CN103196638A - 一种封闭式组合电器定量检漏方法 - Google Patents

一种封闭式组合电器定量检漏方法 Download PDF

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龙锦壮
王克涛
赵鑫
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Abstract

本发明公开了一种封闭式组合电器定量检漏方法，其特征在于：GIS对接组装、抽真空完成后，分别对奇数气室及偶数气室充入不等量的气体，利用定制密闭罩包扎检漏，利用充气量及气室压力变化量等准确折算出GIS各气室容积，并通过参数，计算每一单独气室的相对年泄漏率，提高了年泄漏率的测量精度，本发明可适用于各类大型封闭式组合电器、测试精度高，操作简便，满足工程需要，在安装过程中可及时发现气体泄漏情况，及时消除缺陷，避免了工程投产后因气体泄漏而停电处理。

Description

一种封闭式组合电器定量检漏方法
  
技术领域：
本发明涉及一种封闭式组合电器定量检漏方法，是电力***变电站封闭式组合电器（GIS）定量检漏技术，广泛应用于密封设备的密封性测试，属于电力***变电站GIS安装及检测领域。
背景技术： 
封闭式组合电器（GIS）以其安全性、可靠性、小型化等特点已被电力***广泛采用。SF6气体是GIS设备的主要绝缘介质，其纯度、压力、微水含量是影响设备绝缘的重要指标。气体泄露将导致压力降低，气室内气体压力降低到一定程度时保护将闭锁断路器和隔离开关，严重时将会威胁电网安全稳定运行。同时，SF6气体为有毒气体，气体的大量泄露将造成环境污染并威胁运行人员安全。如何有效防止GIS设备气体泄露、发现漏点并及时处理对***的安全运行尤为重要。SF6气体年泄露率是衡量组合电器密封性的重要指标。《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006）和《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》中明确规定：GIS的密封性要求每个气室的年漏气率不应大于1%。
目前，已有的封闭式组合电器定量检漏的方法对于工程实际操作难度大、测量准确性低。《高压开关设备六氟化硫气体密封试验方法》中推荐的挂瓶法和包扎法仅适用于体积较小的开关设备。对于体积庞大的封闭式组合电器，因其间隔一一相连且各气室压力可能不一致（灭弧气室与非灭弧气室），仅在相邻气室的法兰处包扎检漏并不能准确确定每一气室的年泄漏量。且对于大型封闭式组合电器，挂瓶法和包扎法年泄露率计算中所需的试品体积、密封***容积和密封罩体积均不易确定，影响测量精度。 
发明内容： 
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种测试精度高，操作简便，满足工程需要，在安装过程中可及时发现气体泄漏情况，及时消除缺陷，避免了工程投产后因气体泄漏而停电处理的一种封闭式组合电器定量检漏方法。
 本发明的目的可以通过如下措施来得到：一种封闭式组合电器定量检漏方法，其特征在于其包括如下步骤： 
（1）GIS对接组装、抽真空完成后，对奇数气室充入气体至额定压力，记录充入每一个奇数气室充入气体的质量 
Figure 219368DEST_PATH_IMAGE001
，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量
Figure 33740DEST_PATH_IMAGE002
，单位MPa；记录当前环境温度T，单位K；
（2）对偶数气室充入0.02MPa微正压力气体；
（3）对其中一奇数气室进行包扎检漏：用密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎；
 3.1 根据测量值，计算密闭罩体积
Figure 793886DEST_PATH_IMAGE003
，单位；i=1,2,3…，为与该奇数气室相连的密闭包扎点的个数；
3.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积
Figure 259820DEST_PATH_IMAGE005
，单位
Figure 928698DEST_PATH_IMAGE004
；
 3.3  24小时后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 607548DEST_PATH_IMAGE006
；
3.4 用式计算该奇数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 364468DEST_PATH_IMAGE008
，MPa·m3/s；时间间隔
Figure 887854DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压=0.1MPa；
3.5 计算该奇数气室气体泄漏率
Figure 231427DEST_PATH_IMAGE011
，其数值等于与该奇数气室相连的法连包扎处气体泄漏率的和，即
Figure 772130DEST_PATH_IMAGE012
；
3.6 用式 
Figure 150022DEST_PATH_IMAGE013
