一种用于六氟化硫电气设备的补气装置及补气方法与流程

1.本发明属于六氟化硫补气设备技术领域，具体涉及一种用于六氟化硫电气设备的补气装置及补气方法。


背景技术：

2.六氟化硫(sf6)气体具有优良的电气绝缘和灭弧性能，被广泛应用于高压开关等电气设备中；由于六氟化硫电气设备长时间运行及气体的净化处理等因素，都会造成设备中的气体压力的减小，进而会降低电器设备的绝缘性能，甚至会导致故障，存在安全隐患。现有技术中，在六氟化硫电气设备内的气体压力降低时需要停电检修，且检修耗费时间长，影响用户对电力的使用。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种用于六氟化硫电气设备的补气装置及补气方法，旨在解决六氟化硫电气设备内的气体压力降低时需要停电检修的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.提供一种用于六氟化硫电气设备的补气装置及补气方法，包括：
6.sf6密度继电器，适于设在电气设备上，用于检测电气设备内的气体压力；
7.气体分析仪，适于设在电气设备上，用于检测电器设备内的气体的成分；
8.补气管道，一端适于与电气设备连通，另一端适于与气源连通；所述补气管道上设有第一电磁阀；
9.过滤罐，具有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管均适于与电气设备连通；所述进气管上设有第二电磁阀，所述出气管上设有第三电磁阀；
10.第一动力件，通过管道与所述过滤罐连通；以及
11.控制模块，分别与所述sf6密度继电器、所述气体分析仪、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀以及所述第一动力件电连接；
12.其中，在所述sf6密度继电器的检测值低于预设压力范围、所述气体分析仪的分析值处于正常范围时，所述控制模块控制所述第一电磁阀导通、以使所述补气管处于向电气设备充气的充气状态；
13.在所述sf6密度继电器的检测值低于预设压力范围、所述气体分析仪的分析值超出正常范围时，所述控制模块控制所述第一电磁阀导通、以使电气设备内的气体压力处于预设压力范围；所述控制模块控制所述第二电磁阀和所述第三电磁阀导通，并控制所述第一动力件启动，以使电气设备内的气体经过滤罐后进入到电气设备中。
14.在一种可能的实现方式中，所述补气装置还包括：
15.抽真空动力件，与所述控制模块电连接；所述抽真空动力件通过管道与所述补气管道、所述进气管和所述出气管连接；
16.其中，在向电气设备充入气体前，所述控制模块控制抽真空动力件启动、以使所述
补气管道、所述进气管和所述出气管处于真空状态。
17.在一种可能的实现方式中，所述补气管道具有与所述过滤罐连通的分支管道，所述分支管道上设有第四电磁阀；
18.其中，在向所述电气设备充气时，所述控制模块控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀关闭，并控制所述第四电磁阀导通，以使气源内的气体经所述补气管道和所述分支管道进入到所述过滤罐中；
19.所述控制模块控制所述第三电磁阀导通，并控制所述第一动力件启动，以使所述过滤罐内过滤的气体进入到电气设备中。
20.在一种可能的实现方式中，所述过滤罐包括：
21.罐体，内部设有隔板，所述隔板分隔所述罐体的内腔为放置腔和过气腔，所述隔板上设有适于连通所述放置腔和所述过气腔的第一开口；所述罐体上设有与所述过气腔连通的第二开口，所述第二开口与所述第一开口对齐；
22.第一过滤板，与所述第二开口插接，且与所述第二开口密封配合；所述第一过滤板横跨所述过气腔；
23.第二过滤板，横跨所述放置腔，并适于与所述第一开口滑动配合；所述第二过滤板的一端与所述第一过滤板的一端接触；
24.弹性件，一端与所述第二过滤板连接，另一端与所述放置腔连接；以及
