CN107449642A - 六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置及采样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，包括有采样探头、样品传输管、真空腔，采样探头通过样品传输管与真空腔相连接。本发明提供一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，该装置能对带电运行的六氟化硫电气设备进行气体泄漏检测的采样，其利用真空腔与采样探头之间的压力差，通过样品传输管实现空气样品在低流量条件下的采集和传输，有效地提高了空气样品的传输速度，降低了检测的延迟时间和恢复时间，有效地避免了对空气样品的稀释，提高了检测的精度。本发明还提供一种六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，该方法使用本发明提供的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，该方法步骤简单，可实现六氟化硫气体样品的带电采样。
Description
技术领域
本发明涉及六氟化硫气体泄漏检测技术领域，尤其涉及一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置及采样方法。
背景技术
六氟化硫气体因其优良的绝缘和灭弧性能，被广泛应用于电力***中的六氟化硫开关、六氟化硫电流互感器、六氟化硫电压互感器等六氟化硫电气设备。近年来，六氟化硫气体泄漏已经成为六氟化硫电气设备最常见的缺陷，为避免由于六氟化硫泄漏引发设备事故，对六氟化硫气体泄漏的检测是设备投入运行和日常维护工作的重要环节。
六氟化硫气体泄漏的现有检测方法按照电气设备的状态可分为停电检测与带电检测。停电检测方法有肥皂泡检漏、真空检漏以及检漏仪检漏，真空检漏主要是用于GIS设备安装或解体大修后，配合抽真空干燥设备进行。首先对SF6设备抽真空至133pa，然后继续抽真空持续30分钟，停真空泵，静观30分钟后读取真空度A，再静观5小时后读取真空度B，B-A≤133pa，可以初步认定密封性能良好，这种方法可对设备的密封状态进行检查，但无法查找具体泄漏点。肥皂泡检漏是一种简单的定性检漏方法，能较准确的发现漏气点。用一份中性肥皂加入两份水配制肥皂水，涂在被检测的部位，如果起泡即表明该处漏气，起泡越多越急，说明漏气越严重，能够直观地反映较大漏点的确切位置和漏气速率；但这种方法的工作量很大，耗时长、效率低，不能有效地查找泄漏点。检漏仪分为定性检漏仪和定量检漏仪，其中定量检漏仪的灵敏度较高，检测限可达到0.01ppm。检漏一般采用经过校对的灵敏度较高的六氟化硫检漏仪器，贴近并沿被测面以大约20-25mm/s的速度移动，检测仪器不能检测到六氟化硫的泄出，即为合格；或结合包扎法，静止24h，用定量检漏仪检测包扎部位空气中的六氟化硫含量不超过30ppm，即为合格，该方法灵敏度高，可用于查找微小泄漏点。现有的定量检漏仪检漏方法虽然灵敏度高，但必须在电气设备停电的条件下使用，如用于带电检测，必须结合一定的采样方法才可实施。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，能够实现六氟化硫气体泄漏带电检测的采样。本发明还提供一种六氟化硫气体样品带电检测采样的方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，包括有采样探头、样品传输管、真空腔，所述采样探头通过所述样品传输管与所述真空腔相连接。
进一步地，所述采样探头包括有滤头、采样管和握柄，所述滤头和握柄分别位于所述采样管的两端。
进一步地，所述采样管包括有采样管毛细管、采样管橡胶夹层和采样管外层，所述采样管橡胶夹层和采样管外层依次套设在所述采样管毛细管的外面。
进一步地，所述采样管毛细管为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，所述采样管毛细管的内径为150~300μm；所述采样管橡胶夹层的材质为氟橡胶；所述采样管外层的材质为聚四氟乙烯，所述采样管外层外径为3~6mm，厚度为0.4~0.6mm。
进一步地，所述样品传输管包括有传输管毛细管、传输管橡胶夹层和传输管外层，所述传输管橡胶夹层和传输管外层依次套设在所述传输管毛细管的外面。
进一步地，所述传输管毛细管为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，所述传输管毛细管内径为150~300μm；所述传输管橡胶夹层的材质为氟橡胶；所述传输管外层的材质为聚四氟乙烯，所述传输管外层外径为2~4mm，厚度为0.3~0.5mm。
进一步地，所述滤头的材质为聚四氟乙烯，呈伞状。
进一步地，所述握柄的材质为聚丙烯塑料，所述握柄的长度为10~20cm，外径为2~4cm。
本发明还提出一种适用上述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置来进行的六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，包括有以下步骤：
1）对所述真空腔进行连续的抽真空处理，使所述真空腔内部与所述采样探头之间的压力差始终维持在105Pa，采样过程中真空腔内部的压力维持在0.5~20Pa；
2）将所述采样探头靠近六氟化硫电气设备泄漏检测部位，使所述采样探头与六氟化硫电气设备泄漏检测部位处于等电位状态；