计算该气室的容积V，单位
Figure 750767DEST_PATH_IMAGE004
，气体摩尔质量M=0.146kg/mol；常数R=8.314；
3.7 用式
Figure 401060DEST_PATH_IMAGE014
计算该奇数气室的相对年泄漏率
Figure 745454DEST_PATH_IMAGE015
，%；式中为额定充气压力，单位MPa;
（4）重复3及3.1--3.7步骤，对其他奇数气室进行包扎检漏；
（5）撤除密闭罩；
（6）将偶数气室充气至额定压力，记录充入每一个偶数气室的气体质量
Figure 687182DEST_PATH_IMAGE017
，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量，单位MPa；记录当前环境温度To，单位K；
（7）对其中一偶数气室进行包扎检漏：密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎；
   7.1根据测量值，计算密闭罩体积
Figure 520326DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 872810DEST_PATH_IMAGE004
；w=1,2,3…，为与该偶数气室相连的密闭包扎点的个数；
7.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积，单位
Figure 941708DEST_PATH_IMAGE004
；
7.3 24h后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 627905DEST_PATH_IMAGE021
;
7.4 用式
Figure 834895DEST_PATH_IMAGE022
计算该偶数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 886028DEST_PATH_IMAGE023
，MPa·m3/s；时间间隔
Figure 811258DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压
Figure 35566DEST_PATH_IMAGE010
=0.1MPa；
7.5 计算该偶数气室气体泄漏率， 
Figure 568365DEST_PATH_IMAGE025
；
7.6用式 
Figure 980892DEST_PATH_IMAGE026
 计算该气室的容积
Figure 8890DEST_PATH_IMAGE027
，单位
Figure 190473DEST_PATH_IMAGE004
；
7.7 用式
Figure 583408DEST_PATH_IMAGE028
 ，计算该偶数气室的相对年泄漏率
Figure 217652DEST_PATH_IMAGE029
；
（8）重复步骤7及7.1-7.7，对其他偶数气室进行包扎检漏。
为了进一步实现本发明的目的，所述的密闭罩为方形或柱形。 
本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明提出了新的施工工序，分别对奇数气室及偶数气室充入不等量的气体，并分别进行包扎检漏，可以准确确定气体的泄露的来源，并可以分别测算每一个气室的气体相对年泄漏率；并以充气量为依据准确计算出气室容积，提升了定量检漏的可操作性和准确性，测量精度高，工程实际操作难度小、测量准确性高，适用于各种体积的开关设备。。 
附图说明： 
图1为GIS部分气室的结构示意图。
其中A、B：母线及隔离开关气室；C1-C3：断路器气室；D1-D3：隔离开关及接地开关气室；E1-E3：法兰；断路器气室为灭弧气室，其他气室为非灭弧气室。110kV GIS灭弧气室额定压力为0.6MPa，其他气室额定压力为0.4Mpa。 
具体实施方式：下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明： 
实施例：一种封闭式组合电器定量检漏方法，其包括如下具体测试步骤：一种封闭式组合电器定量检漏方法，其特征在于其包括如下步骤：
（1）GIS对接组装、抽真空完成后，对奇数气室充入气体至额定压力（奇数气室与偶数气室的定义：首先任选一个气室定义为奇数气室，与奇数气室相邻的气室为偶数气室，与偶数气室相邻的为奇数气室，如图1，若选A为奇数气室，则C1、C2、B为偶数气室，D1、D2、C3为奇数气室，D3为偶数气室）；记录充入每一个奇数气室充入气体的质量
Figure 783762DEST_PATH_IMAGE001
，等于充气前气瓶质量与充气后气瓶质量的差，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量
Figure 85431DEST_PATH_IMAGE002
，单位MPa；等于充气后气室气压值与充气前气室气压值的差（气压表读数之差），单位MPa；记录当前环境温度T，单位K；
（2）对偶数气室充入0.02MPa微正压力气体；
（3）对其中一奇数气室进行包扎检漏：用方形或柱形（其体积容易测量计算）密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎，此时，气体泄漏可认为均为奇数气室泄漏；
