GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法技术方案

本申请提供一种GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法，GIS设备内部SF6气体监测系统中设置有富集单元和集气单元，通过富集单元将微量的分解产物成分富集，提高待分解物组分的浓度，提高检测单元的检出限。通过使用集气单元将SF6固化形成真空环境以此形成压力差作为驱动气体流动的动力，避免了气体在现有技术中采用增压机、真空泵等在运行过程中混入油气，回充至GIS气室，从而造成的绝缘气体的污染。将待测气体回充至GIS气室中，避免气体被排放至大气中，污染环境。防止GIS气室内部绝缘气体密度下降。体密度下降。体密度下降。

【技术实现步骤摘要】
GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法


[0001]本专利技术属于高压电气设备
，具体涉及一种GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法。

技术介绍

[0002]SF6气体因其具有优异的绝缘和灭弧性能，广泛应用于高压电气设备中，我国110kV及以上电压等级的输电网中主要采用SF6气体绝缘开关设备。SF6气体绝缘开关设备内部发生放电、异常发热等缺陷时，SF6会分解生成低氟化物，这些低氟化物进一步与设备内部少量的O2和水分反应生成相对稳定的气体分解产物，检测设备内部SF6气体分解产物组分对于设备故障定位及部分潜伏性缺陷诊断具有重要意义，在设备运维中广泛应用。对于GIS/HGIS（以下简称GIS），尤其是超特高压GIS，由于其气室大且装有吸附剂，设备潜伏性缺陷产生的分解产物浓度通常低于现场检测仪器的最低检出限；能够检测ppb级痕量SF6气体分解产物组分的检测装置是GIS设备潜伏性缺陷诊断的重要手段。
[0003]随着电网快速发展，GIS设备在电网中的装用量与日俱增，据统计，近十年共发生故障84次330千伏及以上GIS故障，其中2019年发生12次，故障率为0.19次/百间隔
·
年，随着GIS装用量快速增长，其较高的故障率对电网运行可靠性影响愈加凸显。因为GIS中SF6分解物浓度较低，现有技术中的检测手段存在检测数据误差较大的问题；且存在使用真空加压泵将气体进行回充，会在给气体加压的过程中混入油气等杂质，导致气体被污染再回充至气室中的问题，被污染的气体进入到GIS气室中严重影响设备安全。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法，以解决或者克服现有技术中存在的至少一项技术问题。
[0005]在第一方面，本申请提供一种GIS设备内部SF6气体监测系统，包括：依次连通的进气口、第一电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、第二电磁阀、富集单元、第三电磁阀、缓冲罐、第四电磁阀、缓冲袋、检测单元、流量计、第二流量控制器、第五电磁阀、集气单元、第七电磁阀、真空泵和排气口；以及与依次连通的所述第一电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、第二电磁阀、富集单元、第三电磁阀、缓冲罐、第四电磁阀、缓冲袋、检测单元、流量计、第二流量控制器和第五电磁阀并联连通的第六电磁阀；其中，所述进气口用于与GIS气室连通，所述排气口用于与回收设备连通；所述富集单元用于将待测气体中的SF6气体液化以对待测气体中的分解物进行富集，所述集气单元用于将所述SF6气体固化以形成压力差作为气体流动的动力源，所述检测单元用于对所述分解物进行成分检测。
[0006]进一步地，还包括单向阀，所述单向阀设置于所述富集单元和所述第三电磁阀之间，或者，设置于所述第三电磁阀和所述缓冲罐之间。
[0007]进一步地，所述富集单元包括：
冷阱罐；制冷器，其设置于所述冷阱罐外壁上，用于加热或者冷却所述冷阱罐；第一温度传感器，其设置在所述冷阱罐上，用于监测所述冷阱罐内的温度；进气管路，其密封连通在所述冷阱罐内，所述进气管路与所述第二电磁阀连通；出气管路，其密封连通在所述冷阱罐内，所述出气管路与所述第三电磁阀连通。
[0008]进一步地，所述进气管路伸入所述冷阱罐内的长度大于所述出气管路伸入到所述冷阱罐内的长度。
[0009]进一步地，所述制冷器采用半导体制冷器，通过改变电流方向能够加热或者者冷却所述冷阱罐。
[0010]进一步地，所述冷阱罐包括蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷或磁制冷。
[0011]进一步地，所述集气单元包括：集气罐；制冷线圈，设置于所述集气罐内，用于冷却所述集气罐；第二温度传感器，其设置于所述集气罐上，用于检测所述集气罐内的温度；压力传感器，其设置于所述集气罐上，用于监测所述集气罐内的压力值。
[0012]进一步地，还包括一控制单元；所述控制单元分别与各电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、富集单元、缓冲罐、检测单元、流量计、第二流量控制器、集气单元以及真空泵电性连接，以实现自动控制以及信息的反馈。