25.固定结构，设在所述罐体的外壁面，并与所述第一过滤板的外侧端接触；所述固定结构适于横向限位所述第一过滤板；
26.其中，所述固定结构与所述第一过滤板的外侧端分离时，所述第二过滤板在所述弹性件的作用下、具有适于顶离所述第一过滤板的换料状态；在所述换料状态时，所述第二过滤板横跨所述过气腔。
27.在一种可能的实现方式中，所述过滤罐还包括：
28.盒体，设在所述罐体的外壁面，并与所述第一开口连通；所述盒体与所述第一开口相对的一侧设有抽拉口，所述抽拉口适于与所述第一过滤板滑动配合，且所述抽拉口与所述第一过滤板密封设置；以及
29.抽真空动力件，通过管道与所述盒体连通，所述抽真空动力件用于在所述第一过滤板向外滑动时抽取所述盒体内的气体。
30.在一种可能的实现方式中，所述固定结构包括：
31.两个l型板，固定在所述罐体的外壁面上，两个l型板分别位于所述第一开口的两端，且两个所述l型板之间形成沿所述罐体高度方向贯通的限位槽；以及
32.挡板，适于与所述限位槽滑动配合，所述挡板的顶部固定设有适于与所述l型板的顶部接触的限位部。
33.本技术实施例中，在sf6密度继电器的检测值低于预设压力范围时，需要向电气设备内补充六氟化硫气体；在气体分析仪的分析值处于正常范围时，可以直接向电气设备内充入六氟化硫气体；在气体分析仪的分析值超出正常范围时，说明电气设备内的气体纯度不达标，因此在向电气设备内充入六氟化硫气体后，还需要对电气设备内的气体进行过滤。第二电磁阀导通后，电气设备内的气体在自身压力的作用下经进气管进入到过滤罐内；气体在过滤罐内进行净化后，打开第三电磁阀并启动第一动力件，能够将净化后的气体通入
到电气设备中。
34.本发明提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置，与现有技术相比，通过sf6密度继电器、气体分析仪、补气管道、过滤罐以及控制模块的配合，能够对电气设备内的气体的压力和气体的成分进行检测，并且在电气设备内的气体压力和气体成分不达标时，对电气设备内的气体进行充气和净化，能够实现对电气设备的在线监测、补气和净化的目的，无需停电检修，能够降低对用户的影响。
35.为实现上述目的，本发明采用的另一技术方案是：
36.提供一种补气方法，包括以下步骤：
37.当所述sf6密度继电器的检测值低于预设压力范围、所述气体分析仪的分析值处于正常范围时，向电气设备中充入六氟化硫气体，并使电气设备内的气压处于预设压力范围；
38.当所述sf6密度继电器的检测值低于预设压力范围、所述气体分析仪的分析值超出正常范围时，向电气设备中充入六氟化硫气体，并使电气设备内的气压处于预设压力范围；抽取部分电气设备内的气体进行净化，并将净化后的气体充入到电气设备中；
39.重复抽取部分电气设备内的气体进行净化，并将净化后的气体充入到电气设备中的过程，直至所述气体分析仪的分析值处于正常范围。
40.在一种可能的实现方式中，在向电气设备充入六氟化硫气体之前，对所述补气管道、所述进气管和所述出气管进行真空处理。
41.在一种可能的实现方式中，在向电气设备充入六氟化硫气体前，对六氟化硫气体进行净化，并将净化后的六氟化硫气体充入到电气设备中。
42.在一种可能的实现方式中，在抽取部分电气设备内的气体进行净化时，当电气设备内的压力为预设压力范围的下限时，停止抽取电气设备内的气体，并将净化后的气体充入到电气设备中；当电气设备内的压力为预设压力范围的上限时，停止向电气设备内充气；
43.重复上述过程，直至所述气体分析仪的分析值位于正常范围内。
44.本发明提供的一种补气方法的有益效果与补气装置的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
45.图1为本发明实施例提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置的管路连接图；
46.图2为本发明实施例提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置的过滤罐部分的示意图；
