本实用新型属于电力变压器检测技术领域，尤其涉及一种电力变压器储油柜胶囊充气装置。
背景技术：
储油柜是大容量油浸式电力变压器中的重要附件。现行国家标准GB/T 6451—2015规定，66kV以上电压等级油浸式变压器应采取防油老化措施，如在储油柜内部加装胶囊、隔膜或采用金属波纹密封式储油柜等，以确保绝缘油不与大气接触。安装有胶囊的储油柜称为胶囊式储油柜，胶囊顶部留有开口，开口处通过法兰结构与储油柜外壳形成密封；胶囊外部与储油柜内部的绝缘油接触，胶囊内部的空气经储油柜顶部的管道与大气相通。行业标准DL/T 5161.3—2012《电气装置安装工程质量检验及评定规程第3部分：电力变压器、油浸电抗器、互感器施工质量检验》要求胶囊本体及胶囊口密封处无泄漏。
为了检查胶囊密封性是否完好，有时需要向胶囊内部充入一种或者两种低压气体使胶囊膨胀，并检查胶囊内的气体是否泄漏。例如行业标准DL/T 5161.3—2012《电气装置安装工程质量检验及评定规程第3部分：电力变压器、油浸电抗器、互感器施工质量检验》中规定的储油柜胶囊密封性检查方法为“缓慢充气试验”。某些情况下，为了排出储油柜油面以上的空气，也需要向胶囊内部充气。根据工作的性质，可能需要向胶囊内部充入预设目标压力的干燥氮气、干燥空气，或者预设目标压力和浓度的其他气体与干燥氮气或空气的混合物，预设的压力（相对压力）一般在10~30kPa的范围，预设的混合物浓度一般在10000~30000mL/L的范围。行业中惯常采用单气路全手动操作方式，即通过单一的充气管路，以人工读取压力、手动调节阀门控制充气速度的方式进行充气；当充入两种气体的混合气时，需要手动控制两种气体的充入比例，并在第一种气体充入完毕后，手动拆下气源连接，接上第二种气体的气源；充气操作对人员的素质要求较高，并存在过度充气损坏胶囊的风险。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种电力变压器储油柜胶囊充气装置，能够根据单一气体预设的目标压力或者混合气体预设的目标压力和浓度，自动向电力变压器储油柜胶囊中充气，减少充气过程中的人工干预，并杜绝过度充气的风险。
本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种电力变压器储油柜胶囊充气装置，包括气体一压力及流量调节系统、气体二压力及流量调节系统、气体混合系统、充气及排气系统以及测量控制系统；所述气体一压力及流量调节系统的出气口、气体二压力及流量调节系统的出气口分别通过管路连接至所述气体混合系统的两个进气口；所述气体混合系统的出气口通过管路连接至所述充气及排气系统的进气口；所述测量控制系统通过数据线连接到气体一压力及流量调节系统、气体二压力及流量调节系统、气体混合系统、充气及排气系统的数据接口。
进一步的，所述气体一压力及流量调节系统包括依次连接的气源一、减压器一、流量调节阀一以及单向阀一；所述单向阀一的出口为所述气体一压力及流量调节系统的出气口，通过管路与所述气体混合系统的进气口连接。
进一步的，所述气体二压力及流量调节系统包括依次连接的气源二、减压器二、流量调节阀二以及单向阀二；所述单向阀二的出口为所述气体二压力及流量调节系统的出气口，通过管路与所述气体混合系统的进气口连接。
进一步的，所述气体混合系统包括依次连接的两位三通阀、气体流量计、单向阀三；所述两位三通阀的两个入口为所述气体混合系统的两个进气口，通过管路分别与所述气体一压力及流量调节系统的出气口、气体二压力及流量调节系统的出气口连接；所述单向阀三的出口为所述气体混合系统的出气口，通过管路与所述充气及排气系统的进气口。
进一步的，所述两位三通阀在任何时刻仅有一个入口开启，另一个入口关闭，即在任何时刻，所述气体一压力及流量调节系统和气体二压力及流量调节系统仅其中一个与所述气体混合系统连通。
