一種sf6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備自動充氣報警裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣工程高壓氣體封閉開關(guān)設(shè)備自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對 氣體絕緣封閉開關(guān)（GIS)設(shè)備自動充氣報警的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)發(fā)展，其電壓等級越來越高，短路容量也越來越大，對電網(wǎng)設(shè)備的絕緣強(qiáng) 度和滅弧能力的要求越來越高。針對這些要求，由于六氟化硫（SF 6)氣體強(qiáng)電負(fù)性的特點而 具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于高壓開關(guān)領(lǐng)域，在高電壓和超高壓等 級中斷路器、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS)等設(shè)備中被大量運用，并且也逐步向中低 壓領(lǐng)域滲透。特別的，由于GIS把斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電 纜終端頭等分別裝在各自密封間中集中組成一個整體外殼，并充以SF 6氣體作為絕緣介質(zhì)， 其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、不受大氣條件影響、檢修間隔長、無觸電事故和電噪聲干 擾等優(yōu)點，已經(jīng)成為城市變電站的首選。
[0003] 現(xiàn)如今SF6E成為電網(wǎng)中最重要的絕緣和滅弧氣體介質(zhì)。然而，雖然純凈的5? 6氣 體具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能，但是，隨著其純度的降低，特別是當(dāng)氣體純度達(dá)不到規(guī) 定的要求時，其電氣性能會發(fā)生明顯的劣化。如相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中就規(guī)定運行中sf6的氣體純度不 得低于97%。在設(shè)備運行過程中，由于大電流開斷和放電故障使SFe*生分解，產(chǎn)生氧氣、 水和其他分解化合物，不僅僅使絕緣材料發(fā)生劣化，還會腐蝕設(shè)備金屬材料。特別的，水分 含量的增加，會直接影響絕緣性能、開斷性能和機(jī)械性能。因此，為發(fā)揮SF 6氣體優(yōu)異的絕 緣和滅弧性能，需要及時更換SF6不達(dá)標(biāo)設(shè)備的SF 6氣體，保證電氣設(shè)備的安全運行。
[0004] 事實上，現(xiàn)有的sf6充氣系統(tǒng)絕大部分都是依靠人工，需要工作人員在現(xiàn)場根據(jù) GIS氣室（一個充有SF 6氣體密閉空間）氣壓表讀數(shù)確定充氣是否完成，以及根據(jù)氣壓罐 氣壓表讀數(shù)確定是否需要更換氣罐，對于一個標(biāo)準(zhǔn)氣室而言，完成全部換氣往往需要10-15 天的時間，整個充氣效率低下。在充氣現(xiàn)場，工作人員往往根據(jù)氣室或者氣罐氣壓表讀數(shù)的 變化快慢來判斷氣體是否結(jié)冰，以決定是否需要更換氣罐，但由于工作人員的判斷能力的 差別，有可能導(dǎo)致氣罐里還有較多六氟化硫氣體的時候就被更換掉，造成了資源的浪費。在 人工充氣的過程中，因為工作人員讀取氣壓表的時間間隔較長，操作閥門的速度慢，容易產(chǎn) 生氣室壓強(qiáng)過高的情況，不僅僅造成資源的浪費，還增加了變電站投入運行的時間。