47.图3为本发明实施例提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置的过滤罐部分的剖面示意图；
48.图4为本发明实施例提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置的支撑条部分的示意图；
49.图5为图4中a部的放大示意图。
50.附图标记说明：1、sf6密度继电器；2、气体分析仪；3、补气管道；31、第一电磁阀；32、分支管道；33、第四电磁阀；34、第五电磁阀；35、第六电磁阀；36、回充口；37、回收口；4、
过滤罐；41、进气管；411、第二电磁阀；42、出气管；421、第三电磁阀；43、罐体；431、隔板；432、放置腔；433、第一开口；434、第二开口；435、进气腔；436、出气腔；437、支撑平台；438、支撑条；44、第一过滤板；45、第二过滤板；46、弹性件；47、盒体；471、抽拉口；48、l型板；481、限位槽；49、挡板；491、限位部；5、电气设备；6、第一动力件；61、第七电磁阀；7、抽真空动力件；71、第八电磁阀；8、储气罐；9、缓冲罐。
具体实施方式
51.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
52.请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置进行说明。所述一种用于六氟化硫电气设备的补气装置包括sf6密度继电器1、气体分析仪2、补气管道3、过滤罐4、第一动力件6以及控制模块。sf6密度继电器1适于设在电气设备5上，用于检测电气设备5内的气体压力。气体分析仪2适于设在电气设备5上，用于检测电器设备内的气体的成分。补气管道3的一端适于与电气设备5连通，另一端适于与气源连通；补气管道3上设有第一电磁阀31。过滤罐4具有进气管41和出气管42，进气管41和出气管42均适于与电气设备5连通；进气管41上设有第二电磁阀411，出气管42上设有第三电磁阀421；第一动力件6通过管道与过滤罐4连通。控制模块分别与sf6密度继电器1、气体分析仪2、第一电磁阀31、第二电磁阀411以及第一动力件6电连接。其中，在sf6密度继电器1的检测值低于预设压力范围、气体分析仪2的分析值处于正常范围时，控制模块控制第一电磁阀31导通、以使补气管处于向电气设备5充气的充气状态；在sf6密度继电器1的检测值低于预设压力范围、气体分析仪2的分析值超出正常范围时，控制模块控制第一电磁阀31导通、以使电气设备5内的气体压力处于预设压力范围；控制模块控制第二电磁阀411和第三电磁阀421导通，并控制第一动力件6启动，以使电气设备5内的气体经过滤罐4后进入到电气设备5中。
53.本技术实施例中，在sf6密度继电器1的检测值低于预设压力范围时，需要向电气设备5内补充六氟化硫气体；在气体分析仪2的分析值处于正常范围时，可以直接向电气设备5内充入六氟化硫气体；在气体分析仪2的分析值超出正常范围时，说明电气设备5内的气体纯度不达标，因此在向电气设备5内充入六氟化硫气体后，还需要对电气设备5内的气体进行过滤。第二电磁阀411导通后，电气设备5内的气体在自身压力的作用下经进气管41进入到过滤罐4内；气体在过滤罐4内进行净化后，打开第三电磁阀421并启动第一动力件6，能够将净化后的气体通入到电气设备5中。
54.本发明提供的一种用于六氟化硫电气设备的补气装置，与现有技术相比，通过sf6密度继电器1、气体分析仪2、补气管道3、过滤罐4以及控制模块的配合，能够对电气设备5内的气体的压力和气体的成分进行检测，并且在电气设备5内的气体压力和气体成分不达标时，对电气设备5内的气体进行充气和净化，能够实现对电气设备5的在线监测、补气和净化的目的，无需停电检修，能够降低对用户的影响。
