一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置制造方法及图纸

一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，属于高电压与绝缘技术领域。该装置为：进样设备和分析回路连接，分析回路通过自动切换阀和两个并联的检测设备连接；分析回路设置有三条载气路和一条样品路；第一载气路和第三条载气路中设置有稳压流量阀、流量计、六通阀和色谱仪，各个设备依次连接；第二条载气路包括稳压流量阀和流量计，与自动切换阀连接；样品路分为第一阀门和第二阀门，第一阀门的支路连接第一六通阀，第二阀门的管路连接第二六通阀；该装置可以有效的检测SF6/CF4混合气体在电弧作用下的特征分解产物，从而为准确判断电气设备内部的运行状态，保障开关设备的安全运行提供有效的技术手段。

【技术实现步骤摘要】
一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置
本技术属于高电压与绝缘
，具体涉及了一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置。
技术介绍
六氟化硫(SF6)在常温常压下是一种无色、无味、无毒、不燃、化学性质极其稳定的合成气体，SF6的分子为单硫多氟的对称结构，具有极强的电负性，因此具有优良的绝缘和灭弧性能，且被广泛地使用在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、气体断路器(GCB)、气体绝缘变压器、气体输电管线(GIL)中。然而，SF6在实际应用中也存在一些不足之处：SF6气体在压力较大，环境温度过低的情况下容易液化；SF6气体的大量使用会对全球的温室效应产生影响，在《京都议定书》中，SF6被列为受限制的六种温室气体之一，其全球变暖系数(GWP)是CO2气体的23900倍。为了降低SF6对温室效应的影响，长期以来，国内外学者为寻找SF6的替代气体进行了大量研究，但尚未发现一种在绝缘性能和灭弧性能方面可以完全替代SF6的气体，短期解决SF6温室效应的方法是降低其在电力系统中的用量，如使用SF6/N2、SF6/CF4混合气体等。从源头上减少SF6排放的温室效应。从目前的各项研究和应用来看，SF6/CF4混合气体绝缘和熄弧性能均较好，具有很好的应用潜力。虽然SF6/CF4混合气体在物理化学特性上与高纯SF6相似，但是在开关电弧作用下混合气体的分解产物和纯SF6存在很大差别，如果仍采用纯SF6气体的检测方法，无法准确的反应开关设备的运行状态。SF6/CF4混合气体在电弧作用下会产生分解，其分解物与设备中微量的水分、电极以及固体绝缘材料发生反应，生成比较复杂的混合物，比如：一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)、四氟化碳(CF4)、氟化硫酰(SO2F2)、氟化亚硫酰(SOF2)、八氟丙烷(C3F8)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)等，其主要分解途径见下图所示：
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置。该装置可以有效的检测SF6/CF4混合气体在电弧作用下的特征分解产物如：CO、CO2、CH4、CF4、CO2、SOF2、SO2F2、C3F8、H2S、SO2等，从而为准确判断电气设备内部的运行状态，保障开关设备的安全运行提供有效的技术手段。本技术的技术方案是：一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，包括：进样设备、分析回路和检测设备；其中，进样设备和分析回路连接，分析回路通过自动切换阀和检测设备连接；所述的分析回路设置有三条载气路和一条样品路；其中，第一条载气路包括第一稳压流量阀、第一流量计、第一六通阀和第一色谱仪，各个设备依次连接；其中，第一六通阀连接有第一定量管，第一色谱仪安装有第一色谱柱；第一稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第一色谱柱和自动切换阀连接；第二条载气路包括第二稳压流量阀和第二流量计；第二稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第二流量计和自动切换阀连接；第三条载气路包括第三稳压流量阀、第三流量计、第二六通阀、第