一种带微水检测机构的气体过热分解实验平台

1.本发明涉及气体绝缘实验技术领域，尤其是涉及一种带微水检测机构的气体过热分解实验平台。


背景技术：

2.sf6因其优秀的绝缘性能和灭弧性能而被广泛运用于电力行业中，然而，sf6是一种温室效应极强的气体，其温室效应潜在值(gwp)是co2的23500倍，且大气寿命长达3200年，于1997年的《京都议定书》中被列为六种温室气体之一。随着世界各国对全球变暖问题的重视，为了减少sf6在电力行业中的使用，现在亟须寻找一种具有优良的绝缘性能和环保特性的气体。
3.随着全球变暖问题的加剧，世界各国日益重视因温室效应而导致的气候问题。亟需找到一种新型环保气体来减少sf6的使用。美国3m公司研发了c4f7n高绝缘性能介质，其gwp值为2100，大气存活寿命为30年，绝缘性能是sf6的2.6倍。由于c4f7n的液化温度较高，需要混入缓冲气体改善液化温度来满足实际设备运行条件。微水会影响气体的分解特性，在该混合气体投入使用前，有必要研究微水对其分解特性的影响。目前的过热分解实验平台(如申请号为cn202111550320.0的中国发明专利)都缺乏对设备内的水含量检测装置，常常需要对气室内的气体进行采样检测，这会减少气室内的气体含量，且实验室采用的微水进样装置是注射器样式，该装置的精度会因为人的操作习惯不同而不同，存在一定的误差。
4.因此，在不减少气室内气体含量的条件下得到气室内的微水含量并减少微水进样装置的误差是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种带微水检测机构的气体过热分解实验平台，用以在不减少气室内气体含量的条件下得到气室内的微水含量并减少微水进样装置的误差。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种带微水检测机构的气体过热分解实验平台，包括气罐、加热机构、微水检测机构、气体成分检测机构及真空泵；
7.所述气罐具有一密闭的容纳腔，所述气罐上固定有与所述容纳腔连通的进气管及出气管，所述进气管上设置有进气阀，所述出气管上设置有出气阀；
8.所述加热机构用于对所述容纳腔内的气体进行加热；
9.所述微水检测机构用于检测所述容纳腔内的湿度；
10.所述气体成分检测机构包括气体采集袋及气相色谱仪，所述气体采集袋与所述出气管连通，所述气相色谱仪用于检测所述气体采集袋内的气体的成分；
11.所述真空泵的进口与所述容纳腔连通。
12.在一些实施例中，所述带微水检测机构的气体过热分解实验平台还包括气压检测件，所述气压检测件用于检测所述容纳腔内的气体压强。
13.在一些实施例中，所述加热机构包括加热棒，所述加热棒设置于所述容纳腔内。
14.在一些实施例中，所述加热机构还包括温度检测件，所述温度检测件设置于所述容纳腔内、并用于检测所述容纳腔内的气体温度。
15.在一些实施例中，所述加热机构还包括电源及控制器，所述电源与所述加热棒电连接，所述控制器与所述电源及所述温度检测件均电连接，并用于根据所述温度检测件的结果控制所述加热棒的通电或断电。
16.在一些实施例中，所述气罐上开设由于第一让位孔；所述电源与所述加热棒经由第一电线电连接，所述第一电线穿过所述第一让位孔，所述第一电线与所述第一让位孔之间填充有第一填充体。
17.在一些实施例中，所述气罐上开设由于第二让位孔；所述控制器与所述温度检测件经由第二电线电连接，所述第二电线穿过所述第二让位孔，所述第二电线与所述第二让位孔之间填充有第二填充体。
18.在一些实施例中，所述气罐包括气罐主体及盖体，所述盖体经由螺栓可拆卸连接于所述气罐主体上。
19.在一些实施例中，所述微水检测机构包括湿度传感器及湿度检测件，所述湿度传感器设置于所述容纳腔内，所述湿度检测件与所述湿度传感器电连接。
20.在一些实施例中，所述出气阀为三通阀，所述三通阀的第一端与所述出气管连通，所述三通阀的第二端与所述真空泵的进口连通，所述三通阀的第三端与所述气体采集袋连通。
