C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置、配气方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及混合绝缘介质配制技术领域，具体公开一种C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，包括C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构；本发明专利技术还公开一种C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气方法。本发明专利技术具有不仅可准确配制不同比例、不同压力的C4F7N/CO2/O2三元混合气体，而且可实现多元混合气体的配制，配气速度快，误差小的技术效果。

C4f7n / CO2 / O2 ternary mixed gas partial pressure gas distribution device and gas distribution method

【技术实现步骤摘要】
C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置、配气方法
本专利技术涉及电气
，尤其涉及混合绝缘介质配制

技术介绍
气体绝缘设备是现代电网不可替代的关键输变电设备之一，具有结构紧凑、受环境因素影响小、运行安全可靠性高等优点。SF6气体因其优良的绝缘灭弧性能，是目前电力行业应用最为广泛的绝缘介质。但由于SF6气体极强的温室效应，在1997年《京都议定书》中已被列入受限制的六种温室气体之一。此外，2016年《巴黎协定》也明确要求在本世纪下半叶实现温室气体净零排放。因此，开发替代SF6的环保气体及研制环保气体设备迫在眉睫。目前，国外已开发出不含SF6的C4F7N(以下简称C4)环保绝缘介质，被认为是目前代替SF6气体应用于电力设备潜在的热点介质，我国业已开展新型环保型输电管路的研制工作。C4的绝缘性能是SF6气体的2.2倍以上，温室效应系数只有SF6气体的十分之一，但其液化温度较高(一个大气压下约为–4.7℃)，使用时需将其与一定比例的缓冲气体(如CO2)混合使用。C4F7N/CO2混合气体在电气设备中应用时，CO2易分解为CO，给设备带来较大的绝缘风险。C4F7N/CO2混合气体中加入O2可很好地抑制CO2的分解，极大地提高了该种绝缘介质应用的可行性。如专利申请201910252824.0公开的一种环保型气体绝缘介质的改性配方，提出了一种C4F7N、CO2和氧气混合的绝缘介质。将C4F7N/CO2/O2三元混合气体应用于电气设备时，不同的工程应用场景中，需要配制不同比例、不同工作压力的混合气体。目前，混合气体配气装置多采用质量流量控制器对气体比例进行控制，如专利申请2017109526872公开的一种八通道六氟化硫动态配气方法及系统，配气速度和精度受限于质量流量计的量程和精度。该方法是利用质量流量计控制两种气体的流量，配制精度高，操作简单。然而该方法无法快速配制大量混合气体，尤其对于GIL这种大气室设备，需要较长的配气时间，严重影响现场工期。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术在配制三元及以上混合气体时存在配气速率慢以及配气精度低的技术问题。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，包括C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构；所述C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构用以将C4F7N、CO2、O2依次输送至所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中；所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C4F7N、CO2、O2进行定压并将定压后的C4F7N、CO2、O2进行混合，所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构用以输出定压混合后的C4F7N/CO2/O2三元混合气体；多个所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。本专利技术首先通过开启C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置中的各个阀门，通过真空泵对该装置进行抽真空处理。然后将C4F7N、CO2、O2分别通过C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构输入至C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中，并在C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中进行定压混合，并保证多个C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构交替进行定压混合(配气)、输气，而定压混合后的C4F7N/CO2/O2三元混合气体通过C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构输出。本专利技术采用分压配气来代替现有技术的动态定量配气，将分压配气应用在三元混合气体的配制领域中，不仅配制精度高，而且能极大地提高配气速度，从而满足GIL这种大气室设备的需要。由于本专利技术包括多个C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构且呈并联设置，实际工作时候，通过将多个C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构分为两组，使得其中一组在处于配气的时候，另一组处于输出混合气体的状态，从而使得系统始终处于配气、输气同步进行，节省了配气时间，进一步提高配气效率。优选地，本专利技术具有可以通过在分压混合罐的底部设置重量传感器来对分压混合罐中的气体质量进行在线监控，并配合差压传感器的在线监控，实现重量值、压力值互为反馈，可以更加精准地监控三元气体混合的精准度。另外，本专利技术可以在各个管道设置相应的压力表、流量表，进一步地实现配气数值的在线精准控制。进一步，通过本专利技术的电气比例阀能精准控制三路气体进入混气管路的分压。进而解决现有技术配气系统内无实时监测、自动化程度差的技术问题。优选地，所述C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构相同且呈并联设置，均包括减压阀、电磁阀、进气管道；所述进气管道的进气口与输入的气源的钢瓶连通，所述进气管道的出气口与所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通；所述减压阀、电磁阀均设置在所述进气管道中。当需要输入某一气体(C4F7N或CO2或O2)时，本专利技术通过开启对应的减压阀、电磁阀，通过控制减压阀的开度，对该气体进行减压稳压，稳压后的气体通过进气管道输入至C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中。优选地，所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构、气体混合管路结构；所述气体压力调节管路结构的进气端与所述C4F7N进气管路结构的出气端、CO2进气管路结构的出气端、O2进气管路结构的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控；所述气体压力调节管路结构的出气端与所述气体混合管路结构的进气端连通，用以将定压后的气体进行混合。优选地，所述气体压力调节管路结构包括压力调节管道、比例阀、第一电磁阀；所述压力调节管道的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，所述压力调节管道的出气口与所述气体混合管路结构的进气端连通；所述比例阀、第一电磁阀均设置在所述压力调节管道中。当某一气体(C4F7N或CO2或O2)输入至压力调节管道后，通过调节比例阀的开度，来实现对输送至气体混合管路结构的该气体其压力进行调整(定压)，当该气体输送完毕后，关闭该气体进气管路结构中的减压阀、电磁阀。优选地，所述气体混合管路结构包括混合前进气管道、混合后出气管道、第二电磁阀、第三电磁阀、分压混合罐；所述混合前进气管道的进气口与各个进气管路结构的出气端均连通，所述混合前进气管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述分压混合罐的出气口与所述混合后出气管道的进气口连通，所述混合后出气管道的出气口与所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构的进气端连通；所述第二电磁阀设置在所述混合前进气管道上，所述第三电磁阀设置在所述混合后出气管道上。本专利技术通过开启第二电磁阀，经定压后的C4F7N、CO2、O2依次分别通过C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构输入至混合前进气管道中，并在分压混合罐中进行混合，混合完毕后，关闭第二电磁阀并开启第三电磁阀，混合后的C4F7N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，包括C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构；所述C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构用以将C4F7N、CO2、O2依次输送至所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中；所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C4F7N、CO2、O2进行定压并将定压后的C4F7N、CO2、O2进行混合，所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构用以输出定压混合后的C4F7N/CO2/O2三元混合气体；多个所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。

