一种用于GIS设备的SF6气体采样装置的制作方法

本发明涉及一种气体采样装置，特别是公开一种用于GIS设备的SF₆气体采样装置，是一种能采集现场GIS设备中具有代表性的六氟化硫导致故障的SF₆样品气的气体取样器，方便采集后再送到实验室的专用色谱仪上进行气体组分分析。

背景技术：

SF₆具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。电气工业利用其很高介电强度和良好的灭电弧性能，用作高压开关、大容量变压器、高压电缆和气体的绝缘材料。但是，六氟化硫气体在电气设备中经电晕、火花及电弧作用，还会产生多重有毒、腐蚀性气体及固体分解产物，如：氟化亚硫酰、氟化硫酰、硫化氢、二氧化硫等。所以，对含六氟化硫气体的电气设备必须进行取样检测。

然而SF₆设备分布在各个现场，设备分散且数量庞大，针对有状况的设备进行单独的样品采集并分析是检测SF₆设备是否异常的一个重要的手段。但是，对于现有技术的普通的取样器来说，由于取气钢瓶内壁对于分解出来的硫化物、氟化物会产生不可逆的吸附作用，从而使得原本含量很低的分解产物无法得到真实的分析。此外，现有技术的取样过程通常是将洗气的气体直接排空，这样的操作很不利于环境保护，造成环境污染。因此，如何取得真实的六氟化硫样品气并能实现仪器分析，减少取样过程中SF₆样品气的排放，设计一个合适的气体采样装置显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种用于GIS设备的SF₆气体采样装置，能够方便、真实地采集到现场GIS设备中的SF₆样品气到实验室的专用色谱仪上进行组分分析，很大程度上解决了取气难、分析难的问题。

本发明是这样实现的：一种用于GIS设备的SF₆气体采样装置，其特征在于：所述的采样装置包括洗取气系统和回收系统，所述的洗取气系统包括设置在一个小型仪表箱内的气路切换系统、压力显示系统和气路控制组件，所述气路切换系统的气体进口通过连接气路顺序连接一个进口针阀和一个进口三通阀，所述进口三通阀的另两路中一路顺序连接第二负压表、取气瓶、出口三通阀和出口针阀，另一路顺序连接第一负压表和洗气瓶，最后连接至出口三通阀，各部件间通过相应的连接气路连接，并通过所述的气路控制组件实现气路切换控制，所述的回收系统包括顺序连接的开关阀、过滤器、真空泵和回收钢瓶，在所述的采样装置进行回收及抽真空工作时，所述回收系统的开关阀一端通过连接气路连接至所述洗取气系统的出口针阀一端的气体出口，回收所述洗取气系统里的SF₆样品气，防止SF₆样品气的排空造成的空气污染。

分别用于显示所述洗气瓶及取气瓶压力的第一负压表、第二负压表设置于所述仪表箱的面板上，所述的仪表箱面板上还分别设置有所述进口针阀的阀柄、进口三通阀的阀柄、出口三通阀的阀柄和出口针阀的阀柄，以及气体进口和气体出口，所述的气体进口和气体出口为不锈钢快速接头，当不连接外气路时处于常闭状态，气体进口和气体出口的另一端分别和进口针阀和出口针阀相连。

所述的取气瓶为压力容器，采用316L不锈钢取气瓶，瓶体顶部设有两根3mm长度的气路管分别作为取气瓶进气口和取气瓶出气口，所述取气瓶的瓶体内壁经过抛光、清洗及涂层处理，所述的涂层处理为通过溶剂溶解烷硫基化合物后均匀喷涂在瓶体内部，并烘干形成烷硫基化合物涂层，所述的烷硫基化合物涂层均匀地分布在所述取气瓶的瓶体内壁，所述的烷硫基化合物涂层极大地减小硫化物的吸附。

所述的洗气瓶采用316L不锈钢洗气瓶，其内壁经过抛光、清洗处理，所述洗气瓶的瓶体顶部设有两根3mm长度的气路管作为洗气瓶进气口和洗气瓶出气口。

本发明的有益效果是：本发明设计了一种用于采集GIS设备中SF₆样品气的取样装置，本发明采样装置能够准确现场采集指定GIS设备中的SF₆样品气，且结构紧凑，便于携带回实验室分析SF₆样品气中各种组分的含量，从而判断GIS设备的运行状况、对故障分析提供强而有力的依据。本发明采样装置设计合理，利用洗气瓶，暂时储存了吹扫连接管路所用的SF₆样品气，防止了SF₆的排放，避免污染环境。并且极大地减小了空气的渗入，尤其是取气瓶内壁的烷硫基化合物涂层设计，有效地防止了SF₆样品气中特征组分的吸附，从而增强了分析结果的可靠性。

