專利名稱：六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，屬于電網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
SF6充氣式斷路器在國(guó)內(nèi)電網(wǎng)在近10年大量投入運(yùn)行，出現(xiàn)過一些問題。例如寧夏電網(wǎng)2008年和2009年發(fā)生過兩起800罐式SF6斷路器主絕緣故障，事故原因分別為斷路器的絕緣拉桿放電爆裂和絕緣拉桿制造工藝不良導(dǎo)致接地短路故障和合閘電阻體嚴(yán)重?zé)龘p。2010年廣東電網(wǎng)公司220 kV寒溪變、2012年貴州電網(wǎng)500 kV貴陽變也發(fā)生過斷路器故障導(dǎo)致線路和母線停運(yùn)事故，對(duì)故障相的SF6斷路器進(jìn)行氣體組分測(cè)試，都發(fā)現(xiàn)了 SO2分解物。南方電網(wǎng)公司2012年初新頒布的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中明確要求各分省公司以三年為周期對(duì)所有的SF6斷路器開展氣體組分檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。由于500kV變電站申請(qǐng)停電困難，三年的預(yù)試周期不一定能及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器中存在的潛伏性故障，貴州電力試驗(yàn)研究院在成功研發(fā)出SF6電流互感器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)斷路器的運(yùn)行特點(diǎn)，繼承SF6電流互感器在線監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，確保在與本體連接后完全密封的條件下提出SF6斷路器氣體監(jiān)測(cè)的方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是不停電能檢測(cè)SF6斷路器中純度和分解產(chǎn)物SO2含量的監(jiān)測(cè)問題，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充氣式斷路器的運(yùn)行狀況的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足本實(shí)用新型的技術(shù)方案是六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，它包括六氟化硫充氣式斷路器，在六氟化硫充氣式斷路器上連接有氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上串接有進(jìn)氣開關(guān)電磁閥、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備、回氣開關(guān)電磁閥和加壓泵，在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備上連接有數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和顯示傳輸單元，控制單元同時(shí)與進(jìn)氣開關(guān)電磁閥、回氣開關(guān)電磁閥和加壓泵連接。在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備的進(jìn)氣側(cè)連接有減壓閥。在六氟化硫充氣式斷路器上連接有接口轉(zhuǎn)換三通，氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管的出氣口與接口轉(zhuǎn)換三通連接。在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上連接有過濾網(wǎng)和接回氣三通.過濾網(wǎng)位于接口轉(zhuǎn)換三通的出氣側(cè)，接回氣三通位于過濾網(wǎng)的出氣側(cè)。在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備的進(jìn)氣側(cè)連接有標(biāo)定氣進(jìn)氣三通，標(biāo)定氣進(jìn)氣三通的一個(gè)接口與標(biāo)定氣控制手動(dòng)閥連接。電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備由SO2電化學(xué)傳感器和SF6紅外傳感器構(gòu)成,氣體先經(jīng)過SO2電化學(xué)傳感器，再經(jīng)過SF6紅外傳感器。在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上加壓泵的出汽側(cè)連接有單向閥，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管上加壓泵兩端分別設(shè)有抽真空連接管，在抽真空連接管上連接有抽真空手動(dòng)閥。在數(shù)據(jù)采集單元上連接有環(huán)境溫度傳感器。在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備上連接有數(shù)碼型壓力表，數(shù)碼型壓力表與控制單元連接。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型可實(shí)施對(duì)SF6斷路器的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SF6的純度及分解物狀況，能夠分析出SF6斷路器的健康狀況，可防止因SF6斷路器故障，導(dǎo)致氣體泄漏、停電等事故的發(fā)生，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。如樣機(jī)掛網(wǎng)運(yùn)行三個(gè)月，可隨時(shí)監(jiān)控SF6斷路器中是否有分解產(chǎn)物SO2的產(chǎn)生和監(jiān)控是否有泄漏現(xiàn)象，可節(jié)約停電時(shí)間和工作人員去現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)產(chǎn)生的費(fèi)用接近5萬元，在質(zhì)保期5年內(nèi)可以發(fā)揮不可估量的價(jià)值。同時(shí)本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn)( I)采用紅外傳感器在線測(cè)量SF6純度和采用電化學(xué)法在線測(cè)量SO2含量，即打開氣開關(guān)電磁閥，進(jìn)氣通過穩(wěn)壓閥把樣氣送入電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備，達(dá)到指定壓力自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣閥門，實(shí)現(xiàn)樣氣中SF6純度和SO2含量的測(cè)量，測(cè)量信號(hào)經(jīng)濾波放大后，用高精度A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)采集、存儲(chǔ)，同時(shí)測(cè)量溫度信號(hào)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)傳感器測(cè)量信號(hào)溫度補(bǔ)償，并通過數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示SF6純度和SO2含量，供運(yùn)行維護(hù)人員巡檢，依據(jù)氣體含量準(zhǔn)確判斷SF6充氣式斷路器的絕緣狀態(tài)、故障類別和程度。