本實用新型屬于電氣設備安全絕緣技術領域,具體涉及一種六氟化硫電氣設備帶電式在線除濕凈化系統(tǒng)。
背景技術:
在電力系統(tǒng)中,SF6氣體以其優(yōu)異的絕緣性能及滅弧性能被廣泛地應用于各種高壓電氣設備中。在高壓(126~252KV)、超高壓(363~800KV)、特高壓(1100 KV)領域,以SF6氣體為絕緣介質的高壓開關設備占絕對主導地位。這些高壓開關設備的安全經濟運行對整個智能電網變電環(huán)節(jié)的穩(wěn)定可靠運行有重要意義。
根據(jù)相關規(guī)程的要求,必須對上述高壓設備中的氣體進行嚴格的質量監(jiān)督和安全管理。這是因為,SF6氣體在其生產過程中或者在高能因子的作用下,會分解產生若干有毒甚至劇毒、強腐蝕性有害雜質,當體系中存在水分、空氣(氧)、電極材料、設備材料等,則會導致分解過程的復雜化,致使分解產物的數(shù)量和種類明顯增加,其危害性也顯著加大。
SF6氣體在高溫、電弧作用下發(fā)生的一系列化學方程式如下,
六氟化硫氣體雜質的危害主要表現(xiàn)在它的分解產物的毒性和腐蝕性,六氟化硫氣體分解產物中酸性物質的存在可引起高壓開關設備材質的腐蝕;水分的存在,在一定條件下可能導致電氣性能劣化(六氟化硫氣體的各種電弧分解物和SF6氣體經過水解產生HF和H2SO4,會對某些金屬物和絕緣件產生腐蝕作用,進而影響高壓開關的使用壽命),甚至造成嚴重的設備事故;分解出來的低氟化物對人有害,甚至危及生命。
為此,我國的相關國家標準和電力行業(yè)相關標準或規(guī)范,如《六氟化硫電氣設備運行試驗及檢修人員安全防護細則》(DLT639-1997)、《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則》(GB/T8905-2008)、《電力設備預防性試驗規(guī)程》(DL/T596-2005),均提出了六氟化硫氣體質量監(jiān)督和管理要求。
對運行中六氟化硫氣體的質量監(jiān)督,DL/T596-2005《電力設備預防性試驗規(guī)程》規(guī)定,“六氟化硫氣體中濕度是影響設備安全運行的關鍵指標,若發(fā)現(xiàn)濕度超出標準,應使用氣體回收裝置進行干燥、凈化處理?!?/p>
《設備解體大修時氣體的監(jiān)督與管理》中規(guī)定:“氣體絕緣電氣設備在發(fā)生內部閃絡或其他異常時應該進行解體維修?!薄笆褂眠^的六氟化硫氣體要通過氣體回收裝置全部回收……”,“回收的六氟化硫氣體,經分析不符合新氣質量標準時,必須凈化處理,……”
現(xiàn)階段,我國電力市場上的六氟化硫回收凈化設備都是針對六氟化硫電氣設備的檢修維護而研發(fā)的回收凈化設備,有些產品兼顧了六氟化硫高壓電氣設備的安裝、維護、應急,更加適用于六氟化硫高壓設備解體檢修時SF6氣體的回收等環(huán)節(jié)。
上述產品在應用中普遍要求六氟化硫高壓開關設備停電檢測或凈化處理,但高壓開關設備的停電檢修并非易事,存在停電手續(xù)復雜、無法隨時停電,停電檢測或處理會影響電網可靠性等一系列問題,因此,研究電氣設備(尤其是郊外或地下的GIL管線)中的SF6氣體的帶電除濕凈化技術是非常有必要的,尤其是在電氣設備內部濕度超標而又無法停運的情況下。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型為了解決現(xiàn)有技術中的不足之處,提供一種六氟化硫電氣設備帶電式在線除濕凈化系統(tǒng),該系統(tǒng)通過呼、吸原理置換電氣絕緣設備中SF6氣體中的水分和分解產物及浮塵,可以在不停電的情況下對濕度超標的高壓電氣設備中的SF6氣體進行干燥凈化并回充,且干燥凈化過程不影響高壓電氣等設備的正常運行。
為解決上述技術問題,本實用新型采用如下技術方案:六氟化硫電氣設備帶電式在線除濕凈化系統(tǒng),包括吸氣干燥凈化管路、壓縮系統(tǒng)和出氣干燥凈化管路,吸氣干燥凈化管路上從進氣端到出氣端依次設置有第一自封進出管接頭、第一壓力表、第一壓力傳感器、質量流量控制器、第一電磁閥、第一氣體冷卻器、第一分子篩、第二分子篩和存儲罐,存儲罐上設有第二壓力傳感器;
