專利名稱：一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及高壓電氣設備，尤其涉及六氟化硫高壓電氣設備。
背景技術：
由于六氟化硫氣體具有優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，是高壓電氣設備(尤其是高壓斷路器)中理想的絕緣和滅弧介質(zhì)，在國內(nèi)外得到廣泛應用。六氟化硫氣體的優(yōu)異性能是在一定密度和壓力下實現(xiàn)的，當溫度降到一定程度時，高壓電氣設備內(nèi)部的六氟化硫氣體將出現(xiàn)液化現(xiàn)象，其液化溫度與密度和壓力有關，密度越大，液化溫度越高。由于高壓電氣設備內(nèi)部六氟化硫氣體液化，部分氣體變成液體，六氟化硫氣體的密度和壓力將逐漸減小，從而會造成高壓電氣設備的絕緣性能和開斷能力下降，嚴重影響了高壓電氣設備的可靠運行。戶外用高壓斷路器是其一大應用，其使用范圍大，可在緯度高于45度地區(qū)使用，比如在我國新疆、內(nèi)蒙古、冀北及東北地區(qū)，冬季氣候寒冷，戶外溫度達到_40°C，部分地區(qū)甚至到達_50°C，六氟化硫斷路器在這種溫度下會因六氟化硫氣體液化，氣體壓力降低到閉鎖壓力值，六氟化硫斷路器無法正常工作，不得不退出運行，嚴重時會造成大面積停電。為解決六氟化硫高壓電氣設備在超低溫下可靠運行的問題，有關廠家和研究院(所)對此進行了大量的分析和試驗，取得了如下幾種解決方案，但均不理想，具體有:1、采用混合氣體(六氟化硫/N2;六氟化硫/CF4等)作為滅弧,絕緣介質(zhì),其缺點是:對于高壓斷路器的開斷電源能力只有原來的80%左右，且制造技術要求較高，成本昂貴；混合氣體的比例混合方法需合理的配比，否則混合氣體的絕緣特性和滅弧特性將嚴重削弱，同時一旦漏氣，但是由于兩種高壓力的氣體混合在一起，其泄漏率不同，補充氣體工藝很繁雜，達不到產(chǎn)品技術要求，給該產(chǎn)品的使用、檢測、管理帶來了許多不便，因此也不能得以推廣。2、采用降低六氟化硫氣壓來達到六氟化硫氣體液化點降低，但是由于氣體壓力降低，氣體密度隨之亦降低，導致高壓斷路器的滅弧性能和絕緣性能降低。直接影響高壓斷路器的開斷電流能力，滿足不了需要正常開斷容量用戶的要求，使產(chǎn)品使用受到很大的局限。3、采用對六氟化硫高壓電氣設備內(nèi)的六氟化硫氣體直接進行加熱的技術。采用直接加 熱的方法來提高六氟化硫高壓電氣設備內(nèi)部的六氟化硫氣體溫度，防止六氟化硫氣體液化。目前現(xiàn)有技術，對罐式六氟化硫斷路器，是在罐體外側(cè)(如專利ZL200820150430.1 (CN201242969Y))或罐體上開設的拔口里(如專利ZL201020224456.3 (CN201796803U))加裝電加熱裝置，為提高加熱效率，在電加熱帶外部需加裝保溫層和防護層。此方法的缺點是:由于罐式六氟化硫斷路器的六氟化硫氣體是很好密封在罐體內(nèi)，要對其加熱，只能靠熱傳導方式傳熱，結構復雜，熱效率低，同時由于直接加熱，還會對罐式六氟化硫斷路器的密封圈加速老化，造成漏氣，帶來嚴重安全問題；而對于瓷柱式六氟化硫斷路器而言，高壓開關制造廠目前采取了以下一些措施:即在高壓斷路器六氟化硫氣室內(nèi)部或外部設置加熱器，并由智能溫度控制器自動控制，當環(huán)境溫度降低至一定溫度以下時，溫控器接通加熱器電源對六氟化硫氣室加熱，使六氟化硫氣室溫度始終保持在一定溫度以上。這些措施，對于戶外瓷柱式斷路器的使用效果很不理想，因為，如果把加熱器放置在六氟化硫氣室內(nèi)部，一旦加熱器損壞幾乎是無法更換，所以這種方法很少采用。而如果把加熱器放置在六氟化硫氣室外部，目前的技術，要么加熱效果很差，要么帶來其它嚴重問題，如使密封圈快速老化，造成漏氣問題。如專利ZL200610152005.KCN1925084A)采用的技術就是在瓷柱式六氟化硫斷路器的每相瓷柱的支柱瓷套下端設有加熱裝置，當溫度低時，開啟加熱器，由于瓷柱式六氟化硫斷路器的氣體是密封在瓷柱內(nèi)的，瓷柱是一種絕熱材料，為了達到效果，選用很大的加熱器，這樣雖然達到了不讓瓷柱式六氟化硫斷路器的六氟化硫氣體液化的目的，可是由于支柱瓷套下端溫度很高，造成支柱瓷套下端的密封圈快速老化，時間不長就失效，造成漏氣。