55.需要说明的是，在电弧作用下，sf6的分解物如sf4、s2f2、sf2、sof2、so2f2、sof4和hf等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性气体，因此需要对电气设备5内的气体成分进行检测；在电气设备5内的sf6气体的含量低于预设值后，需要对电气设备5内的气体进行过滤，保证
电气设备5内的sf6气体的含量。sf6密度继电器1和气体分析仪2为现有技术，在此不再赘述。
56.另外，气源可以为储气罐8，通过储气罐8对六氟化硫气体进行储存。需要通入六氟化硫气体的电气设备5包括变压器、断路器、高压开关、气体绝缘金属封闭开关设备、互感器、套管、电容器和避雷器。第一动力件6可以设在进气管41上，第一动力件6也可以设在过滤罐4上；第一动力件6包括增压泵，在启动增压泵后，能够将过滤罐4内的气体充入到电气设备5内。
57.在一些实施例中，如图1至图5所示，补气装置还包括抽真空动力件7，抽真空动力件7与控制模块电连接；抽真空动力件7通过管道与补气管道3、进气管41和出气管42连接；其中，在向电气设备5充入气体前，控制模块控制抽真空动力件7启动、以使补气管道3、进气管41和出气管42处于真空状态。抽真空动力件7包括真空泵，真空泵能够对补气管道3、进气管41和出气管42进行抽真空操作，减少补气管道3、进气管41和出气管42内的气体，因此能够降低补气管道3、进气管41和出气管42内的其他气体对六氟化硫气体品质的影响，保证六氟化硫气体的品质。
58.需要说明的是，在对补气管道3、进气管41和出气管42进行抽真空操作时，管道内的压力小于等于常压。如果补气管道3、进气管41和出气管42内的气体压力大于常压，则说明补气管道3、进气管41和出气管42内有六氟化硫气体，此时不对补气管道3、进气管41和出气管42进行抽真空的操作。补气管道3、进气管41和出气管42内有压力气体时，虽然不对上述管道进行抽真空操作，但是如果电气设备5内的六氟化硫气体的品质不合格时，可以通过过滤罐4对电气设备5内的六氟化硫气体进行过滤，也能保障电气设备5内的六氟化硫气体的品质处于合格的范围。
59.在一些实施例中，如图1至图5所示，补气管道3具有与过滤罐4连通的分支管道32，分支管道32上设有第四电磁阀33；其中，在向电气设备5充气时，控制模块控制第一电磁阀31和第二电磁阀411关闭，并控制第四电磁阀33导通，以使气源内的气体经补气管道3和分支管道32进入到过滤罐4中；控制模块控制第三电磁阀421导通，并控制第一动力件6启动，以使过滤罐4内过滤的气体进入到电气设备5中。在对电气设备5进行充气的过程中，补气管道3通过分支管道32与过滤罐4连通，能够使过滤罐4对气源中的六氟化硫气体进行过滤，并使过滤后的六氟化硫气体充入到电气设备5中，便于进一步提升六氟化硫气体的品质。
60.需要说明的是，在第一电磁阀31和第二电磁阀411关闭、第四电磁阀33打开时，气源中的气体能够经分支管道32进入到过滤罐4中，过滤罐4能够对六氟化硫气体进行过滤；打开出气管42上的第三电磁阀421后，过滤罐4内的六氟化硫气体能够充入到电气设备5中，因此便于保证充入到电气设备5内的六氟化硫气体为合格的气体。
61.在一些实施例中，如图1至图5所示，过滤罐4包括罐体43、第一过滤板44、第二过滤板45、弹性件46和固定结构；罐体43的内部设有隔板431，隔板431分隔罐体43的内腔为放置腔432和过气腔，隔板431上设有适于连通放置腔432和过气腔的第一开口433；罐体43上设有与过气腔连通的第二开口434，第二开口434与第一开口433对齐；第一过滤板44与第二开口434插接，且与第二开口434密封配合；第一过滤板44横跨过气腔；第二过滤板45横跨放置腔432，并适于与第一开口433滑动配合；第二过滤板45的一端与第一过滤板44的一端接触。弹性件46的一端与第二过滤板45连接，另一端与放置腔432连接；固定结构设在罐体43的外
壁面，并与第一过滤板44的外侧端接触；固定结构适于横向限位第一过滤板44。