壓縮系統(tǒng)包括并聯(lián)設置兩個壓縮氣體管路,兩個壓縮氣體管路的進氣端與存儲罐的出氣口連接,兩個壓縮氣體管路的出氣端與出氣干燥凈化管路的進氣端連接,一個壓縮氣體管路上由進氣端到出氣端依次設置有第二電磁閥、真空壓縮機和第三電磁閥,另一個壓縮氣體管路上由進氣端到出氣端依次設置有第四電磁閥、壓縮機和單向閥;
出氣干燥凈化管路上由進氣端到出氣端依次設置有第二氣體冷卻器、第三分子篩、第四分子篩、第五電磁閥、第三壓力傳感器、第二壓力表和第二自封進出管接頭。
吸氣干燥凈化管路和出氣干燥凈化管路之間連接有氣體管路,氣體管路上設置有第六電磁閥,氣體管路的一端連接在第一壓力傳感器與質量流量控制器之間的吸氣干燥凈化管路上,氣體管路的另一端連接在第五電磁閥與第三壓力傳感器之間的出氣干燥凈化管路上。
還包括抽真空管路,抽真空管路的進氣端連接在第六電磁閥與吸氣干燥凈化管路之間的氣體管路上,抽真空管路上由進氣端到出氣端依次設置有第七電磁閥、真空傳感器、手動球閥和真空泵。
第一氣體冷卻器和第二氣體冷卻器分別為一個風冷機的兩條風冷管道。
采用上述技術方案,第一自封進出管接頭和第二自封進出管接頭用于連接高壓開關設備或鋼瓶(存儲高純SF6氣體),第一壓力傳感器用于監(jiān)測第一自封進出管接頭處的氣體壓力,第三壓力傳感器用于監(jiān)測第二自封進出管接頭處的氣體壓力,質量流量控制器用來控制管路中氣體的流速。第二壓力傳感器用于監(jiān)測存儲罐內的壓力。
本實用新型在工作使用時,首先是系統(tǒng)自身的抽真空過程、壓縮機和真空壓縮機的內部清洗(用高純SF6氣體)。
系統(tǒng)自身的抽真空過程:開啟手動球閥、第七電磁閥、第一電磁閥和第六電磁閥,啟動真空泵,對第一分子篩、第二分子篩及存儲罐和吸氣干燥凈化管路進行抽真空,當真空傳感器顯示的壓力值為小于10pa并能夠保持這個壓力值,表示系統(tǒng)自身完成了抽真空過程。關閉第六電磁閥、第一電磁閥,對第一自封進出管接頭及與之相連的鋼瓶之間的管道進行抽真空;完成連接管道的抽真空后,關閉第七電磁閥和手動球閥。
壓縮機和真空壓縮機的內部清洗:首先將存儲SF6氣體的鋼瓶與第一自封進出管接頭連接,第二自封進出管接頭與一個空鋼瓶連接,打開存儲SF6氣體的鋼瓶的閥門和第一電磁閥,高純SF6氣體依次流經質量流量控制器、第一電磁閥、風冷機、第一分子篩、第二分子篩所在的管路后進入存儲罐;截止啟動壓縮機并開啟第四電磁閥,存儲罐中的高純SF6氣體依次通過第四電磁閥、壓縮機、單向閥、風冷機、第三分子篩、第四分子篩、第五電磁閥所在的管路,清洗過壓縮機的SF6氣體注入到空鋼瓶內存儲。清洗一段時間后關閉存儲SF6氣體的鋼瓶閥門和第一電磁閥,當存儲罐里面的壓力小于0.1Mpa后,關閉壓縮機和第四電磁閥,打開第二電磁閥、第三電磁閥及真空壓縮機,對真空壓縮機內部進行清洗,真空壓縮機把存儲罐里面的壓力抽到1000Pa,關閉真空壓縮機和第二電磁閥、第三電磁閥并同時關閉第二自封進出管接頭處的鋼瓶閥門。然后再對SF6高壓電氣設備自身進行抽真空,根據(jù)實際需要對抽過真空的存儲罐是否充入一定壓力的高純SF6氣體。
以上準備工作做完后,就可對高壓電氣設備中的SF6氣體進行除濕凈化作業(yè)。具體包括吸氣過程和呼氣過程。
吸氣過程(將待置換的高壓電氣設備中的一部分SF6氣體吸到本系統(tǒng)并儲存在存儲罐中的過程):將第一自封進出管接頭和待置換的高壓電氣設備(斷路器、GIS全封閉組合電器等)用配置的管道連接;先對連接的管道進行抽真空,完成管道的抽真空后,打開SF6高壓電氣設備上的球閥,打開第一電磁閥(關閉第六電磁閥、第七電磁閥、第四電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥),由于存儲罐里面壓力小于待置換設備內部的壓力,置換的SF6氣體依次通過質量流量控制器、第一電磁閥、風冷機、第一分子篩和第二分子篩進入存儲罐,第一壓力傳感器器時刻測量著進氣口的壓力,當壓力值降到SF6高壓電氣設備運行壓力的下限值之前關閉第一電磁閥,吸氣過程完成。為了讓第一分子篩和第二分子篩能夠更好更充分的吸附SF6氣體中的水分和分解產物,延時一定時間再啟動呼氣過程。質量流量控制器用來控制管路中的流量。