 3.1 测量每一个密闭罩各边边长（或直径），计算密闭罩体积
Figure 397070DEST_PATH_IMAGE003
，单位
Figure 518610DEST_PATH_IMAGE004
；i=1,2,3…，为与该奇数气室相连的密闭包扎点的个数即密闭罩个数；
3.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积
Figure 826094DEST_PATH_IMAGE005
，单位
Figure 982269DEST_PATH_IMAGE004
；
 3.3  24小时后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 779324DEST_PATH_IMAGE006
（SF6气体密度大于空气，多集中在密闭罩底部，为保证测量准确可以取密闭罩内上下左右多点进行测量，后取平均值）；
3.4 用式
Figure 575110DEST_PATH_IMAGE007
计算该奇数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 483024DEST_PATH_IMAGE008
，MPa·m3/s；时间间隔
Figure 493705DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压
Figure 461661DEST_PATH_IMAGE010
=0.1MPa；
3.5 计算该奇数气室气体泄漏率，其数值等于与该奇数气室相连的法连包扎处气体泄漏率的和，即
Figure 207080DEST_PATH_IMAGE012
；
3.6 用式 计算该气室的容积V，单位，气体摩尔质量M=0.146kg/mol；常数R=8.314；
3.7 用式
Figure 482969DEST_PATH_IMAGE014
计算该奇数气室的相对年泄漏率
Figure 998264DEST_PATH_IMAGE015
，%；式中
Figure 717958DEST_PATH_IMAGE016
为额定充气压力，单位MPa;
（4）重复3及3.1--3.7步骤，对其他奇数气室进行包扎检漏；
（5）撤除密闭罩；
（6）将偶数气室充气至额定压力，方法同步骤1，记录充入每一个偶数气室的气体质量，等于充气前气瓶质量与充气后气瓶质量的差，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量
Figure 223075DEST_PATH_IMAGE018
，等于充气后气室气压值与充气前气室气压值的差（气压表读数之差），单位MPa；记录当前环境温度To，单位K；
（7）对其中一偶数气室进行包扎检漏：用方形或柱形（其体积容易测量计算）密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎，此时，所泄漏的气体为该偶数气室及其相邻的奇数气室其他泄漏量的和；
   7.1 测量每一个密闭罩各边边长（或直径），计算密闭罩体积
Figure 276481DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 116261DEST_PATH_IMAGE004
；w=1,2,3…，为与该偶数气室相连的密闭包扎点的个数，即密闭罩个数；
7.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积，单位；
7.3 24h后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 684143DEST_PATH_IMAGE021
;
7.4 用式
Figure 378430DEST_PATH_IMAGE022
计算该偶数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 816993DEST_PATH_IMAGE023
，MPa·m3/s；（
Figure 534414DEST_PATH_IMAGE030
表示与W包扎处相邻的奇数气室在W包扎处的漏气率，在步骤3.4中求得）时间间隔
Figure 929623DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压
Figure 743995DEST_PATH_IMAGE010
=0.1MPa；
7.5 计算该偶数气室气体泄漏率
Figure 753408DEST_PATH_IMAGE024
，其数值等于与该奇数气室相连的法连包扎处气体泄漏率的和， 
Figure 20442DEST_PATH_IMAGE025
；
7.6用式  计算该气室的容积
Figure 888220DEST_PATH_IMAGE027
，单位
Figure 819267DEST_PATH_IMAGE004
；
7.7 用式
Figure 573597DEST_PATH_IMAGE028
 ，计算该偶数气室的相对年泄漏率
Figure 310609DEST_PATH_IMAGE029
；
（8）重复步骤7及7.1-7.7，对其他偶数气室进行包扎检漏。
  