還有，如專利ZL200620086633.X(CN2927307Y)采用在在高壓斷路器底部底板上設有加熱裝置、ZL201120025943.1 (CN202013833U)采用一種加熱保溫外套包裹在高壓斷路器的操動機構箱和傳動機構箱的橫梁外的辦法，由于六氟化硫斷路器的氣體是密封在瓷柱內(nèi)的，瓷柱是一種絕熱材料，其加熱效果不好，不能根本解決問題。采用對高壓電氣設備的六氟化硫氣體直接進行加熱的技術，從原理上很簡單，但目前的技術實施起來卻很困難，由于高壓電氣設備的六氟化硫氣體是密封在高壓電氣設備本體中的六氟化硫氣室里，加上高壓電氣設備的電壓很高，一般難以直接對六氟化硫氣室加熱。這樣其加熱效果還不是很理想，或者帶來類似讓密封圈快速老化而造成漏氣的嚴重問題。綜上所述，當前的六氟化硫高壓電氣設備在寒冷地區(qū)運行存在著六氟化硫氣體液化的問題，給電網(wǎng)的安全運行帶來隱患。
發(fā)明內(nèi)容為了解決六氟化硫高壓電氣設備現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種應用在寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，它具有在極寒地區(qū)其六氟化硫氣體不會液化的優(yōu)點，為保障電力的安全運行起到巨大作用。本實用新型是 這樣實現(xiàn)的:一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，包括高壓電氣設備的設備本體、設備本體內(nèi)設有六氟化硫氣室、六氟化硫氣體密度繼電器，所述六氟化硫氣室充有六氟化硫氣體，所述的六氟化硫高壓電氣設備還包括防止六氟化硫氣體液化裝置，該防止六氟化硫氣體液化裝置包括充有六氟化硫氣體的儲氣罐、絕熱層和連接管，所述連接管的一端密封連接在高壓電氣設備本體的補氣口或?qū)Ｓ眠B接口上，而另一端連接在儲氣罐上以使儲氣罐內(nèi)部與六氟化硫氣室相互連通，絕熱層設置在儲氣罐外面。所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，所述的防止六氟化硫氣體液化裝置還設有保溫套。所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，所述儲氣罐由鋼材焊接而成或鋼瓶制成。所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，所述的防止六氟化硫氣體液化裝置上設有閥門。所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，所述的連接管的外表設有絕熱層。[0016]所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，所述的防止六氟化硫氣體液化的裝置還設有六氟化硫密度繼電器或密度表或壓力開關，監(jiān)控所述儲氣罐內(nèi)部的六氟化硫氣體的密度和壓力。所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，它還進一步包括防液化控制裝置，該防液化控制裝置監(jiān)控所述儲氣罐內(nèi)和/或六氟化硫氣室內(nèi)的溫度和氣體密度以及環(huán)境溫度并控制連接所述閥門。本實用新型的創(chuàng)新點是:在傳統(tǒng)的六氟化硫高壓電氣設備上加裝防止六氟化硫氣體液化裝置，防止六氟化硫氣體液化裝置設有六氟化硫儲氣罐，六氟化硫儲氣罐外面設有絕熱層，有良好的保溫作用，六氟化硫儲氣罐充有六氟化硫氣體，與六氟化硫氣室的六氟化硫氣體相連通。這樣其六氟化硫氣體總量就多了，而液化是有一個過程的，它需要時間，需要吸收能量。由于六氟化硫儲氣罐的氣體有很好的保溫作用，它溫度降低慢，液化也慢，溫度也高，從熱力學角度而言，本實用新型在連接管兩端造成兩個溫度不同的系統(tǒng)，根據(jù)熱力學第二定律，當閥門打開時，熱量將自溫度較高的儲氣罐一端傳遞到六氟化硫氣室中。