呼氣過程(簡單的說就是在壓縮機的作用下將存儲罐內的經干燥凈化的SF6氣體回充入SF6高壓設備中的過程):打開第六電磁閥、第四電磁閥(關閉第一電磁閥、第七電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥),啟動壓縮機,存儲罐、第一分子篩和第二分子篩中的SF6氣體,在壓縮機的作用下流經風冷機進入出氣口處的第三分子篩和第四分子篩進行二次干燥吸附,再流經第五電磁閥所在的管道、第六電磁閥所在的管路然后通過第一自封進出管接頭回充入待置換的SF6電氣絕緣設備。如果待置換SF6電氣設備有兩個外接口,就可以通過第二自封進出管接頭把SF6氣體回充入高壓電氣設備,這樣就可以更快完成置換過程。
上述過程為一吸一呼,完成了待置換SF6高壓電氣設備中一部分SF6氣體的干燥和凈化;上述過程循環(huán)重復,直到待置換SF6高壓電氣設備中的SF6氣體指標滿足各項指標要求為止。
綜上所述,本實用新型具有以下有益效果:
1、本實用新型可對運行中的高壓電氣設備SF6氣體中的水分、分解產物和浮塵進行吸收,完成六氟化硫氣體的除濕、凈化和回充。
2、本實用新型具有雙重吸附凈化功能,保證呼的過程和吸的過程,SF6氣體能夠很好的干燥過濾。在凈化過程中不影響斷路器、高壓開關等高壓電氣設備的正常運行,實現(xiàn)在線式連續(xù)工作。
3、本實用新型實現(xiàn)了運行中六氟化硫高壓設備中氣體的除濕凈化功能,對預防高壓電氣設備事故,延長高壓設備的服役年限有重要意義。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型的六氟化硫電氣設備帶電式在線除濕凈化系統(tǒng),包括吸氣干燥凈化管路1、壓縮系統(tǒng)和出氣干燥凈化管路2,吸氣干燥凈化管路1上從進氣端到出氣端依次設置有第一自封進出管接頭3、第一壓力表4、第一壓力傳感器5、質量流量控制器6、第一電磁閥7、第一氣體冷卻器、第一分子篩9、第二分子篩10和存儲罐11,存儲罐11上設有第二壓力傳感器12。
壓縮系統(tǒng)包括并聯(lián)設置兩個壓縮氣體管路13,兩個壓縮氣體管路13的進氣端與存儲罐11的出氣口連接,兩個壓縮氣體管路13的出氣端與出氣干燥凈化管路2的進氣端連接,一個壓縮氣體管路13上由進氣端到出氣端依次設置有第二電磁閥14、真空壓縮機15和第三電磁閥16,另一個壓縮氣體管路13上由進氣端到出氣端依次設置有第四電磁閥17、壓縮機18和單向閥19。
出氣干燥凈化管路2上由進氣端到出氣端依次設置有第二氣體冷卻器、第三分子篩21、第四分子篩22、第五電磁閥23、第三壓力傳感器24、第二壓力表25和第二自封進出管接頭26。
吸氣干燥凈化管路1和出氣干燥凈化管路2之間連接有氣體管路27,氣體管路27上設置有第六電磁閥28,氣體管路27的一端連接在第一壓力傳感器5與質量流量控制器6之間的吸氣干燥凈化管路1上,氣體管路27的另一端連接在第五電磁閥23與第三壓力傳感器24之間的出氣干燥凈化管路2上。
本實用新型還包括抽真空管路29,抽真空管路29的進氣端連接在第六電磁閥28與吸氣干燥凈化管路1之間的氣體管路27上,抽真空管路29上由進氣端到出氣端依次設置有第七電磁閥30、真空傳感器31、手動球閥32和真空泵33。
第一氣體冷卻器和第二氣體冷卻器分別為一個風冷機8的兩條風冷管道。
第一自封進出管接頭3和第二自封進出管接頭26用于連接高壓開關設備或鋼瓶(存儲高純SF6氣體),第一壓力傳感器5用于監(jiān)測第一自封進出管接頭3處的氣體壓力,第三壓力傳感器24用于監(jiān)測第二自封進出管接頭26處的氣體壓力,質量流量控制器6用來控制管路中氣體的流速。第二壓力傳感器12用于監(jiān)測存儲罐11內的壓力。
本實用新型在工作使用時,首先是系統(tǒng)自身的抽真空過程、壓縮機18和真空壓縮機15的內部清洗(用高純SF6氣體)。
