本发明专利技术公开了一种高液化温度混合气体快速充补装置及充补方法，增压容器通过引入高压强的背景气体对液相环保型绝缘介质进行施压，增大其压强使其具备足够压力输出至下一环节；加热管路使背景气体升温，与高液化温度绝缘介质相汇，加速其气化；混合气腔具有喷气孔和搅拌颗粒，使背景气体和高液化温度绝缘介质充分接触、均匀混合；缓冲气室配备一套压缩机，将缓存气室内的混合气体进行增压，对目标气室进行补气。本发明专利技术具有现场便携、配气精度高、充气速率高的优点，解决了使用高液化温度绝缘介质的环保型气体绝缘设备在投运和运维过程中的充气及补气需求。气及补气需求。气及补气需求。
【技术实现步骤摘要】
一种高液化温度混合气体快速充补装置及充补方法
[0001]本专利技术公开了一种高液化温度混合气体快速充补装置及充补方法，涉及电气
技术介绍
[0002]六氟化硫因其突出的绝缘性能和灭弧特性，是目前气体绝缘设备广泛应用的绝缘气体，但其温室效应潜能值是二氧化碳的23900倍，已引起相关环保部门和电力行业的深入关注。因此，在未来气体绝缘设备的使用方案中，以环保性能占优的新型环保气体将得到进一步的重视。但由于目前市面上常见的几种新型环保气体液化温度较高，当温度较低或气压较高时极易发生液化，尤其是C5F10O和C6F12O两种新型环保气体绝缘介质，它们的液化温度分别为26.9℃和49.2℃，在常温下为液态，很大程度上限制了其与背景气体混合和充气的效率。
[0003]目前，国内针对液相的环保型气体和气相的背景气体进行混合和充气，主要采取基于道尔顿原理的分压配气法，在现场进行充气时效率较低、配制精度较差，而且面对已经具备一定压强的气体绝缘设备进行补气时，使用常规的配气法无法将高液化温度的环保气体按照额定比例补充进去。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对上述
技术介绍
中的缺陷，提供一种高液化温度混合气体快速充补装置及充补方法，解决高液化温度为绝缘介质的环保型气体绝缘设备现场快速充气和补气的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高液化温度混合气体快速充补装置，包括：背景气体容器、环保型绝缘介质容器、增压容器和混合气腔，背景气体容器，用于盛放背景气体；环保型绝缘介质容器，用于盛放常温下为液相的环保型绝缘介质；所述增压容器的进气口连接背景气体容器出气口，所述增压容器的进液口连接环保型绝缘介质容器出液口，所述的增压容器出气口连接真空气泵，所述增压容器的出液口连接混合气腔的进液口，所述背景气体容器出气口连接混合气腔的进气口，混合气腔的混合出口连接缓冲气室进气口，所述的混合气腔的混合出口和缓冲气室的出气口均用于连接目标气室；所述增压容器、缓冲气室和目标气室上分别设置气压表，用于观察增压容器、缓冲气室和目标气室内部的气压。
[0006]进一步的，所述增压容器的底部呈弧面型，呈漏斗状，所述增压容器设置于环保型绝缘介质容器下侧，在重力作用下，环保型绝缘介质容器中的液态环保型绝缘介质将汇聚于增压容器底部。
[0007]进一步的，所述的背景气体容器与混合气腔之间设置气体质量流量计和油浴加热管路，气体质量流量计为大量程，用于计量背景气体的瞬时流量和累计流量，通过大量程的气体质量流量对来自背景气体容器的背景气体进行流速控制；
[0008]所述的增压容器与混合气腔之间设置液体质量流量计，液体质量流量计为微小量程，用于计量环保型绝缘介质的瞬时流量和累计流量，具备通讯输入、输出功能，用于实时监测流量输出比例；
[0009]所述的增压容器内设置液位传感器，用于测量增压容器内的液态环保型绝缘介质的液位，检测容器内环保型绝缘介质的剩余体积。
[0010]所述的油浴加热管路包括：壳体、金属气路管道、底座加热器和温控模块组成，所述的壳体内部设置金属气路管道，金属气路管道为细长型，呈多圈环状管道结构，所述的壳体内填充热传导油，所述壳体底部设置底座加热器，温控模块与底座加热器相连，所述金属气路管道的进气端侧设置第一温度传感器，所述金属气路管道的出气端侧设置第二温度传感，设定好流速的背景气体通过加热管路进行升温，具备一定的高温后进入下一环节，可加速液态环保型绝缘介质的气化。
[0011]进一步的，所述混合气腔包括：球状结构，所述混合气腔的顶部设置进液口，所述混合气腔的侧边设置进气口，所述混合气腔的进气口的方向沿着内壁呈切线方向，所述进气口的对侧设置出气口，所述混合气腔的内部设置若干空心铝球，所述混合气腔的出气口侧的内壁上设置一个顶针；
[0012]来自于加热管路的高温背景气体从进气口冲入时，其气体流动为朝着液态环保型绝缘介质注入口方向，高温背景气体遇到液态环保型绝缘介质时，将加速其气化，并伴随其绕着内壁产生流动，并带动空心铝球扰动，用以充分搅拌环保型绝缘介质和背景气体，使其均匀混合并从出气口输出至下一环节，在球状结构内壁上特别设置了的顶针结构，可以用于防止空心铝球堵住出气口。
[0013]进一步的，所述的缓冲气室出气口通过压缩机连接目标气室的进口，缓冲气室用于存储来自混合气腔的环保型混合气体；压缩机用于将缓冲气室中的混合气体压缩补充入目标气室中。