62.其中，固定结构与第一过滤板44的外侧端分离时，第二过滤板45在弹性件46的作用下、具有适于顶离第一过滤板44的换料状态；在换料状态时，第二过滤板45横跨过气腔。
63.需要说明的是，第一过滤板44横跨过气腔后，第一过滤板44将过气腔分为进气腔435和出气腔436，进气腔435和进气管41连通，出气腔436和出气管42连通。气体能够从进气管41进入到进气腔435后，气体经第一过滤板44后进入到出气腔436，然后再经出气管42后离开过滤罐4。弹性件46为弹簧，弹簧的一端固定在第二过滤板45上，弹簧的另一端固定在放置腔432的侧壁上。放置腔432内设有适于支撑第二过滤板45滑动的支撑平台437，过气腔内设有适于支撑第一过滤板44和/或第二过滤板45的支撑条438，支撑条438设置在过气腔相对的两侧壁上，且支撑条438沿第一过滤板44的滑动方向延伸。第一过滤板44和第二过滤板45可以为分子筛。
64.另外，隔板431固定设在罐体43内部，由于第一过滤板44和第二开口434密封配合，因此在滑动第一过滤板44时能够减少从第二开口434泄漏的气体，降低安全隐患。
65.在第一过滤板44需要更换时，更换过程如下：将固定结构与第一过滤板44的外侧端分离，第二过滤板45在弹性件46的弹力作用下向过气腔内滑动，因此第二过滤板45能够将第一过滤板44从过气腔中顶出，第二过滤板45能够暂时取代第一过滤板44的位置，对过气腔内的气体进行过滤。在准备好新的第一过滤板44后，将新的第一过滤板44从第二开口434插入到过气腔中，且新的第一过滤板44在插接过程中顶推第二过滤板45，最终新的第一过滤板44横跨过气腔，第二过滤板45位于放置腔432中，此时弹性件46处于压缩的状态。固定结构对新的第一过滤板44的外侧端进行限位，避免新的第一过滤板44在第二过滤板45的顶推作用下滑出过气腔，因此便于新的第一过滤板44对过气腔内的气体进行过滤。
66.在一些实施例中，如图1至图5所示，过滤罐4还包括盒体47和抽真空动力件7；盒体47设在罐体43的外壁面，并与第一开口433连通；盒体47与第一开口433相对的一侧设有抽拉口471，抽拉口471适于与第一过滤板44滑动配合，且抽拉口471与第一过滤板44密封设置；抽真空动力件7通过管道与盒体47连通，抽真空动力件7用于在第一过滤板44向外滑动时抽取盒体47内的气体；抽真空动力件7为真空泵，盒体47固定在过滤罐4的外壁面上，在需要对第一过滤板44进行更换时，先启动真空泵抽取盒体47内的气体，在第一过滤板44被第二过滤板45顶推的过程中，真空泵始终抽取盒体47内的气体，因此能够进一步减少泄漏的气体，降低安全隐患。
67.在一些实施例中，如图1至图5所示，固定结构包括两个l型板48以及挡板49；两个l型板48均固定在罐体43的外壁面上，两个l型板48分别位于第一开口433的两端，且两个l型板48之间形成沿罐体43高度方向贯通的限位槽481；挡板49适于与限位槽481滑动配合，挡板49的顶部固定设有适于与l型板48的顶部接触的限位部491。通过上述设置，限位槽481能够限位挡板49的横向位置，在挡板49与第一过滤板44的外侧端接触后，避免出现第一过滤板44被第二过滤板45顶出的情况。在挡板49滑动到位后，通过限位部491与l型板48的顶部接触，能够对挡板49的滑动位置进行限位，减少出现挡板49与l型槽分离的情况。
68.需要说明的是，在挡板49与第一过滤板44的外侧端接触后，也可以通过螺栓将挡板49固定在过滤罐4的外壁面上，能够将第一过滤板44限位在过滤罐4上，且便于对挡板49进行拆卸。
69.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种补气方法，包括以下步骤：当sf6密度继电器1的检测值低于预设压力范围、气体分析仪2的分析值处于正常范围时，向电气设备5中充入六氟化硫气体，并使电气设备5内的气压处于预设压力范围；当sf6密度继电器1的检测值低于预设压力范围、气体分析仪2的分析值超出正常范围时，向电气设备5中充入六氟化硫气体，并使电气设备5内的气压处于预设压力范围；抽取部分电气设备5内的气体进行净化，并将净化后的气体充入到电气设备5中；重复抽取部分电气设备5内的气体进行净化，并将净化后的气体充入到电气设备5中的过程，直至气体分析仪2的分析值处于正常范围。通过上述方法能够实现六氟化硫电气设备5的监测、净化和补气的功能，进而保证六氟化硫电气设备5的稳定运行。