进一步的，所述充气及排气系统包括四通阀、电磁阀、压力计、四通接头、压力释放阀、法兰接头；所述四通阀的一个接口A为所述充气及排气系统的进气口，通过管路与所述气体混合系统的出气口连接；所述四通阀的另一个接口B与所述电磁阀的一端连接，其他两个接口C/D与大气连通；所述电磁阀的另一端与所述四通接头的一个接口连接；所述四通接头的另三个接口分别与压力计、压力释放阀以及法兰接头连接。
进一步的，所述四通阀有两种工作状态，一种为所述四通阀的接口A和接口B连通，接口C和接口D连通；另一种为所述四通阀的接口A和接口D连通，接口B和接口C连通。
进一步的，所述压力释放阀的动作值为30 kPa（相对压力）。
进一步的，所述测量控制系统包括装有测控软件的工控机，以及分别与工控机连接的流量调节阀一控制电路、流量调节阀二控制电路、两位三通阀控制电路、四通阀控制电路以及电磁阀控制电路；所述流量调节阀一控制电路、流量调节阀二控制电路、两位三通阀控制电路、四通阀控制电路以及电磁阀控制电路分别通过数据线与所述气体一压力及流量调节系统、气体二压力及流量调节系统、气体混合系统、充气及排气系统的数据接口连接。
与现有技术相比，本实用新型所提供的电力变压器储油柜胶囊充气装置，包括气体一压力及流量调节系统、气体二压力及流量调节系统、气体混合系统、充气及排气系统以及测量控制系统，能够根据单一气体预设的目标压力或者混合气体预设的目标压力和浓度，自动完成变压器储油柜胶囊的充气操作，能够自动控制充气的速度，在出现压力异常时能够自动报警并采取正确的保护措施，能够自动完成胶囊及充气装置的排气减压操作。与传统单气路全手动操作方式相比，需要的人工干预少、操作精度高、安全性好。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种电力变压器储油柜胶囊充气装置的结构示意图；
其中：1-气体一压力及流量调节系统，2-气体二压力及流量调节系统，3-气体混合系统，4-充气及排气系统，5-测量控制系统，6-气源一，7-减压器一，8-流量调节阀一，9-单向阀一，10-气源二，11-减压器二，12-流量调节阀二，13-单向阀二，14-两位三通阀，15-气体流量计，16-单向阀三，17-四通阀，18-电磁阀，19-压力计，20-四通接头，21-压力释放阀，22-法兰接头。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型所提供的一种电力变压器储油柜胶囊充气装置，包括气体一压力及流量调节系统1、气体二压力及流量调节系统2、气体混合系统3、充气及排气系统4以及测量控制系统5；气体一压力及流量调节系统1的出气口、气体二压力及流量调节系统2的出气口分别通过管路连接至气体混合系统3的两个进气口；气体混合系统3的出气口通过管路连接至充气及排气系统4的进气口；测量控制系统5通过数据线连接到气体一压力及流量调节系统1、气体二压力及流量调节系统2、气体混合系统3、充气及排气系统的数据接口4。
气体一压力及流量调节系统1包括依次连接的气源一6、减压器一7、流量调节阀一8以及单向阀一9；单向阀一9的出口为气体一压力及流量调节系统1的出气口；气体二压力及流量调节系统2包括依次连接的气源二10、减压器二11、流量调节阀二12以及单向阀二13；单向阀二13的出口为气体二压力及流量调节系统2的出气口；气体混合系统3包括依次连接的两位三通阀14、气体流量计15、单向阀三16；两位三通阀14的两个入口为气体混合系统3的两个进气口，单向阀三16的出口为气体混合系统3的出气口；单向阀一9的出口、单向阀二13的出口分别通过管路连接至两位三通阀14的两个入口。
两位三通阀14在任何时刻仅有一个入口开启，另一个入口关闭，即在任何时刻，气体一压力及流量调节系统1和气体二压力及流量调节系统2仅其中一个与气体混合系统3连通。