以下为具体实施案例：
依据实际工程，采用该方法对某110kV封闭式组合电器一进线间隔若干气室进行定量检漏，检漏过程数据及结果如下：
Figure 833994DEST_PATH_IMAGE031
说明：
1、密闭罩采用长方体密闭罩。
2、检漏仪为上海唐山仪表有限公司生产的LF-1型SF6气体定量检漏仪（最小检测值为0.1uL/L，误差≤3%）。 
3、检测点分别取每个密闭罩内底部、中部、上部各四个点。 
数据分析：该110kV封闭式组合电器进线间隔各气室的SF6气体年泄漏率均低于《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006）和《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》中规定的最大限值，符合生产要求。

Claims (2)

1.一种封闭式组合电器定量检漏方法，其特征在于其包括如下步骤：
（1）GIS对接组装、抽真空完成后，对奇数气室充入气体至额定压力，记录充入每一个奇数气室充入气体的质量                                                
Figure 444459DEST_PATH_IMAGE001
，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量
Figure 634132DEST_PATH_IMAGE002
，单位MPa；记录当前环境温度T，单位K；
（2）对偶数气室充入0.02MPa微正压力气体；
（3）对其中一奇数气室进行包扎检漏：用密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎；
 3.1 根据测量值，计算密闭罩体积
Figure 533955DEST_PATH_IMAGE003
，单位
Figure 100066DEST_PATH_IMAGE004
；i=1,2,3…，为与该奇数气室相连的密闭包扎点的个数；
3.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积
Figure 962586DEST_PATH_IMAGE005
，单位
Figure 323160DEST_PATH_IMAGE004
；
 3.3  24小时后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 710279DEST_PATH_IMAGE006
；
3.4 用式
Figure 80081DEST_PATH_IMAGE007
计算该奇数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 32993DEST_PATH_IMAGE008
，MPa·m3/s；时间间隔
Figure 830048DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压
Figure 438884DEST_PATH_IMAGE010
=0.1MPa；
3.5 计算该奇数气室气体泄漏率
Figure 612376DEST_PATH_IMAGE011
，其数值等于与该奇数气室相连的法连包扎处气体泄漏率的和，即
Figure 685374DEST_PATH_IMAGE012
；
3.6 用式 计算该气室的容积V，单位，气体摩尔质量M=0.146kg/mol；常数R=8.314；
3.7 用式
Figure 461066DEST_PATH_IMAGE014
计算该奇数气室的相对年泄漏率
Figure 326254DEST_PATH_IMAGE015
，%；式中
Figure 527429DEST_PATH_IMAGE016
为额定充气压力，单位MPa;
（4）重复3及3.1--3.7步骤，对其他奇数气室进行包扎检漏；
（5）撤除密闭罩；
（6）将偶数气室充气至额定压力，记录充入每一个偶数气室的气体质量
Figure 110857DEST_PATH_IMAGE017
，单位kg；记录每一个奇数气室气压增量
Figure 360572DEST_PATH_IMAGE018
，单位MPa；记录当前环境温度To，单位K；
（7）对其中一偶数气室进行包扎检漏：密闭罩对该GIS气室相邻的每个法兰处进行密闭包扎；
   7.1根据测量值，计算密闭罩体积，
Figure 219386DEST_PATH_IMAGE004
；w=1,2,3…，为与该偶数气室相连的密闭包扎点的个数；
7.2 测量每一密闭罩包扎处GIS筒周长及高度，计算试品体积
Figure 290110DEST_PATH_IMAGE020
，单位；
7.3 24h后用SF6气体密度测试仪测试每一密闭罩内SF6气体的浓度
Figure 183297DEST_PATH_IMAGE021
;
7.4 用式
Figure 663957DEST_PATH_IMAGE022
计算该偶数气室每一个包扎处气体泄漏率
Figure 18715DEST_PATH_IMAGE023
，MPa·m3/s；时间间隔
Figure 875813DEST_PATH_IMAGE009
=86400s；绝对大气压
Figure 570099DEST_PATH_IMAGE010
=0.1MPa；
7.5 计算该偶数气室气体泄漏率
Figure 221660DEST_PATH_IMAGE024
， ；
7.6用式 
Figure 724503DEST_PATH_IMAGE026
 计算该气室的容积
Figure 273296DEST_PATH_IMAGE027
，单位；
7.7 用式 ，计算该偶数气室的相对年泄漏率
Figure 889588DEST_PATH_IMAGE029
；
（8）重复步骤7及7.1-7.7，对其他偶数气室进行包扎检漏。
2.根据权利要求1所述的一种封闭式组合电器定量检漏方法，其特征在于密闭罩为方形或柱形。
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