一种SF6开关气体检测回充装置的制作方法

本发明属于电力电气设备检测技术领域，具体涉及一种sf6开关气体检测回充装置。

背景技术：

随着电力系统供电可靠性的要求不断提升，gis/hgis、sf6断路器等设备使用量不断增加，根据dl/t595《六氟化硫电气设备气体监督导则》、q/gdw168-2008《输变电设备状态检修试验规程》的要求，sf6开关设备应按照标准进行周期性检测试验，以保证其安全稳定运行。sf6开关气体检测试验中，如10kvhd4型sf6断路器上下气室气体仅0.272kg，检测过程中气体经过现有检测设备流出，很容易造成气室气压降低，影响设备安全运行。同时气体的排放日积月累不仅造成sf6气体的浪费，也会引发温室效应。目前sf6气体回收装置主要适用于sf6设备大修、技改等中，能保证气体的完全回收，而无法满足日常sf6开关设备周期性检测试验需求。

研究表明，对于六氟化硫气体（sf6）气体绝缘设备的检测，目前采用六氟化硫气体气体分解物检测的方法。这种方法一般检测设备的绝缘物沿面缺陷、设备内部导体间连接缺陷、设备内部的异常发热、灭弧室内零部件的异常烧蚀等潜伏性故障诊断，及gis故障定位方面。由于六氟化硫气体分解物检测的方法具有受外界环境干扰小、灵敏度高、准确度好等优势，成为了运行设备状态监测和故障诊断的新技术和有效手段。然而，目前现场应用的sf6气体分解物检测仪大多采用离线方法，需取样至实验室检测，或者人员现场检测（现场检测周期较长），不能及时或实时的反映电气设备状况。并且，由于采用离线检测，在检测过程中需要取样或者抽取样气，这样，就会给六氟化硫高压设备造成一定的放气效应，放气量的多少随检测次数和时间有直接关系，会造成高压开关设备本体压力下降的不良影响，影响设备的正常运行。再者，检测时的采样气体或检测气体都是直接排空，这部分排空气体会对人类生存的生态环境造成温室效应（六氟化硫气体本身是一种温室效应很强的气体，其温室效应是等量二氧化碳的23900倍），对生存环境造成污染和破坏的同时给检修人员造成身体甚至生命的危害（分解产物中含有一些强腐蚀性、剧毒物质）。

公告号为cn203479582u的专利文献公开了一种高压开关sf6气体分解产物在线取样测量装置，通过取样气路，抽取六氟化硫设备内的样本，将抽取的样本输送到在线检测及回收气路，在此气路中进行样本各项参数指标的检测，检测结果可以通过现场工控机发送到远程集控中心，检测完毕后，将多余气体通过回收装置进行回收，防止环境污染及影响现场工作人员的健康；其次，通过回充气路对检测设备进行气体补充，保证设备的正常运行，降低设备损耗。该设备针对抽样气体不能进行及时回收利用，造成浪费和环境污染。

公告号为cn203894243u的专利文献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。该装置安全性不高，容易出现泄漏，污染环境。

基于上述情况，并结合sf6开关气体检测实际需求，研发出一种sf6开关气体检测回充装置意义重大。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种sf6开关气体检测回充装置，该装置不仅能实现sf6气体纯度、水分、分解物检测，而且还能将气体经过测量模块后暂存在回充模块的缓存罐中，测量结束后由回充系统将合格的sf6气体再一次性回充至断路器中，实现完整的闭环处理，使整个试验过程更加规范化、标准化，保证设备供电可靠性。

本发明的技术方案是：

一种sf6开关气体检测回充装置，包括预处理模块、测量模块、气体回充模块及控制显示模块；

所述的预处理模块一端通过取样气管与sf6开关设备气室连接，另一端则通过取样气管与测量模块连接将取样气体输送至测量模块；

所述的测量模块对取样气体的水分、分解物进行检测，并输送至气体回充模块；

所述的气体回充模块把测量后的气体回存储在气体回充模块的存储罐内，并同时给sf6开关设备补充气体；

所述的控制显示模块分别与预处理模块、测量模块及气体回充模块连接，对预处理模块、测量模块及气体回充模块进行流程控制、数据采集及数据远传处理。

具体的，所述的预处理模块包括依次设置在取样气管上的第一电磁阀、第二电磁阀、第一控制阀和第一继电器，所述的第一电磁阀和第二电磁阀之间设置有减压阀，所述的第一控制阀和第一继电器之间设置有压力传感器，所述的取样气管连接sf6开关设备的取气口，所述的第一电磁阀、减压阀、第二电磁阀、第一控制阀、压力传感器和第一继电器同时与控制显示模块连接。

具体的，所述的压力传感器与第一继电器之间设置有第三电磁阀，所述的第二电磁阀与第三电磁阀之间并联连接第二控制阀，所述的第二控制阀和第三电磁阀同时与控制显示模块连接。

具体的，所述测量模块包括分解物检测仪、微水密度仪及流程测量仪。

具体的，所述的气体回充模块包括与测量模块连接的一级气泵，所述的一级气泵与二级缓存罐连接，所述的二级缓存罐出口设置有二级气泵和第四电磁阀，所述的第四电磁阀与第三控制阀连接，所述的第三控制阀一端通过第二单向阀与取样气管连通，所述的第三控制阀另一端与第二继电器连接，所述的第二继电器连接第一单向阀，所述的二级气泵出口设置在第三控制阀与第二单向阀之间，所述的一级气泵、二级气泵、第四电磁阀、第一单向阀、第三控制阀、第二单向阀、第二继电器同时与控制显示模块连接。

具体的，所述的控制显示模块包括plc控制器和人机界面的触摸屏，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。

