一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置的製作方法
2023-06-04 08:07:41
本實用新型涉及六氟化硫檢測領域，尤其涉及一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置。
背景技術：
隨著電力工業的迅速發展，SF6電氣設備數量不斷增多，對SF6氣體的質量監督日益重要。純淨的SF6氣體是一種理想的絕緣介質，但是在電弧、火花放電、高溫等因素作用下，SF6氣體易電離分解，其分解產物與電氣設備中的水分、氧氣發生反應，生成SO2、H2S、HF等酸性物質，以及SF4、SOF2、SF2、SO2F2等毒性和腐蝕性極強的物質。研究表明，不同缺陷類型下造成電氣設備的六氟化硫分解產物的種類、含量、生產速率、比例關係等均不同，可以通過檢測六氟化硫分解產物的組分，尤其是多種組分的檢測，從而判斷電氣設備的故障原因、放電水平、發展狀況以及危險程度等。
當前針對六氟化硫電氣設備氣體的在線檢測方法由於具有較高的時效性而受到越來越多的關注，成為六氟化硫電氣設備氣體檢測的主要方法。而為實現對六氟化硫氣體的有效檢測，尤其是多分解組分的檢測，在線檢測儀均需要對六氟化硫電氣設備中的氣體進行採集後分析。但由於電網安全運行規程對六氟化硫電氣設備的安全性能要求極高，要求年洩露率不能高於0.5％，且六氟化硫電氣設備的氣室一般都較小(約70L)，因此大大限制了六氟化硫在線檢測儀的採樣次數，致使大部分在線檢測儀僅能一個月甚至幾個月進行一次採樣。而回充式在線檢測儀由於可實現對採集氣體的回充，大大降低了氣體洩漏的可能性，其有效檢測次數可以大大每年上千次，且氣體的回充不會造成原六氟化硫氣室內氣體濃度的變化，這對與分析診斷六氟化硫氣室的狀態無疑具有重要的作用，因此回充式六氟化硫在線檢測的使用越來越廣泛。
為保證在線檢測儀的安全穩定運行，所有在線檢測儀使用前必須進行相關指標的檢測與校準，其中尤以回充率指標最為關鍵。回充率指標是反應該類檢測儀回充效率的重要指標，回充率過低，易造成六氟化硫電氣設備氣體洩漏，造成六氟化硫氣室壓力降低，進而影響電氣設備的絕緣性能。因此，回充式六氟化硫在線檢測使用前均必須完成回充率的檢測與評價。但目前，國內外尚無能實現對回充式六氟化硫在線檢測儀回充率進行檢測、校準的平臺和方法。
基於此，為適應六氟化硫電氣設備在線檢測的需要，提供一套適用於回充式六氟化硫電氣設備分解產物在線檢測儀回充率檢測與校準的平臺，為在線檢測儀的安全、穩定運行提供依據是本領域技術人員需要解決的問題。
技術實現要素：
本實用新型實施例公開了一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置，實現了對回充式六氟化硫電氣設備分解產物在線檢測儀回充率檢測與校準，校準方法自動化能力強，操作簡單，為六氟化硫在線檢測儀的安全、穩定運行提供了良好的基礎依據。
本實用新型實施例提供了一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置，包括：數字壓力調節閥、流量計、標準氣室、三通閥、壓力檢測器、PLC控制單元與計算機；
所述數字壓力調節閥一端和所述流量計一端連接；
所述流量計另一端和所述標準氣室連接；
所述標準氣室和所述壓力檢測器連接；
所述三通閥的第一通口與所述標準氣室連接；
所述三通閥的第二通口與待檢六氟化硫在線檢測儀連接；
所述壓力檢測器與所述PLC控制單元連接；
所述三通閥與所述PLC控制單元連接；
所述數字壓力調節閥與所述PLC控制單元連接；
所述流量計與所述PLC控制單元連接；
所述PLC控制單元與所述計算機連接；
其中，所述六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置通過壓力檢測器在預置標準氣室壓力參數下獲取到待檢六氟化硫在線檢測儀進行採氣、回充操作後的標準氣室壓力信息；
所述六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置通過計算機判斷所述預置標準氣室壓力參數與所述標準氣室壓力信息的差值是否超過預置差值，若是，則根據所述預置標準氣室壓力參數與所述標準氣室壓力信息通過預置標準回充率公式計算得到第一標準回充率，若不是，則重新通過壓力檢測器在預置標準氣室壓力參數下獲取到待檢六氟化硫在線檢測儀進行採氣、回充操作後的標準氣室壓力信息；
所述六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置至少再循環進行兩次操作得到第二標準回充率和第三標準回充率；
所述六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置通過計算機將所述第一標準回充率、所述第二標準回充率和所述第三標準回充率進行計算得到標準回充率平均值，並將所述標準回充率平均值與回充率限值比較。
優選地，本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：六氟化硫洩露報警器；
所述六氟化硫洩露報警器與所述PLC控制單元連接。