充气及排气系统4包括四通阀17、电磁阀18、压力计19、四通接头20、压力释放阀21、法兰接头22；四通阀17的一个接口A为充气及排气系统4的进气口，通过管路与单向阀三16的出口连接；四通阀17的另一个接口B与电磁阀18的一端连接，其他两个接口C/D与大气连通；电磁阀18的另一端与四通接头20的一个接口连接；四通接头20的另三个接口分别与压力计19、压力释放阀21以及法兰接头22连接。
四通阀17有两种工作状态，一种为四通阀17的接口A和接口B连通，接口C和接口D连通；另一种为四通阀17的接口A和接口D连通，接口B和接口C连通。压力释放阀21的动作值为30 kPa（相对压力）。
具体实施时，拆下变压器储油柜的呼吸器，将法兰接头22连接到呼吸器联管的法兰处，使本实用新型充气装置出口与储油柜胶囊内部连通。初始状态下流量调节阀一8、流量调节阀二12、电磁阀18均关闭；气源一6中的气体经减压器一7，气源二10中的气体经减压器二11减压至0.1MPa（相对压力）。
当需要向胶囊内部充入预设压力的单一气体时（以气体一为例），测量控制系统5依次进行如下操作：首先使四通阀17的接口A和B连通，接口C和D连通；将两位三通阀14与单向阀一9连通，同时将单向阀二13的出口关闭；电磁阀18开启；逐渐打开流量调节阀一8，直至气体流量计15的流量达到30~40L/min，并以1秒/次的频率监测压力计19的读数；当压力比预设压力低2kPa以内时，通过控制流量调节阀一8使气体流量计15的流量降至10~20L/min；当压力达到预设压力时，依次关闭电磁阀18、流量调节阀一8。
当需要向胶囊内部充入预设目标压力和浓度的混合气体时，测量控制系统5依次进行如下操作：首先根据输入的目标压力和浓度自动计算所需注入的气体一和气体二的压力，当目标压力为P（相对压力），胶囊中气体二（假设气体二为溶质）的目标浓度（体积分数）为C时，由于充气前胶囊中已有绝对压力为1大气压的空气，设需要充入的气体二相对压力为P2，则P2/(1+P)=C；使四通阀17的接口A和B连通，接口C和D连通；将两位三通阀14与单向阀二13连通，同时将单向阀一9的出口关闭；电磁阀18开启；以1秒/次的频率监测压力计19的读数，当实时压力比P2低2kPa以上时，控制流量调节阀二12使气体流量计15的流量达到30~40L/min；当实时压力比预设压力低2kPa以内时，控制流量调节阀二12使气体流量计15的流量降至10~20L/min；当压力达到P2时，关闭流量调节阀二12，将两位三通阀14与单向阀一9相连的出口打开以充入气体一，同时与单向阀二13的出口关闭；当实时压力比目标压力P低2kPa以上时，控制流量调节阀一8，使气体流量计15的流量达到30~40L/min；当压力比预设压力低2kPa以内时，控制流量调节阀一8，使气体流量计15的流量降至10~20L/min；当实时压力达到目标压力P时，关闭电磁阀18、流量调节阀二12停止充气。
胶囊及充气装置的排气减压通过如下方式实现：测量控制系统5关闭流量调节阀一8、流量调节阀二12，打开电磁阀18，控制四通阀17接口A与接口D连通，接口B与接口C连通；胶囊内的气体经四通阀17的接口C排入大气，气体混合系统3中的气体经四通阀17的接口D排入大气；当压力计19的读数降为0时，关闭电磁阀18结束排气。
压力异常状态下的报警和自动保护措施通过如下方式实现：当流量调节阀一8已全部打开，流量仍然过低时，系统发出气源一6压力不足的警告；当流量调节阀二12已全部打开，流量仍然过低时，系统发出气源二10压力不足的警告；当压力计19的示数超过28kPa时，发出压力逼近限值的警告；当压力超过30kPa时，压力释放阀21自动开启泄压，同时强制关闭电磁阀18、流量调节阀一8、流量调节阀二12切断气源，并立即切换四通阀17的状态，使接口A与接口D连通，接口B与接口C连通，使装置内的气体经四通阀17排入大气，保护胶囊的安全。
以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。