，抽真空机组通过抽真空管道p1连通gis设备的气室，sf6气瓶通过充注管道p2连通gis设备的气室，gis设备上设有用于检测气室sf6气体密度的密度继电器kt，还包括中央处理模块、无线通讯模块和充注控制单元，充注控制单元包括第一电磁阀yv1、第三电磁阀yv3、第四电磁阀yv4、第六电磁阀yv6和本体电子压力表pi，抽真空管道p1和充注管道p2连通后通过公共管道连通gis设备，第一电磁阀yv1设置在sf6气瓶出气口且第一电磁阀yv1经过第一减压阀连通充注管道p2，第三电磁阀yv3设置在充注管道p2上，第四电磁阀yv4设置在抽真空管道p1上，本体电磁阀yv和本体电子压力表pi均设置在gis本设备气室的气体充注口；

密度继电器kt连接中央处理模块的密度信息输入端，本体电子压力表pi的上限触头通过上限继电器连接中央处理模块上限信号输入端，本体电子压力表pi的下限触头荣国下限继电器连接中央处理模块下限信号输入端，中央处理模块通讯端连接无线通讯模块，中央处理模块气瓶充注控制端连接第一电磁阀yv1受控端，中央处理模块的充注控制端连接第三电磁阀yv3受控端，中央处理模块抽真空控制端连接第四电磁阀yv4受控端，中央处理模块本体控制端连接本体电磁阀yv受控端。

本发明还公开了一种gis设备的sf6气体自动充注方法，具体包括以下步骤：

a、管道抽真空：开启真空管路阀门、充注管道p2阀门、气瓶电磁阀和减压阀，关闭gis设备的本体电磁阀yv，启动真空机组对管道进行抽真空；

b、向gis设备充注sf6气体：关闭抽真空阀门，开启充注管道p2阀门、气瓶电磁阀、减压阀和本体电磁阀yv，通过减压阀对gis设备的气室进行充气，当本体电子压力表pi检测气室压力数值达到预设上限值后关闭第六电磁阀yv6；

c、压降检测：本体电子压力表pi在时间段t内对气室压力持续检测，若气室压力无降低，则充气完成，进入步骤e，若气室压力下降，则进入步骤d；

d、重复步骤b和步骤c，重复次数为n，若气室压力无降低，则直接进入步骤e，若连续重复n次后压降检测时气室压力均下降，则中央处理模块发出报警信号并通过无线通讯模块向控制人员发送“检测回路或更换气瓶”信息；n为预设的最高重复次数，器数值由技术人员根据工作环境等参数进行设定；

e、中央处理模块判定sf6充气完毕并在5min后通过无线通讯模块向控制人员发送“充气完毕”信息。

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，gis设备的sf6气体自动充注系统，包括作为sf6充注气源的sf6气瓶、作为抽真空动力机构的抽真空机组、进行数据处理和控制的中央处理模块、用于传送信息的无线通讯模块和用于进行充注监控的充注控制单元。

抽真空机组通过抽真空管道p1连通gis设备的气室，sf6气瓶通过充注管道p2连通gis设备的气室，gis设备上设有用于检测气室sf6气体密度的密度继电器kt。sf6气瓶数量为两个，分别为第一气瓶和第二气瓶，第一气瓶通过第一气流支路连通充注管道p2，第二气瓶通过第二气流支路连通充注管道p2，第一气瓶出气口设有用于检测第一气瓶气压的第一气瓶电子压力表pi1，第二气瓶出气口设有用于检测第二气瓶气压的第二气瓶电子压力表pi2。

充注控制单元包括第一电磁阀yv1、第二电磁阀yv2、第三电磁阀yv3、第四电磁阀yv4、第五电磁阀、第六电磁阀yv6和本体电子压力表pi。

第一电磁阀yv1设置在第一气流支路上，且第一气流支路上位于第一电磁阀yv1和充注管道p2之间还设有第一减压阀rv1；第二电磁阀yv2设置在第二气流支路上，且第二气流支路上位于第二电磁阀yv2和充注管道p2之间还设有第二减压阀rv2。