系統(tǒng)自身的抽真空過程:開啟手動球閥32、第七電磁閥30、第一電磁閥7和第六電磁閥28,啟動真空泵33,對第一分子篩9、第二分子篩10及存儲罐11和吸氣干燥凈化管路1進行抽真空,當真空傳感器31顯示的壓力值為小于10pa并能夠保持這個壓力值,表示系統(tǒng)自身完成了抽真空過程。關閉第六電磁閥28、第一電磁閥7,對第一自封進出管接頭3及與之相連的鋼瓶之間的管道進行抽真空;完成連接管道的抽真空后,關閉第七電磁閥30和手動球閥32。
壓縮機18和真空壓縮機15的內部清洗:首先將存儲SF6氣體的鋼瓶與第一自封進出管接頭3連接,第二自封進出管接頭26與一個空鋼瓶連接,打開存儲SF6氣體的鋼瓶的閥門和第一電磁閥7,高純SF6氣體依次流經質量流量控制器6、第一電磁閥7、風冷機8、第一分子篩9、第二分子篩10所在的管路后進入存儲罐11;截止啟動壓縮機18并開啟第四電磁閥17,存儲罐11中的高純SF6氣體依次通過第四電磁閥17、壓縮機18、單向閥19、風冷機8、第三分子篩21、第四分子篩22、第五電磁閥所在的管路,清洗過壓縮機18的SF6氣體注入到空鋼瓶內存儲。清洗一段時間后關閉存儲SF6氣體的鋼瓶閥門和第一電磁閥7,當存儲罐11里面的壓力小于0.1Mpa后,關閉壓縮機18和第四電磁閥17,打開第二電磁閥14、第三電磁閥16及真空壓縮機15,對真空壓縮機15內部進行清洗,真空壓縮機15把存儲罐11里面的壓力抽到1000Pa,關閉真空壓縮機15和第二電磁閥14、第三電磁閥16并同時關閉第二自封進出管接頭26處的鋼瓶閥門。然后再對SF6高壓電氣設備自身進行抽真空,根據(jù)實際需要對抽過真空的存儲罐11是否充入一定壓力的高純SF6氣體。
以上準備工作做完后,就可對高壓電氣設備中的SF6氣體進行除濕凈化作業(yè)。具體包括吸氣過程和呼氣過程。
吸氣過程(將待置換的高壓電氣設備中的一部分SF6氣體吸到本系統(tǒng)并儲存在存儲罐11中的過程):將第一自封進出管接頭3和待置換的高壓電氣設備(斷路器、GIS全封閉組合電器等)用配置的管道連接;先對連接的管道進行抽真空,完成管道的抽真空后,打開SF6高壓電氣設備上的球閥,打開第一電磁閥7(關閉第六電磁閥28、第七電磁閥30、第四電磁閥17、第二電磁閥14、第三電磁閥16),由于存儲罐11里面壓力小于待置換設備內部的壓力,置換的SF6氣體依次通過質量流量控制器6、第一電磁閥7、風冷機8、第一分子篩9和第二分子篩10進入存儲罐11,第一壓力傳感器5器時刻測量著進氣口的壓力,當壓力值降到SF6高壓電氣設備運行壓力的下限值之前關閉第一電磁閥7,吸氣過程完成。為了讓第一分子篩9和第二分子篩10能夠更好更充分的吸附SF6氣體中的水分和分解產物,延時一定時間再啟動呼氣過程。質量流量控制器6用來控制管路中的流量。
呼氣過程(簡單的說就是在壓縮機18的作用下將存儲罐11內的經干燥凈化的SF6氣體回充入SF6高壓設備中的過程):打開第六電磁閥28、第四電磁閥17(關閉第一電磁閥7、第七電磁閥30、第二電磁閥14、第三電磁閥16),啟動壓縮機18,存儲罐11、第一分子篩9和第二分子篩10中的SF6氣體,在壓縮機18的作用下流經風冷機8進入出氣口處的第三分子篩21和第四分子篩22進行二次干燥吸附,再流經第五電磁閥所在的管道、第六電磁閥28所在的管路然后通過第一自封進出管接頭3回充入待置換的SF6電氣絕緣設備。如果待置換SF6電氣設備有兩個外接口,就可以通過第二自封進出管接頭26把SF6氣體回充入高壓電氣設備,這樣就可以更快完成置換過程。
上述過程為一吸一呼,完成了待置換SF6高壓電氣設備中一部分SF6氣體的干燥和凈化;上述過程循環(huán)重復,直到待置換SF6高壓電氣設備中的SF6氣體指標滿足各項指標要求為止。
以上實施例僅用以說明而非限制本實用新型的技術方案,盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型進行修改或者等同替換,而不脫離本實用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換,其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。