其氣體就補給高壓電氣設備的六氟化硫氣室，使六氟化硫氣室的密度延緩下降，不會出現(xiàn)報警或閉鎖現(xiàn)象。而當氣溫就升高，停止繼續(xù)液化，那么此時就不會誤報警，高壓電氣設備依然可以可靠工作。本實用新型可以直接應用在新設計的六氟化硫高壓電氣設備上，也可以對現(xiàn)有已經(jīng)運行的六氟化硫高壓電氣設備進行改造。備注:所述的六氟化硫高壓電氣設備包括六氟化硫高壓瓷柱式斷路器、六氟化硫高壓罐式斷路器、六氟化硫GIS、六氟化硫電流互感器、六氟化硫電壓互感器、六氟化硫變壓器等電氣設備。另外，六氟化硫輔助儲氣罐還可以由其它金屬材料焊接而成，或其它材料密封制成。

圖1為本實用新型的一種`六氟化硫高壓電氣設備外形圖；圖2為本實用新型的一種六氟化硫高壓電氣設備的防止六氟化硫氣體液化裝置的結構不意圖；圖3為本實用新型的一種六氟化硫高壓電氣設備外形圖；圖4為本實用新型的一種六氟化硫高壓電氣設備的防止六氟化硫氣體液化裝置的結構不意圖；圖5為本實用新型一種六氟化硫高壓電氣設備的防止六氟化硫氣體液化裝置的加熱裝置的控制示意圖。
具體實施方式
為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解，下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型進行詳細地說明:請參閱圖1、圖2，本實用新型的第一種六氟化硫高壓電氣設備，包括高壓電氣設備本體11、設置在高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12、密度繼電器13、防止六氟化硫氣體液化裝置。防止六氟化硫氣體液化裝置包括六氟化硫儲氣罐1、連接管2、絕熱層4、殼體5、閥門6、接頭7、絕熱層8等組成。其中防止六氟化硫氣體液化裝置安裝在高壓電氣設備旁，連接管2的一端密封連接在高壓電氣設備本體的補氣口 9或?qū)Ｓ眠B接口上，而另一端連接在閥門6的出氣口上，閥門6的進氣口連接在六氟化硫儲氣罐I上，同時六氟化硫儲氣罐I上還連接有接頭7，作為補氣等用途。六氟化硫儲氣罐I的外面裝有保溫效果良好的絕熱層4。六氟化硫儲氣罐1、絕熱層4、閥門6、接頭7等都安裝在防止六氟化硫氣體液化裝置的殼體5內(nèi)。安裝好后，把六氟化硫補氣裝置與接頭7相連接，對六氟化硫儲氣罐I抽真空，充高純氮氣，再充六氟化硫氣體，直至六氟化硫儲氣罐I的六氟化硫氣體大約充到六氟化硫高壓電氣設備的額定壓力為止。在寒冷季節(jié)時，溫度下降很低時，打開閥門6。當打開閥門6時，六氟化硫儲氣罐I的六氟化硫氣體就與高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體相連通。由于有絕熱層4的保溫作用，六氟化硫儲氣罐I內(nèi)部的六氟化硫氣體得到很好的保溫。由于六氟化硫儲氣罐充有六氟化硫氣體，與六氟化硫氣室的六氟化硫氣體相連通，這樣其六氟化硫氣體總量就多了，由于六氟化硫氣體總量多了，而液化是有一個過程的，它需要時間，需要吸收能量。而六氟化硫儲氣罐的氣體由于有很好的保溫作用，它溫度降低慢，液化也慢，溫度也高，其氣體就補給高壓電氣設備的六氟化硫氣室，使六氟化硫氣室的密度延緩下降，不會出現(xiàn)報警或閉鎖現(xiàn)象。舉個例子來幫助說明此問題，在冬天，我們?nèi)绻鑳?nèi)只放少許水而放在野外，第二天就發(fā)現(xiàn)全結成冰；而我們?nèi)绻谂鑳?nèi)放滿水，第二天就發(fā)現(xiàn)臉盤的上面結成冰，下面還有很多水。所以當六氟化硫氣體的總?cè)萘看罅耍涿芏认陆稻吐?，而一天的天氣是變化的，當最低點溫度時，沒有誤報警，就可以保證可靠工作。而當氣溫就升高，停止繼續(xù)往下液化了，那么此時就不會誤報警，高壓電氣設備依然可以可靠工作。在高寒地區(qū)，防止六氟化硫氣體液化裝置可再設有保溫套，保溫套覆蓋在儲氣罐外表面，保溫套中可以有熱源，如密封的高溫氣體或熱水，進一步提高和穩(wěn)定儲氣罐的溫度，使儲氣罐的氣體更多的補給高壓電氣設備的六氟化硫氣室，同時把儲氣罐的熱量傳遞到高壓電氣設備的六氟化硫氣室，保證高壓電氣設備的六氟化硫氣室氣體的溫度和密度，使其密度不低于報警值，保障高壓電氣設備可靠工作。