采用穩(wěn)壓閥控制進(jìn)氣壓力，可滿足紅外傳感器和電化學(xué)傳感器應(yīng)用壓力要求，實(shí)現(xiàn)了紅外傳感器和電化學(xué)傳感器對(duì)高壓氣體在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，測(cè)量精度為O. 1%；(2)在對(duì)SF6充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)時(shí)，測(cè)量完成后，通過單片機(jī)控制打開放氣電磁閥，啟動(dòng)精密加壓泵，通過精密加壓泵將氣室中的氣體排出，當(dāng)單向閥與精密加壓泵之間達(dá)到一定壓力時(shí)，單向閥自動(dòng)打開將氣體排回SF6充氣式斷路器中，直到壓力表監(jiān)測(cè)壓力值達(dá)到很小時(shí)，首先關(guān)閉放氣電磁閥，再關(guān)閉精密加壓泵，完成測(cè)量氣體的循環(huán)利用。氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管采用6 _管路，這樣可提高氣路抽真空效果，可以滿足規(guī)程要求。管路連接處采用金屬卡套連接，可以嚴(yán)格密封承受高壓。(3)，將兩根抽真空管兩部分氣路連通，只有一個(gè)抽真空口，提高了操作的方便性。標(biāo)定口用于傳感器標(biāo)定，在標(biāo)定模式下進(jìn)氣電磁閥和回氣電磁閥處于打開狀態(tài)，同時(shí)需要將抽真空手動(dòng)閥打開用于排氣。(4)采用進(jìn)口高穩(wěn)定性的紅外原理的傳感器測(cè)量SF6斷路器SF6純度，其紅外傳感器經(jīng)內(nèi)部電路的修正、補(bǔ)償，其輸出線性度好，精度高；傳感器外部結(jié)構(gòu)也更適于高頻電場(chǎng)環(huán)境下的測(cè)量，它與電路處理部分融為一體，以減少干擾耦合，提高電路長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1_六氟化硫充氣式斷路器；2_接回氣三通；3_減壓閥；4_標(biāo)定氣進(jìn)氣三通；5-標(biāo)定氣控制手動(dòng)閥；6_進(jìn)氣開關(guān)電磁閥；7_電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備；8_數(shù)碼型壓力表；9_環(huán)境溫度傳感器；10_回氣開關(guān)電磁閥；11-數(shù)據(jù)采集單元；12_加壓泵；13-控制單元；14-顯示傳輸單元；15-單向閥；16-抽真空手動(dòng)閥；17-氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管；18-抽真空連接管；19-過濾網(wǎng)；20_接口轉(zhuǎn)換三通。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :實(shí)施例如圖1所示在六氟化硫充氣式斷路器I的充氣口上連接有接口轉(zhuǎn)換三通20，在接口轉(zhuǎn)換三通20的一個(gè)端口上連接氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17，另一端口連接堵頭備用。氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17被需連接的設(shè)備打斷為多段，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17上串接的設(shè)備依次有過濾網(wǎng)19、接回氣三通2、減壓閥3、標(biāo)定氣進(jìn)氣三通4、進(jìn)氣開關(guān)電磁閥6、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7、回氣開關(guān)電磁閥10、加壓泵12和單向閥15，氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17的出口連接在接回氣三通2上即可完成氣體的循環(huán)。為實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控控制，在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7上連接有數(shù)據(jù)采集單元11、數(shù)據(jù)采集單元11與控制單元13連接，控制單元13和顯示傳輸單元14連接，進(jìn)氣開關(guān)電磁閥6、回氣開關(guān)電磁閥10和加壓泵12由控制單元13進(jìn)行控制。串接在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17上的標(biāo)定氣進(jìn)氣三通4的另接口與標(biāo)定氣控制手動(dòng)閥5連接。電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7由SO2電化學(xué)傳感器和SF6紅外傳感器構(gòu)成，氣體先經(jīng)過SO2電化學(xué)傳感器，再經(jīng)過SF6紅外傳感器。為實(shí)現(xiàn)抽真空，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17上加壓泵12兩端分別設(shè)有抽真空連接管18，在抽真空連接管18上連接有抽真空手動(dòng)閥16，兩抽真空連接管18通過三通與氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17連接，同時(shí)兩根兩抽真空連接管18又通過三通管合并為一個(gè)抽真空口。為使所測(cè)值更加準(zhǔn)確，在數(shù)據(jù)采集單元11上連接有環(huán)境溫度傳感器9。同時(shí)在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7上連接有數(shù)碼型壓力表8，數(shù)碼型壓力表8與控制單元13連接。本裝置的在線監(jiān)測(cè)過程為1、在抽真空連接管18上連接抽真空裝置對(duì)整個(gè)氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管17進(jìn)行抽真空.2、在標(biāo)定氣進(jìn)氣三通4上連接標(biāo)定氣裝置，在標(biāo)定模式下進(jìn)氣開關(guān)電磁閥6和回氣開關(guān)電磁閥10處于打開狀態(tài)，同時(shí)需要將抽真空手動(dòng)閥打開用于排氣；標(biāo)定完畢后關(guān)閉氣路所有開關(guān)，卸除標(biāo)定氣裝置。