3）使用所述采样探头将六氟化硫电气设备泄漏检测部位的空气样品吸入所述采样探头内，然后通过所述样品传输管将空气样品送入所述真空腔内。
进一步地，所述真空腔的抽真空处理的具体步骤为：先使用膜片泵抽真空使所述真空腔的内部压力降低至300Pa以下，再使用分子泵抽真空使所述真空腔的内部压力进一步降低至20Pa以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，该装置能对带电运行的六氟化硫电气设备进行气体泄漏检测的采样，其利用真空腔与采样探头之间的压力差，通过样品传输管实现空气样品在低流量条件下的采集和传输，有效地提高了空气样品的传输速度，降低了检测的延迟时间和恢复时间，有效地避免了对空气样品的稀释，提高了检测的精度。本发明还提供一种六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，该方法使用本发明提供的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，该方法步骤简单，可实现六氟化硫气体样品的带电采样。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明优选的实施例的结构示意图；
图2为本发明优选的实施例的采样管的横向截面示意图；
图3为本发明优选的实施例的样品传输管的横向截面示意图；
图4为本发明优选的实施例的真空腔与样品传输管、膜片泵、分子泵、真空计和六氟化硫检测单元的连接示意图。
其中，图中所示标记为：10：采样探头；11：滤头；12：采样管；121：采样管毛细管；122：采样管橡胶夹层；123：采样管外层；13：握柄；20：样品传输管；21：传输管毛细管；22：传输管橡胶夹层；23：传输管外层；30：真空腔；40：膜片泵；50：分子泵；60：真空计；70：六氟化硫检测单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明提供一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，包括有采样探头10、样品传输管20、真空腔30，采样探头10通过样品传输管20与真空腔30相连接。
进一步地，请参照图1，采样探头10包括有滤头11、采样管12和握柄13，滤头11和握柄13分别位于采样管12的两端，采样管12在设置有握柄13的一端与样品传输管20相连。滤头11、采样管12和握柄13同轴设置，采样管12沿握柄13轴向穿过握柄13轴心。
其中，滤头11的材质为聚四氟乙烯，呈伞状，为网格结构，其功能是避免灰尘颗粒进入采样管12。
其中，握柄13的材质为聚丙烯塑料，握柄13的长度为20cm，外径为3cm。
进一步地，请参照图2，采样管12包括有采样管毛细管121、采样管橡胶夹层122和采样管外层123，采样管橡胶夹层122和采样管外层123依次套设在采样管毛细管121的外面，且采样管毛细管121、采样管橡胶夹层122和采样管外层123同轴设置。其中，采样管毛细管121为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，采样管毛细管121的内径为200μm，其功能是空气样品的吸入、采集和传输；采样管橡胶夹层122的材质为氟橡胶，其功能是填充采样管毛细管121与采样管外层123之间的空隙，起缓冲作用，同时提高采样管12的弹性；采样管外层123的材质为聚四氟乙烯，采样管外层123外径为4mm，厚度为0.5mm，其功能是提高采样管12的机械强度和绝缘强度。
进一步地，请参照图3，样品传输管20包括有传输管毛细管21、传输管橡胶夹层22和传输管外层23，传输管橡胶夹层22和传输管外层23依次套设在传输管毛细管21的外面，且传输管毛细管21、传输管橡胶夹层22和传输管外层23同轴设置。样品传输管20的长度为7m，外径4为mm，其功能是空气样品的传输。其中，传输管毛细管21为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，传输管毛细管21内径为200μm，其功能是传输空气样品；传输管橡胶夹层22的材质为氟橡胶，其功能是填充传输管毛细管21与传输管外层23之间的空隙，起缓冲作用，同时提高样品传输管20的弹性；传输管外层23的材质为聚四氟乙烯，传输管外层23外径为4mm，厚度为0.5mm，其功能是提高样品传输管20的机械强度和绝缘强度。
请参照图4，真空腔30设在样品传输管20的末端，其功能是让真空腔30与采样探头10形成压力差，通过压力差将空气样品从采样探头10处吸入，再通过样品传输管20传输入真空腔30以实现空气样品收集。真空腔30设有5个接口，分别与样品传输管20、膜片泵40、分子泵50、真空计60和六氟化硫检测单元70连接。膜片泵40和分子泵50，用于真空腔30的抽真空处理；真空计60用于真空腔30内压力的测量；六氟化硫检测单元70用于空气样品中六氟化硫气体含量的检测。
实施时，先后通过膜片泵40和分子泵50对真空腔30进行抽真空处理，由于样品传输管20内径较小，气体传输受限，因此在抽真空过程中，真空腔30内与采样探头10处的压力差逐渐加大，使用真空计60测量真空腔30内压力，当真空腔30内压力达到一定值时（因采样探头10处压力与大气压力基本相同，可计算得出压力差），通过采样探头10靠近六氟化硫电气设备泄漏检测部位，使采样探头10与六氟化硫电气设备泄漏检测部位处于等电位状态，并使用采样探头10将六氟化硫电气设备泄漏检测部位的空气样品吸入采样探头10内，然后通过样品传输管20将空气样品送入真空腔30内。