人工充 氣的時候，一方面可能由于工作人員的操作失誤而導(dǎo)致水、空氣等雜質(zhì)的進(jìn)入，難以保證換 氣的質(zhì)量，甚至有可能因為氣體純度的降低，導(dǎo)致其絕緣強(qiáng)度的降低，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣擊穿， 發(fā)生停電事故；另一方面可能導(dǎo)致六氟化硫氣體排放到空氣中，導(dǎo)致溫室效應(yīng)的加劇，并且 可能導(dǎo)致密度比空氣大的六氟化硫氣體沉積到變電站的電纜溝等低洼地方，導(dǎo)致里面的氧 氣含量下降，當(dāng)?shù)陀谝?guī)程規(guī)定的額定值時，可能對工作人員造成人身傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有的人工3?6充氣裝置的缺陷或不足，考慮根據(jù)封閉開關(guān)氣室額定工 作氣壓確定sf6充氣工作的自動停止，根據(jù)氣罐氣壓和重量確定氣罐切換，并根據(jù)環(huán)境狀態(tài) 和充氣狀態(tài)檢測發(fā)出相應(yīng)的警報，開發(fā)一套SF6充氣自動停止、報警、切換及監(jiān)測裝置，將 GIS充氣工作標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和自動化，保證充氣質(zhì)量，提高充氣效率，使得GIS充氣更加安 全、高效和經(jīng)濟(jì)，能有效保證封閉開關(guān)設(shè)備氣體的絕緣強(qiáng)度和滅弧能力。
[0006] 為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種3匕氣體絕緣金屬封閉開關(guān) 設(shè)備自動充氣報警裝置，其特征在于：包括對第一氣室、第二氣室和第三氣室供sf6氣體的 第一氣罐、第二氣罐、第三氣罐和第四氣罐。
[0007] 所述第一氣罐、第二氣罐、第三氣罐和第四氣罐分別放置在第一重量傳感器、第二 重量傳感器、第三重量傳感器和第四重量傳感器
[0008] 所述第一氣罐的出氣口通過第一氣罐支管與主管道連接，所述第一氣罐支管上安 裝有第一氣罐閥門。
[0009] 所述第二氣罐的出氣口通過第二氣罐支管與主管道連接，所述第二氣罐支管上安 裝有第二氣罐閥門。
[0010] 所述第三氣罐的出氣口通過第三氣罐支管與主管道連接，所述第三氣罐支管上安 裝有第三氣罐閥門。
[0011] 所述第四氣罐的出氣口通過第四氣罐支管與主管道連接，所述第四氣罐支管上安 裝有第四氣罐閥門。
[0012] 所述主管道還與第一氣室支管、第二氣室支管和第三氣室支管的進(jìn)氣端連通。
[0013] 所述第一氣室支管的出氣端接入第一氣室。所述第一氣室支管上安裝有第一氣室 閥門。所述第一氣室支管上還裝有測量管內(nèi)氣體流量的第一流量傳感器、測量管內(nèi)氣體壓 力的第一氣壓傳感器、以及測量管內(nèi)氣體溫度的第一溫度傳感器。
[0014] 所述第二氣室支管的出氣端接入第二氣室。所述第二氣室支管上安裝有第二氣室 閥門。所述第二氣室支管上還裝有測量管內(nèi)氣體流量的第二流量傳感器、測量管內(nèi)氣體壓 力的第二氣壓傳感器、以及測量管內(nèi)氣體溫度的第二溫度傳感器。
[0015] 所述第三氣室支管的出氣端接入第三氣室。所述第三氣室支管上安裝有第三氣室 閥門。所述第三氣室支管上還裝有測量管內(nèi)氣體流量的第三流量傳感器、測量管內(nèi)氣體壓 力的第三氣壓傳感器、以及測量管內(nèi)氣體溫度的第三溫度傳感器。
[0016] 所述第一流量傳感器、第二流量傳感器和第三流量傳感器分別測量管內(nèi)的氣體流 量：Q:、Q 2和 Q 3。
[0017] 打開第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三氣罐閥門和第四氣罐閥門中的至少一個， 同時，打開第一氣室閥門、第二氣室閥門和第三氣室閥門中的至少一個。
[0018] 若第一氣室閥門打開，當(dāng)Qi< 0. 1L/S時，關(guān)閉第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三 氣罐閥門和第四氣罐閥門中已經(jīng)打開的閥門，并更換對應(yīng)的氣罐。