二色谱仪和第三六通阀，各个设备依次连接；其中，第二六通阀连接有第二定量管，第二色谱仪安装有第二色谱柱，第三六通阀连接有隔离阀和第三色谱仪；第三色谱仪安装有第三色谱柱，第三稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第三六通阀和自动切换阀连接；所述的一条样品路包括第一阀门和第二阀门，样品气管路经过样品气干燥管后，分别连接第一阀门和第二阀门，分为两条支路，经过第一阀门的支路连接第一六通阀，经过第二阀门的支路连接第二六通阀；所述的第二六通阀和第三六通阀均设置在第三条载气路上，并且串联使用，其中，第二六通阀用来进样，第三六通阀用来隔离，并且通过第三六通阀设置的隔离阀的切换作用可以选择样品通过或者不通过第三色谱柱，从而进入检测设备。所述的检测设备包括热导检测器(TCD)和火焰光度检测器(FPD)，其中，热导检测器(TCD)和火焰光度检测器(FPD)两个检测器并联组成；检测设备和分析回路通过自动切换阀连接，自动切换阀能够切换不同的检测器，从而检测SF6/CF4混合气体分解产物。所述的火焰光度检测器(FPD)以氢气D发生器和空气C发生器作为气源。根据色谱柱检测的气体的不同，选用对应的检测器，具体为：第一色谱柱主要用固定相为TDX-01的聚四氟乙烯填充柱，桥流90-150mA，柱温80～120℃，柱前压为0.1psi；采用第一色谱柱主要用于分离SF6/CF4混合气体分解产物中的CO、CO2、CH4，采用TCD测定；采用第一色谱柱分离SF6/CF4混合气体分解产物中的SOF2、SO2F2，采用FPD测定；第二色谱柱主要用PorapakQ填充柱，适合粒度目为40-60，柱长为10～40m，柱内径3mm，柱前压为15psi-25psi；采用第二色谱柱主要用于分离SF6/CF4混合气体分解产物中的空气、CO2、CF4、C3F8、SF6，采用TCD测定；第三色谱柱主要用GasPro系列毛细柱，柱长为30-50m，柱内径0.3mm，柱前压为10psi-20psi；采用第三色谱柱主要用于分离SF6/CF4混合气体分解产物中的SO2、H2S，采用FPD测定；所述的载气选用纯度为99.99wt.％氦气为载气，载气气流为10mL/min-15mL/min。所述的进样设备，采用手动注射器进样或进样袋进样，进样过程中避免样品气污染。本技术的检测设备中，火焰光度检测器的氢气气源纯度达到99.9999wt.％以上，氢气D流速为35～45mL/min，空气C流速为130～150mL/min。本技术的分析回路具有体积和流速控制功能。各个色谱柱通过的载气气流通过稳压流量阀和流量计控制，载气流量为2.577mL/min，辅助压力为4.35psi，色谱柱柱前压为15psi-25psi、色谱柱出气口压力为10psi-20psi，色谱柱在使用前应在120℃下通载气钝化处理4h，钝化处理后利用程序升温做一次空白实验，保证实验的准确性。所述的TCD检测器温度为60℃，桥电流为80mA，载气流速为10mL/min-15mL/min。所述的FPD检测器温度为150℃，载气流速为10mL/min-15mL/min。本技术的SF6/CF4混合气体分解产物的检测过程为：通过控制第一阀门和第二阀门，控制待测样品通过第一色谱柱或第二色谱柱；通过自动切换阀控制通过第一色谱柱的待测样品进入TCD检测器，分析CO、CO2、CH4；通过FPD检测器检测SOF2、SO2F2，切换第二阀门，使得待测样品通过第二色谱柱和第三色谱柱，通过自动切换阀切换TCD检测器检测CF4、CO2、C3F8、SF6气体，FPD检测器检测H2S、SO2。本技术一种SF6/CF4混合气体分解产物的检测装置，其有益效果在于：1.本技术的检测回路，将进样的SF6/CF4混合气体，配备气相色谱仪和TCD和FDP在检测器，通过自动切换阀切换实现对混合气体在电弧作用下的分解产物CO、CO2、CH4、CF4、CO2、SOF2、SO2F2、C3F8、H2S、SO2等进行检测。