本发明提出的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置利用真空腔30与采样探头10之间的压力差，通过采样管毛细管121和传输管毛细管21实现空气样品在低流量条件下的采集和传输，有效地提高了空气样品的传输速度，降低了检测的延迟时间和恢复时间，有效地避免了对空气样品的稀释，提高了检测的精度。
本发明提出一种使用六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置来进行的六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，包括有以下步骤：
1）对真空腔30进行连续的抽真空处理，使真空腔30内部与采样探头10之间的压力差始终维持在105Pa，采样过程中真空腔30内部的压力维持在0.5~20Pa；其中，真空腔30的抽真空处理的具体步骤为：先使用膜片泵10抽真空使真空腔30的内部压力降低至300Pa以下，再使用分子泵11抽真空使真空腔30的内部压力进一步降低至20Pa以下；
2）将采样探头10靠近六氟化硫电气设备泄漏检测部位，使采样探头10与六氟化硫电气设备泄漏检测部位处于等电位状态；
3）使用采样探头10将六氟化硫电气设备泄漏检测部位的空气样品吸入采样探头10内，然后通过样品传输管20将空气样品送入真空腔30内。
六氟化硫气体样品进入真空腔30可通过与真空腔30相连的六氟化硫检测单元70进行空气样品中六氟化硫气体含量的检测。
本发明提供的方法使用本发明提供的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，该方法步骤简单，可实现六氟化硫气体样品的带电采样。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，包括有采样探头（10）、样品传输管（20）、真空腔（30），所述采样探头（10）通过所述样品传输管（20）与所述真空腔（30）相连接。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述采样探头（10）包括有滤头（11）、采样管（12）和握柄（13），所述滤头（11）和握柄（13）分别位于所述采样管（12）的两端。
3.根据权利要求2所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述采样管（12）包括有采样管毛细管（121）、采样管橡胶夹层（122）和采样管外层（123），所述采样管橡胶夹层（122）和采样管外层（123）依次套设在所述采样管毛细管（121）的外面。
4.根据权利要求3所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述采样管毛细管（121）为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，所述采样管毛细管（121）的内径为150~300μm；所述采样管橡胶夹层（122）的材质为氟橡胶；所述采样管外层（123）的材质为聚四氟乙烯，所述采样管外层（123）外径为3~6mm，厚度为0.4~0.6mm。
5.根据权利要求1所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述样品传输管（20）包括有传输管毛细管（21）、传输管橡胶夹层（22）和传输管外层（23），所述传输管橡胶夹层（22）和传输管外层（23）依次套设在所述传输管毛细管（21）的外面。
6.根据权利要求5所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述传输管毛细管（21）为表面经过硅烷化处理的熔融石英毛细管，所述传输管毛细管（21）内径为150~300μm；所述传输管橡胶夹层（22）的材质为氟橡胶；所述传输管外层（23）的材质为聚四氟乙烯，所述传输管外层（23）外径为2~4mm，厚度为0.3~0.5mm。
7.根据权利要求2所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述滤头（11）的材质为聚四氟乙烯，呈伞状。
8.根据权利要求2所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置，其特征在于，所述握柄（13）的材质为聚丙烯塑料，所述握柄（13）的长度为10~20cm，外径为2~4cm。
9.一种使用权利要求1-8任一项所述的六氟化硫气体泄漏带电检测采样装置来进行的六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
1）对所述真空腔（30）进行连续的抽真空处理，使所述真空腔（30）内部与所述采样探头（10）之间的压力差始终维持在105Pa，采样过程中真空腔（30）内部的压力维持在0.5~20Pa；
2）将所述采样探头（10）靠近六氟化硫电气设备泄漏检测部位，使所述采样探头（10）与六氟化硫电气设备泄漏检测部位处于等电位状态；
3）使用所述采样探头（10）将六氟化硫电气设备泄漏检测部位的空气样品吸入所述采样探头（10）内，然后通过所述样品传输管（20）将空气样品送入所述真空腔（30）内。
10.根据权利要求9所述的六氟化硫气体样品带电检测采样的方法，其特征在于，所述真空腔（30）的抽真空处理的具体步骤为：先使用膜片泵抽真空使所述真空腔（30）的内部压力降低至300Pa以下，再使用分子泵抽真空使所述真空腔（30）的内部压力进一步降低至20Pa以下。
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