21.与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：由于在注水过程中通过微水检测机构检测气罐内的湿度，当到达实验设定湿度值时停止注射，从而可减少微水进样装置的误差，同时，通过微水检测机构可实现对气罐内的水蒸气含量的实时检测，不需要取样检测水蒸气的含量，从而气罐内的气体含量不会减少，有利于提高实验结果的准确度。
附图说明
22.图1是本发明提供的带微水检测机构的气体过热分解实验平台的一实施例的结构示意图；
23.图2是图1中的气罐的结构示意图；
24.图中：1-气罐、11-进气管、111-进气阀、12-出气管、121-出气阀、13-气罐主体、14-盖体、141-螺栓、2-加热机构、21-加热棒、22-温度检测件、23-电源、24-控制器、25-第一电线、251-第一填充体、26-第二电线、261-第二填充体、3-微水检测机构、31-湿度传感器、32-湿度检测件、4-气体成分检测机构、41-气体采集袋、42-气相色谱仪、5-真空泵、6-气压检测件。
具体实施方式
25.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
26.请参照图1，本发明提供了一种带微水检测机构的气体过热分解实验平台，包括气罐1、加热机构2、微水检测机构3、气体成分检测机构4及真空泵5。
27.所述气罐1具有一密闭的容纳腔，所述气罐1上固定有与所述容纳腔连通的进气管
11及出气管12，所述进气管11上设置有进气阀111，所述出气管12上设置有出气阀121。
28.所述加热机构2用于对所述容纳腔内的气体进行加热。
29.所述微水检测机构3用于检测所述容纳腔内的湿度。
30.所述气体成分检测机构4包括气体采集袋41及气相色谱仪42，所述气体采集袋41与所述出气管12连通，所述气相色谱仪42用于检测所述气体采集袋41内的气体的成分。
31.所述真空泵5的进口与所述容纳腔连通。
32.在实验时，装置组装完成后，检查其气密性，再用无水乙醇清洗气罐1的内部，去除气罐1内的灰尘和杂质，随后使用缓冲气体多次冲洗气罐1的内部、进气管11和出气管12，以去除气罐1内的杂质气体，避免其影响实验结果，随后用真空泵5将气罐1抽至真空。然后将水通过进气管11注入气罐1内，由于水的液化温度受气压影响，在真空状态下，水的液化温度极低，液态的水注入气罐1内后会迅速变成气态，注水过程中通过微水检测机构3检测气罐1内的湿度，当到达实验设定湿度值时停止注射。然后分别将预设量的绝缘介质及缓冲气体分别通过进气管11注入气罐1内，静置6小时，使气体混合均匀，再通过加热机构2对气罐1内的混合气体加热到一定温度并保持恒定，一段时间后，开启出气阀121，采集并检测分解后气体的组分和含量。
33.由于在注水过程中通过微水检测机构3检测气罐1内的湿度，当到达实验设定湿度值时停止注射，从而可减少微水进样装置的误差，同时，通过微水检测机构3可实现对气罐1内的水蒸气含量的实时检测，不需要取样检测水蒸气的含量，从而气罐1内的气体含量不会减少，有利于提高实验结果的准确度。
34.为了便于检测气罐1内的气压，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述带微水检测机构的气体过热分解实验平台还包括气压检测件6，所述气压检测件6用于检测所述容纳腔内的气体压强。在注入绝缘介质及缓冲气体时，可以根据气压检测件6的示数，结合道尔顿分压定律来判断进气量，从而定量控制绝缘介质及缓冲气体的注入量。
35.为了具体实现加热机构2的功能，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述加热机构2包括加热棒21，所述加热棒21设置于所述容纳腔内。
36.为了便于控制气罐1内的温度，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述加热机构2还包括温度检测件22，所述温度检测件22设置于所述容纳腔内、并用于检测所述容纳腔内的气体温度，在实验时，当容纳腔内的气体温度低于预设值时，通过加热棒21进行加热，当容纳腔内的气体温度等于或大于预设值时，则停止加热，从而可使气罐1内的温度维持在预设值。
