CN109442225A - 预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***及方法 - Google Patents

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Abstract

预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，包括密闭容器、取样及回充气路和循环检测气路；循环检测气路为环形封闭气路，循环检测气路上沿气流方向依次设置有第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀、流量计、小流量气泵、检测仪表、第一压力变送器、缓冲罐和大流量气泵；取样及回充气路的进气口连接有六氟化硫气源，取样及回充气路的出气口连接在循环检测气路的第一两通电磁球阀和第二两通电磁球阀之间。本发明采用从高压开关设备中取样，使取样气在监测/检测气路中循环，最后压回高压开关设备的在线监测方式，使得测量数据可靠性得到保证；由于监测/检测中采用气体循环检测的方法，只需要很少的样气即可完成检测。

Description

预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***及方法
技术领域
本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***及方法。
背景技术
六氟化硫（SF6）气体具有优良的绝缘和灭弧性能，作为绝缘介质可以大大减小设备尺寸，因此广泛应用于气体绝缘断路器、气体绝缘组合电器（Gas Iusulated SubStation， GIS）、变压器、互感器等各种电气设备中。纯净的SF6化学性质稳定，正常状况下不易分解。然而，由于SF6气体绝缘设备在制造、安装或运行时可能出现各种缺陷，进而发生放电（电弧放电、火花放电、局部放电）和过热故障，导致SF6气体发生分解，生成多种低氟硫化物，这些低氟硫化物会和设备内部存在的微量水分、氧气等杂质生成氟化氢（HF）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、氟化亚硫酰（SOF2）、氟化硫酰（SO2F2）等化合物。若放电现象出现在固体绝缘介质附近，还将生成CF4、CO、CO2等分解化合产物。其含量、生成速率等特征均与设备内部绝缘劣化状况有十分密切的关系，可以作为判断绝缘设备早期潜伏性故障的依据。
据相关标准的规定，运行中的六氟化硫（SF6）气体电气设备，需要在线监测其内部气体的纯度、湿度（微水）、分解产物等杂质含量。由于是在线在压测量，其测量的是安装点附近的气体，不具有代表性，所以，测量数据的可靠性就难以保证。
将高压电气设备中的绝缘气体采样出来进行监测/检测，并将采样的气体回充至设备内，这样的监测/检测装置和方法不但能实现电气设备绝缘气体的在线监测，而且能避免现有的在线监测/检测方式存在的采样数据不具有代表性，测量数据不可靠的弊端。
但是，这样的绝缘气体监测/检测***和方法，监测/检测气路中连接点或者某段关键气路非常容易造成泄漏，不仅导致监测/检测数据不准确，而且发生泄漏时，外部的潮气和氧气也会渗透进高压电气设备内部，引起设备内绝缘气体微水含量和杂质气体的增加，严重时甚至引发绝缘事故。这是因为，当绝缘气体六氟化硫中微水含量过高时，会使高压电器设备运行存在安全隐患，这主要表现在：SF6气体在电弧作用下的分解物遇水时会发生化学反应生成具有强腐蚀性的HF和H2SO3等，会腐蚀损坏绝缘件，并随SF6气体一同向外泄漏，危害人体健康，还增加了环境的温室效应；在温度降低时SF6中的水蒸汽可能形成凝露，使绝缘件表面绝缘强度显著降低甚至出现闪络。所以，如何避免和减弱监测/检测气路泄漏造成的影响，成为保障高压电气设备安全正常运行的前提。
现有的气路检漏手段是应用各种检漏仪表，但这种方式，一旦发现泄漏时，就已经对高压开关设备造成了不良的影响，并不能从根本上杜绝事故的发生。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操作、数据测量可靠性强的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，包括密闭容器、取样及回充气路和循环检测气路；
循环检测气路为环形封闭气路，循环检测气路上沿气流方向依次设置有第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀、流量计、小流量气泵、检测仪表、第一压力变送器、缓冲罐和大流量气泵；流量计为可调流量的流量计；