【技术特征摘要】
1.一种C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，包括C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构、C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构；所述C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构用以将C4F7N、CO2、O2依次输送至所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构中；所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构用以对输入其中的C4F7N、CO2、O2进行定压并将定压后的C4F7N、CO2、O2进行混合，所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构用以输出定压混合后的C4F7N/CO2/O2三元混合气体；多个所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构呈并联设置。2.根据权利要求1所述的C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C4F7N进气管路结构、CO2进气管路结构、O2进气管路结构相同且呈并联设置，均包括减压阀、电磁阀、进气管道；所述进气管道的出气口与所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构的进气端连通；所述减压阀、电磁阀均设置在所述进气管道中。3.根据权利要求1所述的C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压混合管路结构包括气体压力调节管路结构、气体混合管路结构；所述气体压力调节管路结构的进气端与所述C4F7N进气管路结构的出气端、CO2进气管路结构的出气端、O2进气管路结构的出气端连通，用以对输入其中的气体其压力进行调控；所述气体压力调节管路结构的出气端与所述气体混合管路结构的进气端连通，用以将定压后的气体进行混合。4.根据权利要求3所述的C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述气体压力调节管路结构包括压力调节管道、比例阀、第一电磁阀；所述压力调节管道的进气口与各个进气管路结构的出气端连通，所述压力调节管道的出气口与所述气体混合管路结构的进气端连通；所述比例阀、第一电磁阀均设置在所述压力调节管道中。5.根据权利要求3所述的C4F7N/CO2/O2三元混合气体分压配气装置，其特征在于，所述气体混合管路结构包括混合前进气管道、混合后出气管道、第二电磁阀、第三电磁阀、分压混合罐；所述混合前进气管道的进气口与各个进气管路结构的出气端均连通，所述混合前进气管道的出气口与所述分压混合罐的进气口连通；所述分压混合罐的出气口与所述混合后出气管道的进气口连通，所述混合后出气管道的出气口与所述C4F7N/CO2/O2三元混合气体输出管路结构的进气端连通；所述第二电磁阀设置在所述混合前进气管道上，所述第三电磁阀设置在所述混合后出气管道上。6.根据权利要求5所述的C4F7N/C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，祁炯，林福海，翟玥，刘子恩，袁小芳，宋玉梅，朱会，俞登洋，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江西省电力有限公司电力科学研究院，河南省日立信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34