37.为了便于控制加热棒21，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述加热机构2还包括电源23及控制器24，所述电源23与所述加热棒21电连接，所述控制器24与所述电源23及所述温度检测件22均电连接，并用于根据所述温度检测件22的结果控制所述加热棒21的通电或断电。
38.为了具体实现电源23与加热棒21的电连接，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述气罐1上开设由于第一让位孔；所述电源23与所述加热棒21经由第一电线25电连接，所述第一电线25穿过所述第一让位孔，所述第一电线25与所述第一让位孔之间填充有第一填充体251，以提高密封性。
39.为了具体实现控制器24与温度检测件22的电连接，请参照图1和图2，在一优选的
实施例中，所述气罐1上开设由于第二让位孔；所述控制器24与所述温度检测件22经由第二电线26电连接，所述第二电线26穿过所述第二让位孔，所述第二电线26与所述第二让位孔之间填充有第二填充体261，以提高密封性。
40.为了便于安装整个装置，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述气罐1包括气罐主体13及盖体14，所述盖体14经由螺栓141可拆卸连接于所述气罐主体13上。
41.为了具体实现微水检测机构3的功能，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述微水检测机构3包括湿度传感器31及湿度检测件32，所述湿度传感器31设置于所述容纳腔内，所述湿度检测件32与所述湿度传感器31电连接、并用于根据湿度传感器31的检测数据计算得到容纳腔内的湿度。
42.为了便于安装真空泵5，请参照图1，在一优选的实施例中，所述出气阀121为三通阀，所述三通阀的第一端与所述出气管12连通，所述三通阀的第二端与所述真空泵5的进口连通，所述三通阀的第三端与所述气体采集袋41连通。
43.为了更好地理解本发明，以下结合图1和图2来对本发明提供的带微水检测机构的气体过热分解实验平台的工作过程进行详细说明：
44.(1)在实验时，装置组装完成后，检查其气密性，具体方法是：使用真空泵5将气罐1内抽至真空，随后关闭出气阀121并静置，观察气罐1内气压变化，若无明显变化，则气密性良好；
45.(2)再用无水乙醇清洗气罐1的内部，去除气罐1内的灰尘和杂质，随后使用缓冲气体多次冲洗气罐1的内部、进气管11和出气管12，以去除气罐1内的杂质气体，避免其影响实验结果，随后用真空泵5将气罐1抽至真空；
46.(3)然后将水通过进气管11注入气罐1内，由于水的液化温度受气压影响，在真空状态下，水的液化温度极低，液态的水注入气罐1内后会迅速变成气态，注水过程中通过微水检测机构3检测气罐1内的湿度，当到达实验设定湿度值时停止注射。然后分别将预设量的绝缘介质及缓冲气体分别通过进气管11注入气罐1内，静置6小时，使气体混合均匀，
47.(4)再通过加热机构2对气罐1内的混合气体加热到一定温度并保持恒定，一段时间后，开启出气阀121，采集并检测分解后气体的组分和含量；再改变加入的水的量，重复上述步骤，从而得到微水含量对绝缘介质热分解的影响。
48.本发明提供的技术方案的有益效果是：由于在注水过程中通过微水检测机构3检测气罐1内的湿度，当到达实验设定湿度值时停止注射，从而可减少微水进样装置的误差，同时，通过微水检测机构3可实现对气罐1内的水蒸气含量的实时检测，不需要取样检测水蒸气的含量，从而气罐1内的气体含量不会减少，有利于提高实验结果的准确度。
49.以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。