優選地，本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：純六氟化硫氣瓶；
所述純六氟化硫氣瓶與所述數字壓力調節閥另一端連接。
優選地，本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：高純氮氣恆溫櫃；
所述數字壓力調節閥、所述流量計、所述標準氣室、所述三通閥、所述壓力檢測器和所述六氟化硫洩露報警器均設置在所述高純氮氣恆溫櫃中；
所述高純氮氣恆溫櫃一側設置有標準接氣孔，所述三通閥的第二通口通過所述標準接氣孔與待檢六氟化硫在線檢測儀連接。
優選地，本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：真空泵、壓縮機和廢氣瓶；
所述三通閥的第三通口與所述真空泵一端連接；
所述真空泵另一端與所述壓縮機一端連接；
所述壓縮機另一端與所述廢氣瓶連接。
優選地，所述真空泵與所述PLC控制單元連接；
所述壓縮機與所述PLC控制單元連接。
從以上技術方案可以看出，本實用新型實施例具有以下優點：
本實用新型實施例提供了一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置，包括：數字壓力調節閥、流量計、標準氣室、三通閥、壓力檢測器、PLC控制單元與計算機；所述數字壓力調節閥一端和所述流量計一端連接；所述流量計另一端和所述標準氣室連接；所述標準氣室和所述壓力檢測器連接；所述三通閥的第一通口與所述標準氣室連接；所述三通閥的第二通口與待檢六氟化硫在線檢測儀連接；所述壓力檢測器與所述PLC控制單元連接；所述三通閥與所述PLC控制單元連接；所述數字壓力調節閥與所述PLC控制單元連接；所述流量計與所述PLC控制單元連接；所述PLC控制單元與所述計算機連接。本實用新型適用於回充式六氟化硫電氣設備分解產物在線檢測儀回充率檢測與校準，校準方法自動化能力強，操作簡單，為六氟化硫在線檢測儀的安全、穩定運行提供了良好的基礎依據
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是為本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置的結構示意圖；
圖2為待檢六氟化硫在線檢測儀採氣過程的示意圖；
圖3為待檢六氟化硫在線檢測儀回充過程的示意圖；
圖4為本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置自校準的流程示意圖。
其中，圖中標記如下所述：
1.純六氟化硫氣瓶 2.數字壓力調節閥 3.流量計 4.標準氣室 5.三通閥 6.高純氮氣恆溫櫃 7.標準接氣孔 8.待檢六氟化硫在線檢測儀 9.廢氣瓶 10.壓縮機 11.真空泵 12.PLC控制單元 13.壓力檢測器 14.六氟化硫洩露報警器 15.計算機
具體實施方式
本實用新型實施例公開了一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置，實現了對回充式六氟化硫電氣設備分解產物在線檢測儀回充率檢測與校準，校準方法自動化能力強，操作簡單，為六氟化硫在線檢測儀的安全、穩定運行提供了良好的基礎依據。
請參閱圖1，本實用新型實施例中提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置的一個實施例，包括：
數字壓力調節閥2、流量計3、標準氣室4、三通閥5、壓力檢測器13、PLC控制單元12和計算機15；
數字壓力調節閥2一端和流量計3一端連接；
流量計3另一端和標準氣室4連接；
標準氣室4和壓力檢測器13連接；
三通閥5的第一通口與標準氣室4連接；
三通閥5的第二通口與待檢六氟化硫在線檢測儀8連接；
壓力檢測器13與PLC控制單元12連接；
三通閥5與PLC控制單元12連接；
數字壓力調節閥2與PLC控制單元12連接；
流量計3與PLC控制單元12連接；
PLC控制單元12與計算機15連接。
在本實施例中，數字壓力調節閥2進口壓力量程範圍為0～25MPa，出口壓力量程範圍為0～1MPa，最小分度為0.01Mpa。
流量計3為六氟化硫專用數字質量流量計，其量程為0～2L/min，最小分度為0.001L/min。
標準氣池4為不鏽鋼氣室，容積大小為1L，最高承壓為20MPa。
數字壓力調節閥2通過信號線與PLC控制單元12相連，數字壓力調節閥2的出口壓力由PLC控制單元12進行設定。
流量計3通過信號線與PLC控制單元12相連，流量計3的流量大小由PLC控制單元12進行設定。
PLC控制單元12主要將裝置各檢測數據上傳至計算機15，再根據計算機15的相關指令控制裝置各子單元工作。
在本實施例中，檢測過程為：
(1)六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置通過壓力檢測器13在預置標準氣室壓力參數下獲取到待檢六氟化硫在線檢測儀進行採氣、回充操作後的標準氣室壓力信息，並將標準壓力信息通過PLC單元12發送給計算機15；
(2)計算機15判斷預置標準氣室壓力參數與標準氣室壓力信息的差值是否超過預置差值，若是，則根據預置標準氣室壓力參數與標準氣室壓力信息通過預置標準回充率公式計算得到第一標準回充率，若不是，則重新執行(1)；
