CN111256975A - 一种压力释放阀开启时间校验装置及校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力释放阀开启时间校验装置及校验方法，压力释放阀开启时间校验装置包括台架、气体发生装置、测试罐、压紧装置及单片机控制器，气体发生装置可以输出高温高压气体，气体发生装置上设有压力传感器和温度传感器；测试罐气体发生装置的输出口通过管路与测试罐进气口连接，管路上设有节流调速阀及控制气体通断的阀门，测试罐具有用于与待测试的压力释放阀对接的出气口，压紧装置在测试罐与压力释放阀对接好后将压力释放阀压紧；位移传感器用于检测压力释放阀内的膜盘位移。该压力释放阀开启时间校验装置，可以提高校验过程的安全性、操作可行性及校验结果的准确性。

Description

一种压力释放阀开启时间校验装置及校验方法

技术领域

本发明涉及变压器用压力释放阀的校验装置领域，具体涉及一种压力释放阀开启时间校验装置及校验方法。

背景技术

为保障电网安全运行，防止重大电力事故的发生，许多大型变压器安装了压力释放阀泄压装置。当变压器发生故障产生高温高压时，变压器内产生的大量混合气体造成压力快速升高，气体体积瞬时膨胀，如果压力释放阀不能迅速开启释放腔内高压，会造成变压器腔体的严重变形，变压器加剧故障速率进而引发更大的安全事故，对周边的电力设备产生连带的安全隐患。

为确保压力释放阀能够正常运行，需要对压力释放阀定期校准。JB/T7.65-2015中对变压器压力释放阀校验的例行试验和型式和特殊实验分别要求对压力释放阀的对应性能和工况进行了校验试验，其中在例行试验中的开启时间试验，根据标准规定需要采用变压器短路的方式或氢气点燃***产生的瞬时能量来模拟压力释放阀的开启时间性能要求(参照JB/T7.65-2015中5.3.3)。然而，现在市场上没有安全可靠、准确精度高的压力释放阀开启时间校验设备。由于欠缺有效的检测设备和检测方法，导致很多压力释放阀开启时间不能有效的校准，压力释放阀的开启时间是不稳定的。致使变压器在发生故障时初期，灭火装置不能在规定的开启时间内有效开启，由故障演变成重大事故。

现有的设备在测试方法和测试精度方面，效果不太好，主要有以下几方面的问题：

(1)当前行业标准给出的测试方法中，采用点燃氢气瞬时***模拟变压器故障，测试压力释放阀开启动作过程，进而测试开启时间，该方法目前在行业内没有对应的检测设备。考虑到氢气可燃性能，在设备内的氢气和空气的混合比例不好控制，不同的混合比例可能导致***超过安全阈值，或者***产生的瞬时能量无法到达检测要求。

(2)对于气体检测装置，气密性是检测前及检测过程中必须考虑的关键要素，采用点燃氢气的检测方法必须全程考虑设备每个连接处的密封性，严禁测试过程中存在氢气泄漏，并且氢气的密度远小于空气，在测罐和储气罐内始终处于空气的上方，无法充分混合气体。

(3)放置设备的区域氢气泄漏后，若未及时排除或抽取，如果有任何引燃的条件满足都可能会造成人员人身安全隐患或周边设备的损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力释放阀开启时间校验装置，以解决校验中采用点燃氢气瞬时***的方式存在的弊端。同时本发明还提供一种压力释放阀开启时间校验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

压力释放阀开启时间校验装置，包括台架、气体发生装置、测试罐、压紧装置及单片机控制器，气体发生装置可以输出高温高压气体，气体发生装置上设有压力传感器和温度传感器；气体发生装置的输出口通过管路与测试罐进气口连接，管路上设有用于控制进气参数的节流调速阀及控制气体通断的阀门，测试罐具有用于与待测试的压力释放阀对接的出气口，台架上设有所述压紧装置，压紧装置在测试罐与压力释放阀对接好后将压力释放阀压紧；还包括位移传感器，位移传感器用于检测压力释放阀内的膜盘位移，位移传感器、节流调速阀、压力传感器、温度传感器均与单片机控制器连接。

进一步地，所述测试罐连接有安全阀，安全阀在测试罐内压力超出设定值后进行泄压。

进一步地，所述气体发生装置、测试罐均是设置在台架上，台架为可移动式，位移传感器安装在传感器支架上，传感器支架固定在台架上。

进一步地，压力释放阀开启时间校验装置还包括一个微秒计时器，微秒计时器与所述单片机控制器连接。

进一步地，阀门为电磁阀，电磁阀与单片机控制器连接。

使用前述的压力释放阀开启时间校验装置的本发明的校验方法，包括以下步骤，(1)、气密性检测，在安装压力释放阀前，先用盲板封住测试罐的出气口，打开阀门，气体发生装置中的气体进入测试罐，判断气密封是否符合要求，符合要求后，关闭阀门，进入步骤(2)；