取样及回充气路的进气口连接有六氟化硫气源，取样及回充气路的出气口连接在循环检测气路的第一两通电磁球阀和第二两通电磁球阀之间；
循环检测气路、第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀、流量计、小流量气泵、检测仪表、第一压力变送器、缓冲罐和大流量气泵均设置在密闭容器内，取样及回充气路在穿过密闭容器之处均设置有密封结构。
取样及回充气路上沿气流方向依次设置有截止阀、第二压力变送器和第三两通电磁球阀；截止阀、第二压力变送器和第三两通电磁球阀均设置在密闭容器内。
3、根据权利要求1所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，其特征在于：检测仪表为六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述任两种检测仪或三种检测仪的集合。
密闭容器上设置有充气接口，密闭容器内部充入一定压力的六氟化硫气体。
预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***的监测方法，包括以下步骤，
（1）打开截止阀、第三两通电磁球阀和第二两通电磁球阀，待检测的气体从六氟化硫气源流出，顺着取样及回充气路流入循环检测气路；
（2）六氟化硫气体依次经过第二两通电磁球阀、流量计和检测仪表内，流入到储气罐内；
（3）然后关闭第三两通电磁球阀，打开第一两通电磁球阀和第二两通电磁球阀，启动小流量气泵，气体在小流量气泵作用下在循环检测气路中循环，直到检测仪表检测值稳定；
（4）然后，打开第三两通电磁球阀、截止阀，关闭第一两通电磁球阀，开启大流量气泵，循环检测气路中的气体在大流量气泵作用下被回充到待检测的六氟化硫气源内。
（5）重复3-5次步骤（1）-（4），获得多个检测值，提高检测精度。
密闭容器将容易泄漏的关键节点或者检测气路密封起来，并充入与待检测气体相同的六氟化硫气体，能有效预防监测/检测气路的泄漏；此种方法可使空气和水分不会从泄漏点进入气路和高压开关设备内，能有效确保高压开关设备的正常运行。
采用上述技术方案，本发明中第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀和第三两通电磁球阀的开关均通过PLC控制***实现自动控制。流量计控制采样的六氟化硫气体流速。当检测完毕需要将六氟化硫气体压回开关设备时，储气罐用来缓存检测完毕后的气体，当压力达到一定值时，启动大流量气泵，循环检测气路中的气体被压回六氟化硫气源（高压开关设备）中。
密闭容器将容易泄漏的关键节点或者气路密封起来，并充入与待检测气体相同的气体（六氟化硫气体），能有效预防监测/检测气路的泄漏。此种方法可使空气和水分不会从泄漏点进入气路和高压开关设备内，能有效确保高压开关设备的正常运行。此方法不仅能适用于预防绝缘气体在线监测/检测气路的泄漏，还适用于其他在线气体管路泄漏的预防。
本发明采用从高压开关设备中取样，使取样气在监测/检测气路中循环，最后压回高压开关设备的在线监测方式，可避免现有的在线在压测量方式存在的采样气不具有代表性，测量数据可靠性难以保证的弊端。不仅如此，由于监测/检测中采用气体循环检测的方法，只需要很少的样气即可完成检测。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，包括密闭容器15、取样及回充气路1和循环检测气路2；
循环检测气路2为环形封闭气路，循环检测气路2上沿气流方向依次设置有第一两通电磁球阀3、第二两通电磁球阀4、流量计5、小流量气泵6、检测仪表7、第一压力变送器8、缓冲罐9和大流量气泵10；流量计为可调流量的流量计；
取样及回充气路1的进气口连接有六氟化硫气源14，取样及回充气路1的出气口连接在循环检测气路2的第一两通电磁球阀3和第二两通电磁球阀4之间。
取样及回充气路1上沿气流方向依次设置有截止阀11、第二压力变送器12和第三两通电磁球阀13。
循环检测气路2、第一两通电磁球阀3、第二两通电磁球阀4、流量计5、小流量气泵6、检测仪表7、第一压力变送器8、缓冲罐9、大流量气泵10、截止阀11、第二压力变送器12和第三两通电磁球阀13均设置在密闭容器15内，取样及回充气路1在穿过密闭容器15之处均设置有密封结构。
密闭容器15上设置有充气接口16，密闭容器15内部充入一定压力的六氟化硫气体。密闭容器15由透明材料制成，这样便于观测内部的检测仪表7。