(3)計算機得到第一標準回充率後，六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置再循環執行(1)和(2)至少兩次，得到第二標準回充率和第三標準回充率；
(4)將第一標準回充率、第二標準回充率和第三標準回充率進行計算得到標準回充率平均值，並將標準回充率平均值與回充率限值比較。
本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：六氟化硫洩露報警器14；
六氟化硫洩露報警器14與PLC控制單元12連接。
在本實施例中，六氟化硫洩漏報警器14檢測限值為10ppm，主要用於檢測高純氮氣恆溫櫃6內氮氣中六氟化硫氣體的濃度。
六氟化硫報警器14通過信號線與PLC控制單元12相連，用於將檢測值上傳到PLC控制單元12，一旦檢測值超過限值，PLC控制單元12將會立即停止平臺校準工作。
本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：純六氟化硫氣瓶1；
純六氟化硫氣瓶1與數字壓力調節閥2另一端連接。
本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：高純氮氣恆溫櫃6(氮氣純度99.99％)，主要用於防止回充率檢測平臺操作工程中六氟化硫氣體的洩漏，從而防止檢測誤差；
數字壓力調節閥2、流量計3、標準氣室4、三通閥5、壓力檢測器13和六氟化硫洩露報警器14均設置在高純氮氣恆溫櫃6中；
高純氮氣恆溫櫃6一側設置有標準接氣孔7，三通閥5的第二通口通過標準接氣孔7與待檢六氟化硫在線檢測儀8連接。
本實用新型實施例提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置還包括：真空泵11、壓縮機10和廢氣瓶9；
三通閥5的第三通口與真空泵11一端連接；
真空泵11另一端與壓縮機10一端連接；
壓縮機10另一端與廢氣瓶9連接。
在本實施例中，真空泵11為隔膜真空泵，最小真空壓力為500pa，最大流量為4L/min。壓縮機10的最大壓力為1Mpa。廢氣瓶9為不鏽鋼鋼瓶，體積大小為5L，最大承壓為10Mpa。
壓力檢測器13與PLC控制單元12連接，真空泵11與PLC控制單元12連接，壓縮機10與PLC控制單元12連接。
在本實施例中，壓力顯示器13用於檢測標準氣室4內氣體壓力，檢測範圍為-0.1MPa～1MPa，最小分度為0.0001Mpa同時，壓力顯示器13通過信號線與PLC控制單元12相連，PLC控制單元12可以實時反映壓力顯示器13的壓力值，並根據壓力顯示器13的壓力值來控制壓縮機9、真空泵10的啟停。
上面是對一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置的結構和連接方式進行的詳細說明，為便於理解，下面將以一具體應用場景對一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置的應用進行說明，請參閱圖2至圖4，應用例包括：
(1)初始化
將待檢六氟化硫在線檢測儀8通過標準六氟化硫氣閥7與六氟化硫回充率檢定平臺相連，啟動檢定平臺，通過PLC信號控制單元12檢測各子系統信號是否正常，主要包括數字壓力調節閥2的進口壓力要求大於1MPa，流量計3的流量值為0ml/min，壓力檢測器13的壓力值不為0，六氟化硫洩露報警器14顯示為0ppm，真空泵10、壓縮機9的有信號響應。
(2)系統自校準
系統自校準主要用於將檢測平臺內的雜質氣體去除，其基本過程如圖4所示。
(3)回充率檢測
根據待檢六氟化硫在線檢測儀8使用範圍，其一般完成標準氣室4壓力為0.4、0.5、0.6以及0.7MPa壓力下的檢測。
①首先進行0.4MPa壓力下的檢測；
通過PLC信號控制單元12設定數字壓力調節閥2的出口壓力為0.5MPa，流量計3的流量為0.5L/min，當壓力檢測器13的壓力值達到預置值0.4Mpa時，系統停止運行。
回充率檢測過程為：
a.待檢六氟化硫在線檢測儀啟動，完成採氣(如圖2所示)、回充(如圖3所示)過程；
b.判斷進行採氣和回充前與進行採氣和回充後的壓力檢測器變化是否超過0.01MPa，若超過，執行c，若不超過，執行a；
c.計算標準回充率；
d.再循環執行a至c兩次；
e.計算標準回充率平均值，並與回充率限值比較。
在本實施例中，標準回充率公式為：
其中，x為標準回充率，單位為％；P1為開始檢測時標準氣室壓力，單位為MPa；P2為完成檢測時標準氣室壓力，單位為MPa；n為採樣回充次數。
回充率限值通過如下計算公式得到：
其中：T為氣體回充率限值，單位為％；Pi1為第i次檢測開始時檢測標準氣室的壓力，單位為MPa；Pi2為第i次檢測完成後檢測標準氣室的壓力，單位為MPa；n為採樣回充次數。
②0.5MPa，0.6MPa，0.7MPa的檢測與校準與0.4MPa類似。
以上對本實用新型所提供的一種六氟化硫在線檢測儀回充率檢測校準裝置進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。