[0019] 若第二氣室閥門打開，當(dāng)Q2< 0. 1L/S時，關(guān)閉第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三 氣罐閥門和第四氣罐閥門中已經(jīng)打開的閥門，并更換對應(yīng)的氣罐。
[0020] 若第三氣室閥門打開，當(dāng)Q3< 0. 1L/S時，關(guān)閉第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三 氣罐閥門和第四氣罐閥門中已經(jīng)打開的閥門，并更換對應(yīng)的氣罐。
[0021] 所述第一氣壓傳感器、第二氣壓傳感器和第三氣壓傳感器分別測量管內(nèi)的氣體壓 力：Pppjppp
[0022] 打開第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三氣罐閥門和第四氣罐閥門中的至少一個， 同時，打開第一氣室閥門、第二氣室閥門和第三氣室閥門中的至少一個。
[0023] 若第一氣室閥門打開，當(dāng)，關(guān)閉第一氣室閥門。其中Pe為規(guī)程設(shè)定的額定 值，例如對于110千伏GIS組合電器而言，其斷路器氣室的額定氣壓為0. 6Mpa (表壓20°C )， 其他氣室的額定氣壓為〇. 4Mpa (表壓20°C )。
[0024] 若第二氣室閥門打開，當(dāng)P2> P 6時，關(guān)閉第二氣室閥門。
[0025] 若第三氣室閥門打開，當(dāng)P3> P 6時，關(guān)閉第三氣室閥門。
[0026] 所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別測量管內(nèi)的氣體溫 度：tp t2和 t 3〇
[0027] 打開第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三氣罐閥門和第四氣罐閥門中的至少一個， 同時，打開第一氣室閥門、第二氣室閥門和第三氣室閥門中的至少一個。
[0028] 若第一氣室閥門打開，當(dāng)60°C時，關(guān)閉第一氣室閥門。
[0029] 若第二氣室閥門打開，當(dāng)t2> 60°C時，關(guān)閉第二氣室閥門。
[0030] 若第三氣室閥門打開，當(dāng)t3> 60°C時，關(guān)閉第三氣室閥門。
[0031] 所述第一重量傳感器、第二重量傳感器、第三重量傳感器和第四重量傳感器分別 測量第一氣罐、第二氣罐、第三氣罐和第四氣罐的重量叫、m 2、!113和m 4。
[0032] 當(dāng)m 3時，關(guān)閉第一氣罐閥門，并更換第一氣罐。其中m s為設(shè)定的閾值，一般 不同的六氟化硫氣罐生產(chǎn)廠家的值不一樣，對于一般的38-40L氣罐，取值約為50kg。
[0033] 當(dāng)，關(guān)閉第二氣罐閥門，并更換第二氣罐。
[0034] 當(dāng)m3< m 3時，關(guān)閉第三氣罐閥門，并更換第三氣罐。
[0035] 當(dāng)，關(guān)閉第四氣罐閥門，并更換第四氣罐。
[0036] 放置在裝置附近或安裝在主管道上的環(huán)境溫濕度傳感器測量裝置所在區(qū)域的環(huán) 境溫度ten和環(huán)境濕度RH en。
[0037] 打開第一氣罐閥門、第二氣罐閥門、第三氣罐閥門和第四氣罐閥門中的至少一個， 同時，打開第一氣室閥門、第二氣室閥門和第三氣室閥門中的至少一個。
[0038] 若RHen> 90%或ten> 60°C，關(guān)閉全部閥門，停止充氣，發(fā)出警報。
[0039] 若不在充氣過程中，則閉鎖閥門，禁止充氣，發(fā)出警報。
[0040] 本發(fā)明主要具有如下效果：
[0041] (1)通過計算機(jī)控制打開電磁閥門，檢測環(huán)境溫濕度t和RH是否滿足規(guī)程要求值， 即溫度必須低于60°C，相對濕度需要小于90%;如果不滿足要求，則關(guān)閉閥門停止充氣。
[0042] (2)所述的自動充氣裝置能同時測量5?6氣體流量Q，根據(jù)封閉開關(guān)氣室氣壓P、體 積V、溫度t的關(guān)系，計算封閉開關(guān)氣室所需氣量％，從而得