附图说明

图1是本发明采样装置回收及抽真空时的气路流程框图。

图2是本发明洗气时的气路流程框图。

图3是本发明取气时的气路流程框图。

图4是本发明进行SF₆样品气分析时的气路流程框图。

图中：1、进口针阀； 2、进口三通阀； 3、第一负压表； 4、第二负压表； 5、出口三通阀； 6、出口针阀； 7、开关阀。

具体实施方式

根据附图1，本发明一种用于GIS设备的SF₆气体采样装置，包括洗取气系统和回收系统，所述的洗取气系统包括设置在一个小型仪表箱内的气路切换系统、压力显示系统和气路控制组件。所述气路切换系统的气体进口通过连接气路顺序连接一个进口针阀1和一个进口三通阀2，所述进口三通阀2的另两路中一路顺序连接第二负压表4、取气瓶、出口三通阀5和出口针阀6，另一路顺序连接第一负压表3和洗气瓶，最后连接至出口三通阀5。各部件间通过相应的连接气路连接，并通过所述的气路控制组件实现气路切换控制。所述的回收系统包括顺序连接的开关阀7、过滤器、真空泵和回收钢瓶。在所述的采样装置进行回收及抽真空工作时，所述回收系统的开关阀一端通过连接气路连接至所述洗取气系统的出口针阀一端的气体出口，回收所述洗取气系统里的SF₆样品气，防止SF₆样品气的排空造成的空气污染。

本发明采样装置的具体操作步骤如下：

1、回收及抽真空：进行回收操作时，如附图1所示，出口三通阀5分别选择气路切换至取气瓶与洗气瓶，将气体出口与回收系统的开关阀7一端相连，真空泵的出口接通回收钢瓶，进口针阀1关闭，出口针阀6开启，开启真空泵和回收钢瓶瓶阀，抽到真空泵的极限负压之后，关闭出口针阀6，关闭真空泵和回收钢瓶瓶阀即完成操作。进行抽真空操作时，如附图1所示，出口三通阀5分别选择气路切换至取气瓶与洗气瓶，将气体出口与回收系统的开关阀7一端相连，真空泵的出口接放空，进口针阀1关闭，出口针阀6开启，抽到真空泵的极限负压之后，关闭出口针阀6。接着从气体进口处吹入氦气，利用进口三通阀2控制氦气分别进入洗气瓶和取气瓶，同时利用进口针阀1控制氦气流量，防止洗气瓶及取气瓶内压力迅速上升。当第一负压表3、第二负压表4分别显示洗气瓶和取气瓶内的氦气压力到0.4MPa左右时关闭进口针阀1，开启出口针阀6和回收系统的开关阀7，控制出口三通阀5分别对洗气瓶和取气瓶进行抽真空。反复上述过程2～3次，确保取气瓶和洗气瓶均清洗干净，并处于真空状态。

2、洗气及取气：现场操作时，需要将采样装置的气体进口和待采样的GIS设备连接好，进口三通阀2选择接通洗气瓶方向，开启进口针阀1，保持洗气瓶压力缓慢地增长，如附图2所示。待第一负压表3显示洗气瓶内压力上升至0.3MPa后，连接气路中的空气基本被SF₆样品气洗净。然后旋转进口三通阀2，GIS设备中的SF₆样品气会由于压力差进入到取气瓶中，如附图3所示。待第二负压表4显示取气瓶内压力上升至0.3MPa时，取样结束，关闭进口针阀1，使采样装置处于密封状态。

3、样品分析：进行SF₆样品气分析时，先将气相色谱仪连接至采样装置的气体出口，通过出口针阀6对SF₆样品气的出口流量进行控制，将SF₆样品气送入气相色谱仪进行分析，如附图4所示。气体分析结束后，关闭出口针阀6，断开采样装置与气相色谱仪的连接，再将回收系统的开关阀7一端连接至气体出口，利用回收系统对采样装置内残留的六氟化硫气体进行回收操作，防止SF₆的放空和泄露，减小对环境的污染。