3、檢測(cè)周期為2小時(shí)檢測(cè)一次，監(jiān)測(cè)過程為控制單元13控制進(jìn)氣開關(guān)電磁閥6打開，回氣開關(guān)電磁閥10關(guān)閉，六氟化硫充氣式斷路器I內(nèi)氣體由接口轉(zhuǎn)換三通20經(jīng)過濾網(wǎng)19過濾、加壓閥3減壓后進(jìn)入電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7，氣體先經(jīng)過SO2電化學(xué)傳感器，再經(jīng)過SF6紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)樣氣中SF6純度和SO2含量的測(cè)量，測(cè)量信號(hào)經(jīng)濾波放大后，用高精度A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)采集、存儲(chǔ)，同時(shí)測(cè)量溫度信號(hào)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)傳感器測(cè)量信號(hào)溫度補(bǔ)償，并通過數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示SF6純度和SO2含量，供運(yùn)行維護(hù)人員巡檢，依據(jù)氣體含量準(zhǔn)確判斷SF6充氣式斷路器的絕緣狀態(tài)、故障類別和程度。4、測(cè)量完畢后，通過控制單元13控制進(jìn)氣開關(guān)電磁閥6關(guān)閉，回氣開關(guān)電磁閥10打開、加壓泵12開啟，實(shí)現(xiàn)排氣，通過精密加壓泵12將電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備7中的氣體排出，當(dāng)單向閥15與精密加壓泵12之間達(dá)到一定壓力時(shí)，單向閥15自動(dòng)打開將氣體排回SF6充氣式斷路器I中，直到壓力表21監(jiān)測(cè)到壓力值達(dá)到很小時(shí)，首先關(guān)閉放氣電磁閥，再關(guān)閉精密加壓泵，完成測(cè)量氣體的循環(huán)利用。
權(quán)利要求1.一種六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，它包括六氟化硫充氣式斷路器(1)，其特征在于在六氟化硫充氣式斷路器(I)上連接有氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上串接有進(jìn)氣開關(guān)電磁閥(6)、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)、回氣開關(guān)電磁閥(10)和加壓泵(12)，在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)上連接有數(shù)據(jù)采集單元(11)、控制單元(13)和顯示傳輸單元(14)，控制單元(13)與進(jìn)氣開關(guān)電磁閥(6)、回氣開關(guān)電磁閥(10)和加壓泵(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)的進(jìn)氣側(cè)連接有減壓閥(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在六氟化硫充氣式斷路器(I)上連接有接口轉(zhuǎn)換三通(20)，氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)的出氣口與接口轉(zhuǎn)換三通(20)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上連接有過濾網(wǎng)(19)和接回氣三通(2)，過濾網(wǎng)(19)位于接口轉(zhuǎn)換三通(20)的出氣側(cè)，接回氣三通(2)位于過濾網(wǎng)(19)的出氣側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)的進(jìn)氣側(cè)連接有標(biāo)定氣進(jìn)氣三通(4 )，標(biāo)定氣進(jìn)氣三通(4 )的一個(gè)接口與標(biāo)定氣控制手動(dòng)閥(5 )連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)由SO2電化學(xué)傳感器和SF6紅外傳感器構(gòu)成,氣體先經(jīng)過 S02電化學(xué)傳感器，再經(jīng)過SF6紅外傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上加壓泵(12)的出汽側(cè)連接有單向閥(15)，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管 (17)上加壓泵(12)兩端分別設(shè)有抽真空連接管(18)，在抽真空連接管(18)上連接有抽真空手動(dòng)閥(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在數(shù)據(jù)采集單元(11)上連接有環(huán)境溫度傳感器(9 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)上連接有數(shù)碼型壓力表(8)，數(shù)碼型壓力表(8)與控制單元(13)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種SF6充氣式斷路器絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置，它包括SF6充氣式斷路器(1)，在SF6充氣式斷路器(1)上連接有氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)，在氣體循環(huán)監(jiān)測(cè)管(17)上串接有進(jìn)氣開關(guān)電磁閥(6)、電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)、回氣開關(guān)電磁閥(10)和加壓泵(12)，在電化學(xué)與紅外線傳感設(shè)備(7)上連接有數(shù)據(jù)采集單元(11)、控制單元(13)和顯示傳輸單元(14)，控制單元(13)與進(jìn)氣開關(guān)電磁閥(6)、回氣開關(guān)電磁閥(10)和加壓泵(12)連接。本實(shí)用新型可實(shí)施對(duì)SF6斷路器的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SF6的純度及分解物狀況，能夠分析出SF6斷路器的健康狀況，可防止因SF6斷路器故障。
文檔編號(hào)G01N21/35GK202854298SQ20122058563
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者張英, 李軍衛(wèi), 蔣震, 余鵬程, 錢進(jìn), 史會(huì)軒, 劉曉波 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司