[0014]进一步的，包括：真空泵，所述的真空泵连接增压容器和缓冲气室，首先，通过真空泵对增压容器、混合气腔、缓冲气室和目标气室及彼此间相连通的气路进行抽气处理，使其尽可能地接近真空状态，以排除杂质气体；
[0015]其次，抽气达到极限状态时静置一段时间，观察该期间内增压容器、缓冲气室和目标气室上的气压表是否存在变化，无变化则说明气密性良好，若气压表示数呈上升趋势，则说明容器或气路中存在泄露点，需要查明，进行处理修复。
[0016]一种高液化温度混合气体快速充补方法，包括以下步骤：
[0017]步骤1：向增压容器注入环保型绝缘介质并充入背景气体进行增压，使其比环保型气体绝缘设备目标气室的额定气压高0.5MPa～1MPa；
[0018]步骤2：根据目标气室的目标混合配比，先向混合气腔中通入环保型绝缘介质，根据环保型绝缘介质流速，控制背景气体流速，向混合气腔注入预热后的背景气体与环保型绝缘介质进行混合，预热后的背景气体的温度为80～100℃，形成混合气体；
[0019]步骤3：若目标气室处于真空状态则进行充气操作，混合气体直接充入真空状态下的目标气室后，转入步骤5；
[0020]若目标气室处于欠气状态则进行补气操作，混合气体暂时充入缓冲气室，缓冲气室内气压高于目标气室内气压后，转入步骤4；
[0021]步骤4：启动缓冲气室与目标气室之间的压缩机，将缓冲气室中的混合气体压缩补充入欠气状态下的目标气室后，转入步骤5；
[0022]步骤5：直至目标气室充入气压高于所需额定气压，前述两者差值为5％～10％，停止充入，待混合气体温度冷却至室温，气压稳定无变化时，释放目标气室内一定混合气体，使目标气室内的混合气体降至目标气压。
[0023]进一步的，步骤1中：向增压容器注入环保型绝缘介质的体积为：
[0024][0025]其中，n为环保型绝缘介质与混合气体的比值(目标混合配比)；P
n
为所需充入的额定气压；V
目标气室
为目标气室的体积；M
环保
为环保型绝缘介质的摩尔质量；R是气体常量(比例常数)；T为目标气室所处环境温度；ρ
环保(气)
为环保型绝缘介质气态时的密度。
[0026]进一步的，步骤2中：背景气体流速具体为：
[0027][0028]其中，v
背景
为背景气体的流速；
[0029]ρ
环保(液)
为环保型绝缘介质液态时的密度；v<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，包括：背景气体容器(1)、环保型绝缘介质容器(2)、增压容器(3)和混合气腔(17)，所述增压容器(3)的进气口连接背景气体容器(1)出气口，所述增压容器(3)的进液口连接环保型绝缘介质容器(2)出液口，所述的增压容器出气口连接真空气泵，所述增压容器(3)的出液口连接混合气腔(17)的进液口，所述背景气体容器(1)出气口连接混合气腔(17)的进气口，混合气腔(17)的混合出口连接缓冲气室进气口(18)，所述的混合气腔(17)的混合出口和缓冲气室(18)的出气口均用于连接目标气室(20)。2.根据权利要求1所述一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，所述增压容器(3)的底部呈弧面型，呈漏斗状，所述增压容器(3)设置于环保型绝缘介质容器下侧。3.根据权利要求1所述一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，所述的背景气体容器(1)与混合气腔(17)之间设置气体质量流量计(15)和油浴加热管路(5)，所述的增压容器(3)与混合气腔(17)之间设置液体质量流量计(16)，所述的增压容器内设置液位传感器。4.根据权利要求1所述一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，所述混合气腔(17)包括：球状结构，所述混合气腔(17)的顶部设置进液口，所述混合气腔(17)的侧边设置进气口，所述混合气腔(17)的进气口的方向沿着内壁呈切线方向，所述进气口的对侧设置出气口，所述混合气腔(17)的内部设置若干空心铝球，所述混合气腔(17)的出气口侧的内壁上设置一个顶针。5.根据权利要求1所述一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，所述的缓冲气室(18)出气口通过压缩机(19)连接目标气室的进口。6.根据权利要求1所述一种高液化温度混合气体快速充补装置，其特征在于，包括：真空泵，所述的真空泵连接增压容器(3)和缓冲气室(18)。7.一种高液化温度混合气体快速充补方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：向增压容器注入环保型绝缘介质并充入背景气体进行增压；步骤2：根据目标气室的目标混合配比，先向混合气腔中通入环保型绝缘介质，根据环保型绝缘...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷志城，袁超，黄烜城，封建宝，刘全，梅睿，吴木木，花婷婷，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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