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so2、sh2、sof2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，检测时的采样气体或检测气体都是直接排空，这部分排空气体会对人类生存的生态环境造成温室效应（六氟化硫气体本身是一种温室效应很强的气体，其温室效应是等量二氧化碳的23900倍），对生存环境造成污染和破坏的同时给检修人员造成身体甚至生命的危害（分解产物中含有一些强腐蚀性、剧毒物质）。

本发明的有益效果是：该装置包括预处理模块、测量模块、气体回充模块、控制显示模块，预处理模块从sf6开关设备气室（断路器）取样并将取样气体送至测量模块，所述的测量模块对取样气体的水分、分解物进行检测，并输送至气体回充模块，气体回充模块把测量后的气体回存储在气体回充模块的存储罐内，并同时给sf6开关设备补充气体。装置各元器件采用高密封性零部件，集成化模块处理，连接管路一体化焊接处理，减少泄漏风险。同时对每个模块进行密闭处理并冲入sf6保护气，进一步降低外漏风险，本发明具有结构简单紧凑、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。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的原理结构示意图。

1第一电磁阀、2减压阀、3第二电磁阀、4第一控制阀、5第二控制阀、6压力传感器、7第三电磁阀、8第一继电器、9测量模块、10二级缓存罐、11二级气泵、12第四电磁阀、13第一单向阀、14第三控制阀、15第二单向阀、16第二继电器、17一级气泵、18测气口、19预处理模块、20气体回充模块。

具体实施方式

如图1所示为本发明一种sf6开关气体检测回充装置的原理框图，包括预处理模块19、测量模块9、气体回充模块20及控制显示模块，如图2所示为本发明的原理结构示意图。

所述的预处理模块19一端通过取样气管与sf6开关设备气室连接，另一端则通过取样气管与测量模块9连接将取样气体输送至测量模块9，为减少系统测量及洗气时用气量，从开关气室到预处理模块及系统内部可采用3mm不锈钢管连接（假设从取样管路到内部整体气路总长20m，那么整体容积，考虑更多的冗余量，整体容积约200ml，设备整体容积较小且气体回设备无损耗，所述的预处理模块19包括依次设置在取样气管上的第一电磁阀1、第二电磁阀3、第一控制阀4和第一继电器8，所述的第一电磁阀1和第二电磁阀3之间设置有减压阀2，所述的第一控制阀4和第一继电器8之间设置有压力传感器6，所述的取样气管连接sf6开关设备的取气口，所述的第一电磁阀1、减压阀2、第二电磁阀3、第一控制阀4、压力传感器6和第一继电器8同时与控制显示模块连接，所述的压力传感器6与第一继电器8之间设置有第三电磁阀7，所述的第二电磁阀3与第三电磁阀7之间并联连接第二控制阀5，所述的第二控制阀5和第三电磁阀7同时与控制显示模块连接。。

所述的测量模块9对取样气体的水分、分解物进行检测，并输送至气体回充模块20，所述测量模块9包括分解物检测仪、微水密度仪及流程测量仪。

所述的气体回充模块20把测量后的气体回存储在气体回充模块的存储罐内，并同时给sf6开关设备补充气体。所述的气体回充模块20包括与测量模块连接的一级气泵17，所述的一级气泵17与二级缓存罐10连接，所述的二级缓存罐10出口设置有二级气泵11和第四电磁阀12，所述的第四电磁阀12与第三控制阀14连接，所述的第三控制阀14一端通过第二单向阀15与取样气管连通，所述的第三控制阀14另一端与第二继电器16连接，所述的第二继电器16连接第一单向阀13，所述的二级气泵11出口设置在第三控制阀14与第二单向阀15之间，所述的一级气泵17、二级气泵11、第四电磁阀12、第一单向阀13、第三控制阀14、第二单向阀15、第二继电器16同时与控制显示模块连接。

所述的控制显示模块分别与预处理模块19、测量模块9及气体回充模块20连接，对预处理模块19、测量模块9及气体回充模块20进行流程控制、数据采集及数据远传处理。所述的控制显示模块包括plc控制器和人机界面的触摸屏，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。

使用本发明提供的sf6开关气体检测回充装置进行气体检测及回充的过程如下：第一步.将本发明提供的sf6开关气体检测回充装置的与sf6开关设备气室测气口18可靠连接，按下控制显示模块的开机键，启动预处理模块19，第一电磁阀1、第二电磁阀3、第三电磁阀7、第四电磁阀电磁阀12、第三控制阀14、第一单向阀13、第一继电器8、第二继电器16开启，使采样气体依次流过管路，实现系统管路空气、水分的吹扫，即首次排气阶段，所述的减压阀2、第一控制阀4、第二控制阀5实现稳压、稳流功能，所述的压力传感器6对气体压力实时监测，实现常压测量，保证测量模块的可靠、稳定运行。

第二步.启动测量模块9，测量模块9包括分解物检测仪、微水密度仪及流程测量仪同时可实现对sf6开关采样气体的纯度、水分、分解物的检测，并将检测数据送至控制显示模块20，对检测数据进行实时存储和显示，方便查看。

第三步.气体经过测量模块后，通过一级气泵17自动暂存在气体回充模块的二级缓存罐10中，以备测量结束后由气体回充模块20一次性回充至sf6开关设备气室。

第四步.测量结束且气体指标合格后，启动二级气泵11，将二级缓存罐10中的气体一次性回充至sf6开关设备气室，避免sf6气体流入大气，保证sf6开关气室压力稳定。

第五步.气体回充完毕本次测量结束，若更换测量点则需重复以上所有阶段，完成对新测量点的测量工作，若重复检测当前测量点直接循环进行测量和气体回充阶段即可。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。