(2)、开启时间校验：

(2-1)移除盲板，并将待校验的压力释放阀与测试罐对接，并用压紧装置将其压紧；

(2-2)设定气体发生装置内的气体参数，达到要求后，开启阀门，高温高压气体快速进入测试罐，与压力释放阀内的膜盘接触，位移传感器器检测膜盘开启瞬间的位移变化，并将检测的数据传给单片机控制器进行处理，实测开启时间与标准要求的开启时间进行比对，得出是否满足要求的判断结果。

进一步地，阀门为电磁阀，电磁阀与单片机控制器连接，步骤(2-2)中阀门可自动开启。

进一步地，实测的开启时间，由单片机控制器结合位移传感器采集的数据及微秒计时器的时间数据进行分析计算。

进一步地，测试罐还连接有安全阀，当测试罐内压力增高至压力设定值，安全阀迅速动作进行泄压，并切断气体发生装置电源。

进一步地，连接在气体发生装置与测试罐之间的管路，采用能够保温、保压的材质制成。

本发明的有益效果：

(1)压力释放阀开启时间的校验过程由单片机控制器控制，实时采集动态参数，校验过程无需人为干预，校验自动完成，劳动强度低，校验准确度高。

(2)一次装夹即可完成压力释放阀开启时间校验，效率高。

(3)气体发生装置内的气体，并非氢气类的***性气体，取而代之的是不可燃气体。根据氢气和空气混合比例***后产生的能量，同等换算出本校验装置的气体发生装置内所需的气体温度和压力值，进而通过高温高压处理后作为校验用的气体，提高了校验过程的安全性及可操作性。

进一步地，测试罐设有安全阀，当遇到压力释放阀开启故障等异常情况时，测试罐内压力快速增高至压力设定值，安全阀迅速动作进行泄压，并切断气体发生装置的电源，有效保护压力释放阀不受高压冲击。

附图说明

图1是本发明压力释放阀开启时间校验装置的主视图；

图2是本发明压力释放阀开启时间校验装置的侧视图。

图中各标记对应的名称：

1、气体发生装置，2、压力传感器，3、温度传感器，4、节流调速阀，5、压紧装置，6、压力释放阀，7、传感器支架，8、位移传感器，9、安全阀，10、台架，11、脚轮，12、电磁阀，13、进气管接头，14、测试罐，15、膜盘，16、弹簧。

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。

本发明压力释放阀开启时间校验装置实施例：

如图1-图2所示，压力释放阀开启时间校验装置，包括台架10、气体发生装置1、测试罐14、压紧装置5及单片机控制器。气体发生装置1、测试罐14均是设置在台架10上，台架10为可移动式，台架10下部设有脚轮11。

气体发生装置1的原理为现有技术，气体发生装置可以输出高温高压气体，气体发生装置1上设有压力传感器2和温度传感器3。

气体发生装置1的输出口通过管路(图中未示出，省略画法)与测试罐14进气口连接，管路上设有用于控制进气参数的节流调速阀4及控制气体通断的电磁阀12。本实施中，管路分为长管路、短管路，短管路设置在测试罐上，节流调速阀4、电磁阀12均安装在该短管路上，短管路的端部为一个进气管接头13，进气管接头13与长管路一端连接，长管路另一端与气体发生装置1的输出口连接。

当然，其他实施例中，也可以采用一根主管路，在测试罐上设置进气用的进气管接头，一根主管路连接在气体发生装置输出口与该进气管接头之间。节流调速阀、电磁阀均安装在该主管路上。

连接在气体发生装置1与测试罐14之间的管路，采用能够保温、保压的材质制成，可以在管路***设置保温层，管路可以采用硬质耐高压的管路，避免因气体发生装置内设置好参数的输出气体在管路这一段发生变化，而影响最终的测试结果。

测试罐14为8L的罐体，测试罐具有用于与待测试的压力释放阀对接的出气口，朝上设置。测试罐14设有安全阀9，安全阀在测试罐内压力超出设定值后进行泄压。安全阀9也即压力开关，达到设定压力值后进行动作以泄压，起到安全作用。

台架10上设有压紧装置5，压紧装置在测试罐与压力释放阀对接好后将压力释放阀压紧，保证接触处的密封性。本发明中，不限定压紧装置的具体结构，压紧装置可以采用现有技术的，已经比较成熟，手动的和自动的都有，不再详述。例如，授权公告号CN201190820Y的实用新型专利公开的一种压力释放阀校验台。

校验装置还包括位移传感器8，位移传感器8用于检测压力释放阀内的膜盘15位移，位移传感器8、节流调速阀4、压力传感器2、温度传感器3及电磁阀12均与单片机控制器(C8051F060/2)连接。位移传感器8安装在传感器支架7上，传感器支架7固定在台架10上。

压力释放阀开启时间校验装置还包括一个微秒计时器，微秒计时器与单片机控制器连接。

使用前述的压力释放阀开启时间校验装置的校验方法，包括以下步骤，

(1)、气密性检测，在安装压力释放阀前，先用盲板封住测试罐的出气口，打开电磁阀12，气体发生装置1中的气体进入测试罐14，判断气密封是否符合要求，符合要求后，关闭电磁阀12，进入下一步骤。