由于混合气体分解产物比较复杂，如果全部进入检测器不仅会污染设备，损害色谱柱，还会由于检测器对不同组分检测灵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，其特征在于，该SF6/CF4混合气体分解产物检测装置包括：进样设备、分析回路和检测设备；其中，进样设备和分析回路连接，分析回路通过自动切换阀和检测设备连接；所述的分析回路设置有三条载气路和一条样品路；其中，第一条载气路包括第一稳压流量阀、第一流量计、第一六通阀和第一色谱仪，各个设备依次连接；其中，第一六通阀连接有第一定量管，第一色谱仪安装有第一色谱柱；第一稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第一色谱柱和自动切换阀连接；第二条载气路包括第二稳压流量阀和第二流量计；第二稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第二流量计和自动切换阀连接；第三条载气路包括第三稳压流量阀、第三流量计、第二六通阀、第二色谱仪和第三六通阀，各个设备依次连接；其中，第二六通阀连接有第二定量管，第二色谱仪安装有第二色谱柱，第三六通阀连接有隔离阀和第三色谱仪；第三色谱仪安装有第三色谱柱，第三稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第三六通阀和自动切换阀连接；所述的一条样品路包括第一阀门和第二阀门，样品气管路经过样品气干燥管后，分别连接第一阀门和第二阀门，分为两条支路，经过第一阀门的支路连接第一六通阀，经过第二阀门的支路连接第二六通阀；所述的第二六通阀和第三六通阀均设置在第三条载气路上，并且串联使用，其中，第二六通阀用来进样，第三六通阀用来隔离，并且通过第三六通阀设置的隔离阀的切换作用可以选择样品通过或者不通过第三色谱柱，从而进入检测设备；所述的检测设备包括热导检测器和火焰光度检测器，其中，热导检测器和火焰光度检测器两个检测器并联组成；检测设备和分析回路通过自动切换阀连接，自动切换阀能够切换不同的检测器，从而检测SF6/CF4混合气体分解产物。...

【技术特征摘要】
1.一种SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，其特征在于，该SF6/CF4混合气体分解产物检测装置包括：进样设备、分析回路和检测设备；其中，进样设备和分析回路连接，分析回路通过自动切换阀和检测设备连接；所述的分析回路设置有三条载气路和一条样品路；其中，第一条载气路包括第一稳压流量阀、第一流量计、第一六通阀和第一色谱仪，各个设备依次连接；其中，第一六通阀连接有第一定量管，第一色谱仪安装有第一色谱柱；第一稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第一色谱柱和自动切换阀连接；第二条载气路包括第二稳压流量阀和第二流量计；第二稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第二流量计和自动切换阀连接；第三条载气路包括第三稳压流量阀、第三流量计、第二六通阀、第二色谱仪和第三六通阀，各个设备依次连接；其中，第二六通阀连接有第二定量管，第二色谱仪安装有第二色谱柱，第三六通阀连接有隔离阀和第三色谱仪；第三色谱仪安装有第三色谱柱，第三稳压流量阀通过载气干燥管和载气供应管路连接，第三六通阀和自动切换阀连接；所述的一条样品路包括第一阀门和第二阀门，样品气管路经过样品气干燥管后，分别连接第一阀门和第二阀门，分为两条支路，经过第一阀门的支路连接第一六通阀，经过第二阀门的支路连接第二六通阀；所述的第二六通阀和第三六通阀均设置在第三条载气路上，并且串联使用，其中，第二六通阀用来进样，第三六通阀用来隔离，并且通过第三六通阀设置的隔离阀的切换作用可以选择样品通过或者不通过第三色谱柱，从而进入检测设备；所述的检测设备包括热导检测器和火焰光度检测器，其中，热导检测器和火焰光度检测器两个检测器并联组成；检测设备和分析回路通过自动切换阀连接，自动切换阀能够切换不同的检测器，从而检测SF6/CF4混合气体分解产物。2.如权利要求1所述的SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，其特征在于，所述的火焰光度检测器以氢气发生器和空气发生器作为气源。3.如权利要求1所述的SF6/CF4混合气体分解产物检测装置，其特征在于，所述的进样设备，采用手动注射器进样或进样袋进样。4.如权利要求1所述的SF6/CF4混合气体分解产...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学斌，林莘，孙广雷，刘忠威，刘刚，李斌，庚振新，金涌川，李泽，赵丹，王飞鸣，王汀，霍宁宁，王玉明，徐建源，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳工业大学，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21