检测仪表7为六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述任两种检测仪或三种检测仪的集合。
预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***的监测方法，包括以下步骤：
（1）打开截止阀11、第三两通电磁球阀13和第二两通电磁球阀4，待检测的气体从六氟化硫气源14流出，顺着取样及回充气路1流入循环检测气路2；
（2）六氟化硫气体依次经过第二两通电磁球阀4、流量计5和检测仪表7内，流入到储气罐内；
（3）然后关闭第三两通电磁球阀13，打开第一两通电磁球阀3和第二两通电磁球阀4，启动小流量气泵6，气体在小流量气泵6作用下在循环检测气路2中循环，直到检测仪表7检测值稳定；
（4）然后，打开第三两通电磁球阀13、截止阀11，关闭第一两通电磁球阀3，开启大流量气泵10，循环检测气路2中的气体在大流量气泵10作用下被回充到待检测的六氟化硫气源14内。
（5）重复3-5次步骤（1）-（4），获得多个检测值，提高检测精度。
当密闭容器15内部的取样及回充气路1和/或循环检测气路2发生气体泄漏时，泄漏的气体泄漏在整个密闭容器15中，由于密闭容器15中充入的是六氟化硫气体，相当于泄漏点外也是六氟化硫气体，不会导致空气中的氧气和水分从泄漏点进入六氟化硫气源14，即高压开关设备，进而对高压开关设备造成影响。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，其特征在于：包括密闭容器、取样及回充气路和循环检测气路；
循环检测气路为环形封闭气路，循环检测气路上沿气流方向依次设置有第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀、流量计、小流量气泵、检测仪表、第一压力变送器、缓冲罐和大流量气泵；流量计为可调流量的流量计；
取样及回充气路的进气口连接有六氟化硫气源，取样及回充气路的出气口连接在循环检测气路的第一两通电磁球阀和第二两通电磁球阀之间；
循环检测气路、第一两通电磁球阀、第二两通电磁球阀、流量计、小流量气泵、检测仪表、第一压力变送器、缓冲罐和大流量气泵均设置在密闭容器内，取样及回充气路在穿过密闭容器之处均设置有密封结构。
2.根据权利要求1所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，其特征在于：取样及回充气路上沿气流方向依次设置有截止阀、第二压力变送器和第三两通电磁球阀；截止阀、第二压力变送器和第三两通电磁球阀均设置在密闭容器内。
3.根据权利要求1所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，其特征在于：检测仪表为六氟化硫气体湿度检测仪、六氟化硫气体纯度检测仪或六氟化硫气体分解产物检测仪，或者上述任两种检测仪或三种检测仪的集合。
4.根据权利要求1所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***，其特征在于：密闭容器上设置有充气接口，密闭容器内部充入一定压力的六氟化硫气体。
5.根据权利要求4所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***的监测方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）打开截止阀、第三两通电磁球阀和第二两通电磁球阀，待检测的气体从六氟化硫气源流出，顺着取样及回充气路流入循环检测气路；
（2）六氟化硫气体依次经过第二两通电磁球阀、流量计和检测仪表内，流入到储气罐内；
（3）然后关闭第三两通电磁球阀，打开第一两通电磁球阀和第二两通电磁球阀，启动小流量气泵，气体在小流量气泵作用下在循环检测气路中循环，直到检测仪表检测值稳定；
（4）然后，打开第三两通电磁球阀、截止阀，关闭第一两通电磁球阀，开启大流量气泵，循环检测气路中的气体在大流量气泵作用下被回充到待检测的六氟化硫气源内；
（5）重复3-5次步骤（1）-（4），获得多个检测值，提高检测精度。
6.根据权利要求5所述的预防检测管路泄漏的绝缘气体在线监测***的监测方法，其特征在于：密闭容器将容易泄漏的关键节点或者检测气路密封起来，并充入与待检测气体相同的六氟化硫气体，能有效预防监测/检测气路的泄漏；此种方法可使空气和水分不会从泄漏点进入气路和高压开关设备内，能有效确保高压开关设备的正常运行。
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