抽真空管道p1和充注管道p2连通后通过公共管道p3连通gis设备气室，第三电磁阀yv3设置在充注管道p2上，为了便于控制，充注管道p2上还设有手动球阀bv，第四电磁阀yv4设置在抽真空管道p1上，第五电磁阀设置在抽真空机组和抽真空管道p1的接口处，第六电磁阀yv6设置在公共管道p3上，本体电磁阀yv和本体电子压力表pi均设置在gis本设备气室的气体充注口；

密度继电器kt连接中央处理模块的密度信息输入端，本体电子压力表pi的上限触头通过上限继电器连接中央处理模块上限信号输入端，本体电子压力表pi的下限触头荣国下限继电器连接中央处理模块下限信号输入端，第一气瓶电子压力表pi1的下限触头通过第一储气继电器连接中央处理模块储气信号输入端，第二气瓶电子压力表pi2的下限触头通过第二储气继电器连接中央处理模块储气信号输入端，中央处理模块通讯端连接无线通讯模块，中央处理模块的控制端分别连接第一电磁阀yv1、第二电磁阀yv2、第三电磁阀yv3、第四电磁阀yv4、第五电磁阀、第六电磁阀yv6和本体电磁阀yv的受控端。

如图2所示，基于上述gis设备的sf6气体自动充注系统的充注方法包括以下步骤：

a、管道抽真空：开启真空管路阀门、充注管道p2阀门、气瓶电磁阀和减压阀，关闭gis设备的本体电磁阀yv，启动真空机组对管道进行抽真空；

b、向gis设备充注sf6气体：关闭抽真空阀门，开启充注管道p2阀门、气瓶电磁阀、减压阀和本体电磁阀yv，通过减压阀对gis设备的气室进行充气，当本体电子压力表pi检测气室压力数值达到预设上限值后关闭第六电磁阀yv6；

在sf6充注过程中还包括密度继电器kt检测过程，密度继电器kt检测过程如下：

b1：将本体电子式压力表的上限值设定为与密度继电器kt的闭锁预设值一致；

b2：当本体电子式压力表数值上升至与密度继电器kt的报警预设值一致时，判断密度继电器kt是都发出报警信号，若发出则密度继电器kt报警触点正常，反正，则密度继电器kt异常；

b3：当本体电子式压力表数值上升至与密度继电器kt的闭锁预设值一致的预设上限值时，判断密度继电器kt是否闭锁gis设备断路器，若闭锁则密度继电器kt闭锁触点正常，反之，则密度继电器kt异常；

b4：判断密度继电器kt报警触点和闭锁触点是否均正常，均正常则进入步骤b5，反之，则进入步骤b6；

b5：中央处理模块判定触点校核无误并在5min后通过无线通讯模块向控制人员发送“接点校核无误”信息；中央处理模块判定触点校核无误后通过语音播报等方式通知现场人员，无线通讯模块采用gms等通讯网络；

b6：中央处理模块立即发出报警信号并持续5min，同时，通过无线通讯模块向控制人员发送“密度继电器kt故障”信息；

c、压降检测：本体电子压力表pi在时间段t内对气室压力持续检测，若气室压力无降低，则充气完成，进入步骤e，若气室压力下降，则进入步骤d；t为预设压降检测时间，其数值由技术人员根据现场环境等参数进行设定；

d、重复步骤b和步骤c，重复次数为n，若气室压力无降低，则直接进入步骤e，若连续重复n次后压降检测时气室压力均下降，则中央处理模块发出报警信号并通过无线通讯模块向控制人员发送“检测回路或更换气瓶”信息；n为预设的最高重复次数，器数值由技术人员根据工作环境等参数进行设定；

e、中央处理模块判定sf6充气完毕并在5min后通过无线通讯模块向控制人员发送“充气完毕”信息：中央处理模块判定充注完毕后通过语音播报等方式通知现场工作人员。

本发明进行充注检测的过程操作简单，且检测结构可靠稳定，有效保证充注系统的稳定工作和充注结果的准确可靠，提高了施工安装质量，进而保障整个gis设备的安全稳定使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。