70.在一些实施例中，如图1至图5所示，在向电气设备5充入六氟化硫气体之前，对补气管道3、进气管41和出气管42进行真空处理，能够减少补气管道3、进气管41和出气管42内的其他气体对六氟化硫气体的污染，保证六氟化硫气体的品质。
71.在一些实施例中，如图1至图5所示，在向电气设备5充入六氟化硫气体前，对六氟化硫气体进行净化，并将净化后的六氟化硫气体充入到电气设备5中。在充气的同时对六氟化硫气体进行过滤净化，能够保证充入电气设备5内的六氟化硫气体的品质。
72.在一些实施例中，如图1至图5所示，在抽取部分电气设备5内的气体进行净化时，当电气设备5内的压力为预设压力范围的下限时，停止抽取电气设备5内的气体，并将净化后的气体充入到电气设备5中；当电气设备5内的压力为预设压力范围的上限时，停止向电气设备5内充气；重复上述过程，直至气体分析仪2的分析值位于正常范围内。通过上述过程，能够使电气设备5内的六氟化硫气体的品质达到合格的水平，因此能够保障电气设备5的稳定运行。
73.如图1所示，储气罐8和电气设备5之间通过补气管道3连通，补气管道3与储气罐8的连通处设有第五电磁阀34，补气管道3与电气设备5的连通处设有第六电磁阀35。在其他的电磁阀关闭，第五电磁阀34和第六电磁阀35开启后，能够使储气罐8内的气体直接进入到电气设备5中。
74.气体分析仪2和过滤罐4与补气管道3并联设置，具体连接关系如下：补气管道3通过分支管道32与过滤罐4的进气管41连通，过滤罐4的出气管42与气体分析仪2连通，气体分析仪2通过管道与补气管道3连通。第三电磁阀421和第五电磁阀34关闭，第一电磁阀31、第二电磁阀411、第四电磁阀33和第六电磁阀35开启后，电气设备5内的气体会经补气管道3、分支管道32和进气管41后进入到过滤罐4中。通过启动第一动力件6并打开第三电磁阀421后，能够将过滤后的气体充入到电气设备5中。
75.第一动力件6的连接关系如下：第一动力件6与分支管道32并联设置，且第一动力件6与进气管41连通，第一动力件6的进气口设有第七电磁阀61。在对电气设备5内的气体进行净化时，储气罐8并不对管路内提供压力气体，因此从电气设备5内运动出的压力气体无法自己重新流回电气设备5内。在启动第一动力件6后，能够对管道内的气体提供动力，使得经过滤罐4过滤后的气体能够流回电气设备5中，便于对电气设备5内的气体进行净化。
76.需要说明的是，电气设备5和管路中都设置气体分析仪2，电气设备5上的气体分析仪2能够对电气设备5内的压力气体的品质进行分析；管路中的气体分析仪2能够对管路内的气体的品质进行分析。通过上述设置，便于提高检测的精准度。
77.另外，过滤罐4和气体分析仪2之间还设有缓冲罐9，缓冲罐9能够容纳压力气体，起到缓冲的作用，减少出现由于压力过大而损坏设备的情况。分支管道32上还设有调压阀，所有的电磁阀均与控制模块电连接。
78.补气管道3上还设有真空泵，真空泵通过管路与补气管道3连通，真空泵上设有第八电磁阀71。在向电气设备5充气之前，与储气罐8连通的第五电磁阀34和与电气设备5连通的第六电磁阀35关闭，其他电磁阀开启，并开启真空泵，能够对管路进行抽真空操作，减少管路内的其他气体对六氟化硫气体品质的影响。
79.补气管道3上靠近电气设备5的位置设有回充口36，补气管道3上靠近储气罐8的位置设有回收口37。通过回充口36也能够向电气设备5内充入气体，通过回收口37能够对管道内的气体进行回收。
80.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。