·[0030]請參閱圖3、圖4、圖5，本實用新型的第二種六氟化硫高壓電氣設備，包括高壓電氣設備本體U、設置在高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12、密度繼電器13、防止六氟化硫氣體液化裝置。防止六氟化硫氣體液化裝置包括六氟化硫儲氣罐1、連接管2、防液化控制裝置3、絕熱層4、殼體5、閥門6、接頭7、絕熱層8等組成。而防液化控制裝置3主要由開關32、控制器33、內(nèi)溫度傳感器34、外溫度傳感器35、智能控制元件36、壓力傳感器37等組成。其中防止六氟化硫氣體液化裝置安裝在高壓電氣設備旁，連接管2的一端密封連接在高壓電氣設備本體的補氣口 9或?qū)Ｓ眠B接口上，而另一端連接在閥門6的出氣口上，閥門6的進氣口連接在六氟化硫儲氣罐I上，同時六氟化硫儲氣罐I上還連接有接頭7，作為補氣等用途。六氟化硫儲氣罐1、控制器33、智能控制元件36、壓力傳感器37、絕熱層4、閥門6、接頭7等都安裝在防止六氟化硫氣體液化裝置的殼體5內(nèi)。內(nèi)溫度傳感器34安裝在六氟化硫儲氣罐I上，而外溫度傳感器35安裝在殼體5的外面，能夠測量到室外溫度。安裝好后，把六氟化硫補氣裝置與接頭7相連接，對六氟化硫儲氣罐I抽真空，充高純氮氣，再充六氟化硫氣體，直至六氟化硫儲氣罐I的六氟化硫氣體大約充到六氟化硫高壓電氣設備的額定壓力為止。[0031]在寒冷季節(jié)時，溫度下降很低時，六氟化硫儲氣罐I的六氟化硫氣體就可以與高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體相連通。通過外溫度傳感器35檢測到大氣溫度，當大氣溫度下降到預先設定值時，智能控制元件36就啟動控制器33，控制器33開啟閥門6，此時，由于有絕熱層4的非常好的保溫作用，六氟化硫儲氣罐I內(nèi)部的六氟化硫氣體的溫度較高，而高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體的溫度很低，兩處的六氟化硫氣體存在溫差。因為兩處六氟化硫氣體不同的溫度導致引起系統(tǒng)的密度差，造成對流。而對流傳導因為牽扯到動力過程，所以比直接傳導迅速，所以傳熱速度快，效率高，效果好。這樣，儲氣罐I的六氟化硫氣體與六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體通過循環(huán)流動，快速把熱量直接傳導到六氟化硫氣室12，使六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體的溫度得到升高，就可以防止液化或液化過多，即始終讓高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體的溫度高于其液化臨界溫度,或確保高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體的密度高于高壓電氣設備的報警值，確保六氟化硫高壓電氣設備在嚴寒天氣時的安全運行。而當大氣溫度上升到另一預先設定值時，智能控制元件36就關斷控制器33，控制器33關斷閥門6。在非寒冷季節(jié)時，關閉閥門6，此時六氟化硫儲氣罐I的六氟化硫氣體與高壓電氣設備本體內(nèi)的六氟化硫氣室12的六氟化硫氣體是不相通。此時，由于是非寒冷季節(jié)，六氟化硫高壓電氣設備中的六氟化硫氣體是不會液化的，六氟化硫高壓電氣設備能夠安全工作。對于新制造的六氟化硫高壓電氣設備，其六氟化硫儲氣罐可以直接與六氟化硫氣室相連通。防止六氟化硫氣體液化裝置可以直接設置在六氟化硫高壓電氣設備本體上，即使防止六氟化硫氣體液化裝置與六氟化硫高壓電氣設備融為一體。例如，防止六氟化硫氣體液化裝置可以直接設置在六氟化硫高壓斷路器的機構箱上或橫梁上。綜上所述，本實用新型由于采用了在傳統(tǒng)的六氟化硫高壓電氣設備上加裝防止六氟化硫氣體液化裝置。防止六氟化硫氣體液化裝置設有六氟化硫儲氣罐。