[0013]在第二方面，提供一种GIS设备内部SF6气体监测方法，包括：A、抽真空处理将排气口与回收设备连通，开启第一电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第二流量控制器、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀和真空泵；当集气单元内的压力值低于预设值后，关闭所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀和真空泵，并断开所述排气口与所述回收设备的连通；B、富集处理将进气口与GIS气室连通，开启第一电磁阀和第二电磁阀，并通过压力控制器和第一流量控制器分别控制输入待测气体的压力和流量；控制并检测冷阱罐的内部温度冷却至第一预设温度，当通过所述第一流量控制器获取流经其的待测气体总体积达到预设体积值后，关闭所述第一电磁阀和第二电磁阀；C、检测处理开启所述第三电磁阀，使富集单元内的待测气体进入到缓冲罐中，静置预设时间以使缓冲罐中的所述待测气体恢复至常温；将集气罐内的温度降低至第二预设温度；开启第四电磁阀和第五电磁阀，所述缓冲罐中的待测气体经缓冲袋、检测单元、流量计、第二流量控制器和第五电磁阀进入集气罐内进行固化；其中，调节流通所述第二流量控制器所述待测气体的流量，使所述检测单元对稳定流通的待测气体中的分解物进行成分
检测。
[0014]进一步地，还包括：D、回充阶段控制富集单元加热至常温；关闭第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀，开启第六电磁阀；通过检测并控制所述集气罐内的温度，使固化的SF6气化进而回充至GIS气室内；当所述集气罐内在常温状态下，检测到的压力值不变后，关闭所述第六电磁阀。
[0015]进一步地，所述第一预设温度小于等于﹣40℃。
[0016]进一步地，所述第二预设温度小于等于﹣70℃本申请具有的有益效果：本申请提供的GIS设备内部SF6气体监测系统以及监测方法，包括如下优点：1、通过富集单元将微量的分解产物成分富集，提高分解物组分的浓度，提高检测单元的检出限。2、通过使用集气单元将SF6固化形成真空环境以此形成压力差作为驱动待测气体流动的动力，避免了现有技术采用增压机、真空泵等回气的过程中待测气体混入油气，进而使得油气回充至GIS气室，造成的绝缘气体的污染。3、将用于检测的气体回充至GIS气室中，避免气体被排放至大气中，污染环境。防止GIS气室内部绝缘气体密度下降。
附图说明
[0017]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0018]图1是根据本专利技术实施例提供的GIS设备内部SF6气体监测系统结构布局示意图；图2是根据本专利技术实施例提供的富集单元简易结构示意图；图3是根据本专利技术实施例提供的集气单元简易结构示意图；图4是根据本专利技术实施例提供的GIS设备内部SF6气体监测方法的建议流程示意图。
[0019]其中，1
‑
进气口，2
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，包括：依次连通的进气口、第一电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、第二电磁阀、富集单元、第三电磁阀、缓冲罐、第四电磁阀、缓冲袋、检测单元、流量计、第二流量控制器、第五电磁阀、集气单元、第七电磁阀、真空泵和排气口；以及，与依次连通的所述第一电磁阀、压力控制器、第一流量控制器、第二电磁阀、富集单元、第三电磁阀、缓冲罐、第四电磁阀、缓冲袋、检测单元、流量计、第二流量控制器和第五电磁阀并联连通的第六电磁阀；其中，所述进气口用于与GIS气室连通，所述排气口用于与回收设备连通；所述富集单元用于将待测气体中的SF6气体液化以对待测气体中的分解物进行富集，所述集气单元用于将所述SF6气体固化以形成压力差作为气体流动的动力源，所述检测单元用于对所述分解物进行成分检测。2.根据权利要求1所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，所述富集单元包括：冷阱罐；制冷器，设置于所述冷阱罐外壁上，用于加热或者冷却所述冷阱罐；第一温度传感器，设置在所述冷阱罐上，用于监测所述冷阱罐内的温度；进气管路，密封连通在所述冷阱罐内，所述进气管路与所述第二电磁阀连通；出气管路，密封连通在所述冷阱罐内，所述出气管路与所述第三电磁阀连通。3.根据权利要求2所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，所述进气管路伸入所述冷阱罐内的长度大于所述出气管路伸入到所述冷阱罐内的长度。4.根据权利要求2所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，所述制冷器采用半导体制冷器，通过改变电流方向能够加热或者者冷却所述冷阱罐。5.根据权利要求2所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，所述冷阱罐包括蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷或磁制冷。6.根据权利要求1所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，所述集气单元包括：集气罐；制冷线圈，设置于所述集气罐内，用于冷却所述集气罐；第二温度传感器，设置于所述集气罐上，用于检测所述集气罐内的温度；压力传感器，设置于所述集气罐上，用于监测所述集气罐内的压力值。7.根据权利要求1所述的GIS设备内部SF6气体监测系统，其特征在于，还包括一控制单元；所述控制单元分别与各电磁阀、压力控制器、第一流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：季严松，袁帅，毕建刚，王承玉，弓艳朋，许渊，杜非，于浩，是艳杰，王广真，付德慧，杨圆，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：