帶壓寬域動態配氣及充裝系統的製作方法
2023-09-18 03:19:55 2
本實用新型提供一種適用於六氟化硫分析儀校驗的帶壓寬域動態配氣及充裝系統，屬於動態配氣技術領域，具體是指採用稀釋、加壓技術實現寬域動態標氣的配製。
背景技術：
六氟化硫氣體具有良好的絕緣和滅弧特性，已被廣泛用於氣體絕緣電氣設備中。近年來隨著特高壓交直流變電站投入運行，大量高電壓等級六氟化硫電氣設備被納入日常技術監督工作中，現多採用SF6氣體分解產物儀、SF6氣體純度儀等實施SF6電氣設備的質量監督工作。為確保儀器測量準確性，需定期校驗上述儀器，當前實驗室內多採用配氣儀配製出標氣對SF6分析儀校驗，現有配氣技術存在兩個問題：一是當前採用質量流量計控制的最先進配氣儀最大單路配比(體積比)可達1:70，即最低氣體濃度(體積比)為14286ppm，在實驗室校驗六氟化硫分解產物儀時所需標氣最低濃度為2ppm，因此實際校驗過程中先採用注射器定量法在鋼瓶中配製濃度約為50ppm的標氣1，經色譜儀定量後；接著，以標氣1作為氣源，藉助配氣儀配製出2ppm標氣1，此方法存在操作繁瑣、效率較低、準確度地、易引入其他雜質等問題。二是現有配氣儀體積較大，只能在實驗室開展SF6分析儀校驗工作，變電站中SF6分析儀的校驗工作主要通過已知濃度標氣鋼瓶對SF6分析儀校驗，而配氣技術輸出氣體壓力為常壓氣體，無法進行氣體灌裝，因此亟需一種帶壓寬域動態配氣裝置。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷、操作方便、配氣效率高、配製氣體濃度範圍寬的帶壓寬域動態配氣及充裝系統，其技術方案為：
一種帶壓寬域動態配氣及充裝系統，包括SF6氣瓶、多個樣氣氣瓶、標氣瓶、真空泵和主氣路，其中SF6氣瓶的輸出端經主氣路接標氣瓶，其特徵在於：主氣路從連接SF6氣瓶的輸出端起始依次設有減壓閥、電磁閥、第一質量流量控制器、第一靜態混合器、第二質量流量控制器、第二靜態混合器、第三質量流量控制器、第三靜態混合器、緩衝罐、電磁比例調節閥和隔膜壓力機，隔膜壓力機的輸出端接標氣瓶，SF6氣瓶的輸出端還經主氣路上的電磁閥以及設有第四質量流量控制器的支氣路接第二質量流量控制器與第二靜態混合器之間的 主氣路、經主氣路上的電磁閥以及設有第五質量流量控制器的支氣路接第三質量流量控制器與第三靜態混合器之間的主氣路；每個樣氣氣瓶的輸出端分別經依次設有減壓閥、第六質量流量控制器和電磁閥的支路連通主氣路，連接點位於第一靜態混合器的輸入端；真空泵的進氣口分別經球閥接隔膜壓力機的兩端。
其工作原理為：以配製SO2氣體為例，首先打開SO2氣瓶支路上的電磁閥和主氣路上的電磁閥，關閉第二、第三、第四和第五質量流量控制器，SO2氣體便由支路上的第六質量流量控制器控制連續往主氣路上注入，SF6氣瓶內的SF6氣體便由第一質量流量控制器控制連續往主氣路上注入，兩種氣體在第一靜態混合器中混合均勻，對SO2氣體進行第一次稀釋；然後同時打開第二質量流量控制器和第四質量流量控制器，第一次稀釋後的氣體由第二質量流量控制器控制連續在主氣路上向第二靜態混合器注入，同時SF6氣瓶內的SF6氣體還經第四質量流量控制器控制連續向主氣路上的第二靜態混合器注入，SO2氣體在第二靜態混合器中進一步得到稀釋；再後同時打開第三質量流量控制器和第五質量流量控制器，第二次稀釋後的氣體由第三質量流量控制器控制連續在主氣路上向第三靜態混合器注入，同時SF6氣瓶內的SF6氣體經第五質量流量控制器控制連續向主氣路上的第三靜態混合器注入，SO2氣體在第三靜態混合器中進一步得到稀釋，最終配製出所需濃度的標氣。打開球閥，用真空泵對電磁比例閥以後的主氣路及標氣瓶抽真空，有效去除鋼瓶內微量空氣，再打開電磁比例閥，配製好的標氣便在隔膜壓力機的作用下充入標氣瓶中。
配氣過程具體為：
①如果需配製SO2氣體濃度範圍為：CSO2≥10000ppm，僅需第一次稀釋即可完成氣體配製；
②如果需配製SO2氣體濃度範圍為：10000ppm≥CSO2≥100ppm，經第一次稀釋後獲得濃度為10000ppm的SO2氣體，再經第二質量流量計和第二靜態混合器後，即可完成氣體配製；
③如果需配製SO2氣體濃度範圍為：100ppm≥CSO2≥1ppm，經第一次稀釋後獲得濃度為10000ppm的SO2氣體，再經第二質量流量計、第二靜態混合器後，獲得氣體濃度為100ppm，經第三質量流量計、第三靜態混合器後，即可完成氣體配製。
本實用新型與現有技術相比，其優點在於：
1、該裝置採用三級配氣技術，單次稀釋比可達1:100，可配製最低濃度為1ppm標氣，此配製裝置具有操作方便、配氣效率優、準確度高以及避免引入其他雜質等優點；
2、本發明提供的動態配氣裝置可通過氣路並聯分接裝置同時滿足三臺六氟化硫分析儀的校驗需求，極大提高了校驗效率。
3、本實用新型提供的帶壓寬域動態配氣裝置可輸出最大壓力為0.6Mpa標氣，具備標氣灌裝功能，滿足現場六氟化硫分析儀的校驗需求。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例的接線圖。
圖中：1、SF6氣瓶 2、樣氣氣瓶 3、標氣瓶 4、真空泵 5、減壓閥 6、電磁閥 7、第一質量流量控制器 8、第一靜態混合器 9、第二質量流量控制器 10、第二靜態混合器 11、第三質量流量控制器 12、第三靜態混合器 13、緩衝罐 14、電磁比例調節閥 15、隔膜壓力機 16、球閥 17、第四質量流量控制器 18、第五質量流量控制器 19、第六質量流量控制器
具體實施方式
以下通過實施例對本實用新型的內容進一步詳細地加以說明。在圖1所示的實施例中：SF6氣瓶1的輸出端經主氣路接標氣瓶3，主氣路從連接SF6氣瓶1的輸出端起始依次設有減壓閥5、電磁閥6、第一質量流量控制器7、第一靜態混合器8、第二質量流量控制器9、第二靜態混合器10、第三質量流量控制器11、第三靜態混合器12、緩衝罐13、電磁比例調節閥14和隔膜壓力機15，隔膜壓力機15的輸出端接標氣瓶3，SF6氣瓶1的輸出端還經主氣路上的電磁閥6以及設有第四質量流量控制器17的支氣路接第二質量流量控制器9與第二靜態混合器10之間的主氣路、經主氣路上的電磁閥6以及設有第五質量流量控制器18的支氣路接第三質量流量控制器11與第三靜態混合器12之間的主氣路；每個樣氣氣瓶2的輸出端分別經依次設有減壓閥5、第六質量流量控制器19和電磁閥6的支路連通主氣路，連接點位於第一靜態混合器8的輸入端；真空泵4的進氣口分別經球閥16接隔膜壓力機15的兩端。