通過對流的傳熱方式，把熱量快速傳遞到高壓電氣設備內(nèi)的六氟化硫氣室的原理，防止六氟化硫氣體液化或過多液化，確保高壓電氣設備在寒冷天氣可靠運行。由于六氟化硫儲氣罐是通過連接管與高壓電氣設備連接的，而六氟化硫儲氣罐是采用鋼材焊接而成的，通過一細長的連接接頭與連接管連接，所有連接處已經(jīng)遠離加熱元件，其連接處的密封圈的溫度完全在正常工作范圍內(nèi)，不會使密封圈老化，不會發(fā)生氣體泄漏現(xiàn)象。通過這樣的創(chuàng)新，使六氟化硫高壓電氣設備在極寒地區(qū)其六氟化硫氣體不會發(fā)生液化，確保六氟化硫高壓電氣設備安全運行。特別是，本實用新型可以直接應用在新設計的六氟化硫高壓電氣設備上，也可以對現(xiàn)有已經(jīng)運行的六氟化硫高壓電氣設備進行改造。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的，而并非用作 為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求1.一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，包括高壓電氣設備的設備本體、設備本體內(nèi)設有六氟化硫氣室、六氟化硫氣體密度繼電器，所述六氟化硫氣室充有六氟化硫氣體，其特征在于:所述的六氟化硫高壓電氣設備還包括防止六氟化硫氣體液化裝置，該防止六氟化硫氣體液化裝置包括充有六氟化硫氣體的儲氣罐、絕熱層和連接管，所述連接管的一端密封連接在高壓電氣設備本體的補氣口或?qū)Ｓ眠B接口上，而另一端連接在儲氣罐上以使儲氣罐內(nèi)部與六氟化硫氣室相互連通，絕熱層設置在儲氣罐外面。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:所述的防止六氟化硫氣體液化裝置還設有保溫套。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:所述儲氣罐由鋼材焊接而成或鋼瓶制成。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:所述的防止六氟化硫氣體液化裝置上設有閥門。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:所述的連接管的外表設有絕熱層。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:所述的防止六氟化硫氣體液化的裝置還設有六氟化硫密度繼電器或密度表或壓力開關，監(jiān)控所述儲氣罐內(nèi)部的六氟化硫氣體的密度和壓力。
7. 根據(jù)權利要求4所述的一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，其特征在于:它還進一步包括防液化控制裝置，該防液化控制裝置監(jiān)控所述儲氣罐內(nèi)和/或六氟化硫氣室內(nèi)的溫度和氣體密度以及環(huán)境溫度并控制連接所述閥門。
專利摘要本實用新型涉及一種六氟化硫高壓電氣設備。一種用于寒冷地區(qū)的六氟化硫高壓電氣設備，包括高壓電氣的設備本體、設備本體內(nèi)設有六氟化硫氣室、密度繼電器，所述六氟化硫氣室充有六氟化硫氣體，其特征在于所述的高壓電氣設備還包括防止六氟化硫氣體液化裝置，該防止六氟化硫氣體液化裝置包括充有六氟化硫氣體的儲氣罐、絕熱層和連接管，所述連接管的一端密封連接在高壓電氣設備本體的補氣口或?qū)Ｓ眠B接口上，而另一端連接在儲氣罐上以使儲氣罐內(nèi)部與六氟化硫氣室相互連通，儲氣罐外面設有絕熱層。本實用新型可防止六氟化硫氣體液化或液化過多，確保六氟化硫高壓電氣設備在嚴寒天氣時的安全運行。
文檔編號H01H33/53GK203150463SQ20132003134
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權日2013年1月22日
發(fā)明者金海勇, 趙德凡 申請人:上海樂研電氣科技有限公司