(2)、开启时间校验：

(2-1)移除盲板，并将待校验的压力释放阀6与测试罐14对接，并用压紧装置5将其压紧，保证压力释放阀安装的稳定性及连接处的气密性；

(2-2)设定气体发生装置内的气体参数，达到要求后，自动开启电磁阀12，高温高压气体快速进入测试罐14，与压力释放阀6内的膜盘15接触，位移传感器器8检测膜盘开启瞬间的位移变化，并将检测的数据传给单片机控制器进行处理，实测开启时间与标准要求的开启时间进行比对，得出是否满足要求的判断结果。实测的开启时间，由单片机控制器结合位移传感器采集的数据及微秒计时器的时间数据进行分析计算。

当遇到压力释放阀开启故障等异常情况时，测试罐14内压力快速增高至压力设定值，安全阀9迅速动作进行泄压，并切断气体发生装置的电源，有效保护压力释放阀不受高压冲击。

本发明的压力释放阀开启时间校验装置及校验方法，有如下的特点：

(1)压力释放阀开启时间的校验过程由单片机控制器控制，实时采集动态参数，校验过程无需人为干预，校验自动完成，劳动强度低，校验准确度高。

(2)一次装夹即可完成压力释放阀开启时间校验，效率高。

(3)气体发生装置内的气体，并非氢气类的***性气体，取而代之的是高温高压空气，或者其他实施例中采用的不可燃气体。通过内部程序设定的气体动力方程及气体能量守恒定理换算得到氢气和空气混合比例***后产生的能量，同等换算出本校验装置的气体发生装置内所需的气体温度和压力值，进而通过高温高压处理后作为校验用的气体。提高了试验的安全性及可操作性。

(4)当遇到压力释放阀开启故障等异常情况时，测试罐内压力快速增高至压力设定值，安全阀迅速动作进行泄压，并切断气体发生装置的电源，有效保护压力释放阀不受高压冲击。

(5)校验用的高温高压气体，是由单片机控制器控制相应的参数，包括压力、温度及输出的流量变化等，气体平稳加速，流量变化稳定，便于压缩气体快速稳定冲击压力释放阀的膜盘，动作校验准确。

在其他实施例中，电磁阀也可由其他自控阀门代替，如气动阀门等，甚至采用手动阀门也是可以的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.压力释放阀开启时间校验装置，其特征在于：包括台架、气体发生装置、测试罐、压紧装置及单片机控制器，气体发生装置可以输出高温高压气体，气体发生装置上设有压力传感器和温度传感器；气体发生装置的输出口通过管路与测试罐进气口连接，管路上设有用于控制进气参数的节流调速阀及控制气体通断的阀门，测试罐具有用于与待测试的压力释放阀对接的出气口，台架上设有所述压紧装置，压紧装置在测试罐与压力释放阀对接好后将压力释放阀压紧；还包括位移传感器，位移传感器用于检测压力释放阀内的膜盘位移，位移传感器、节流调速阀、压力传感器、温度传感器均与单片机控制器连接。

2.根据权利要求1所述的压力释放阀开启时间校验装置，其特征在于：所述测试罐连接有安全阀，安全阀在测试罐内压力超出设定值后进行泄压。

3.根据权利要求1所述的压力释放阀开启时间校验装置，其特征在于：所述气体发生装置、测试罐均是设置在台架上，台架为可移动式，位移传感器安装在传感器支架上，传感器支架固定在台架上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的压力释放阀开启时间校验装置，其特征在于：压力释放阀开启时间校验装置还包括一个微秒计时器，微秒计时器与所述单片机控制器连接。

5.根据权利要求1所述的压力释放阀开启时间校验装置，其特征在于：阀门为电磁阀，电磁阀与单片机控制器连接。

6.使用如权利要求1所述的压力释放阀开启时间校验装置的校验方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)、气密性检测，在安装压力释放阀前，先用盲板封住测试罐的出气口，打开阀门，气体发生装置中的气体进入测试罐，判断气密封是否符合要求，符合要求后，关闭阀门，进入步骤(2)；

(2)、开启时间校验：

(2-1)移除盲板，并将待校验的压力释放阀与测试罐对接，并用压紧装置将其压紧；

(2-2)设定气体发生装置内的气体参数，达到要求后，开启阀门，高温高压气体快速进入测试罐，与压力释放阀内的膜盘接触，位移传感器器检测膜盘开启瞬间的位移变化，并将检测的数据传给单片机控制器进行处理，实测开启时间与标准要求的开启时间进行比对，得出是否满足要求的判断结果。

7.根据权利要求6所述的校验方法，其特征在于：阀门为电磁阀，电磁阀与单片机控制器连接，步骤(2-2)中阀门可自动开启。

8.根据权利要求6所述的校验方法，其特征在于：实测的开启时间，由单片机控制器结合位移传感器采集的数据及微秒计时器的时间数据进行分析计算。

9.根据权利要求6所述的校验方法，其特征在于：测试罐还连接有安全阀，当测试罐内压力增高至压力设定值，安全阀迅速动作进行泄压，并切断气体发生装置电源。

10.根据权利要求6至9任一项所述的校验方法，其特征在于：连接在气体发生装置与测试罐之间的管路，采用能够保温、保压的材质制成。

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