本發(fā)明提供一種六氟化硫氣體用檢測(cè)吸收裝置，屬于電力系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域

技術(shù)背景

無(wú)論是工業(yè)六氟化硫氣體還是運(yùn)行中的六氟化硫氣體，礦物油含量都是其質(zhì)量控制的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)于提高電氣設(shè)備的安全性和使用壽命至關(guān)重要。六氟化硫氣體中礦物油含量的定量，需借助配制礦物油的四氯化碳標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)進(jìn)行測(cè)量，由于四氯化碳揮發(fā)性極強(qiáng)，配制溶液數(shù)量多，導(dǎo)致平行試驗(yàn)誤差較大，精確度不高。目前六氟化硫氣體中礦物油含量測(cè)定主要分2種：一種是利用四氯化碳溶液吸收六氟化硫氣體中礦物油后，采用紅外光譜儀測(cè)定吸收液中礦物油含量，此方法需要多次轉(zhuǎn)移吸收液，易造成礦物油損失，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，且吸收裝置體積較大，不能用作生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定使用；另一種是六氟化硫氣體經(jīng)濾膜(聚四氟乙烯膜)后，氣體中礦物油被濾膜截留，接著利用紅外光譜直接掃描濾膜中礦物油的吸收譜圖，獲取礦物油含量。此方法中因?yàn)V膜中吸附的礦物油在濾膜表面為非均勻分布狀態(tài)，因此，在重復(fù)測(cè)定過(guò)程中，濾膜位置的輕微移動(dòng)，將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏差較大，重復(fù)較差。隨著六氟化硫氣體在電力設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，研制新的礦物油含量定量方法，提高礦物油含量檢測(cè)的準(zhǔn)確性，對(duì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。

另，在電氣設(shè)備中，高壓放電條件下六氟化硫氣體會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生多種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與六氟化硫氣體中的微量水分發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生酸或酸性物質(zhì)。六氟化硫氣體中的酸性物質(zhì)將對(duì)電氣設(shè)備的金屬部件和絕緣材料造成腐蝕，直接影響設(shè)備的機(jī)械、導(dǎo)電以及絕緣性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，所以需要對(duì)六氟化硫氣體中的酸性物質(zhì)進(jìn)行吸收檢測(cè)。專利號(hào)為“cn2015202422065”的中國(guó)專利公開(kāi)了六氟化硫氣體中酸性物質(zhì)及可水解氟化物吸收裝置，其技術(shù)方案為：包括裝有吸收液的氣體吸收池，氣體吸收池為豎直放置的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，吸收液為一定濃度的naoh溶液，氣體吸收池的底部連接有進(jìn)氣口，頂部連接有排氣口和壓力檢測(cè)器。該實(shí)用新型具有操作方便、吸收效率高、溶液用量少的特點(diǎn)，缺陷是：1、沒(méi)有實(shí)時(shí)檢測(cè)吸收過(guò)程功能，難以保證六氟化硫氣體中酸性物質(zhì)的完全吸收以及準(zhǔn)確的檢測(cè)被測(cè)量六氟化硫氣體的體積；2)僅僅依靠六氟化硫氣體從氣體吸收池底部進(jìn)入、由naoh溶液進(jìn)行吸收，吸收效率有待于進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷、操作簡(jiǎn)單、不但滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定要求且同時(shí)具有較高的測(cè)量精度和重復(fù)性、而且能保證不同來(lái)源六氟化硫氣體中酸性物質(zhì)被吸收完全的六氟化硫氣體用檢測(cè)吸收裝置。其技術(shù)方案為：

一種六氟化硫氣體用檢測(cè)吸收裝置，包括sf6氣源、sf6氣體中礦物油含量測(cè)定單元和酸性物質(zhì)吸收單元，其中礦物油含量測(cè)定單元包括設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口的密閉罐體、紅外光譜儀測(cè)定模塊以及四氯化碳供給模塊，密閉罐體內(nèi)設(shè)有過(guò)濾膜，密閉罐體的進(jìn)氣口與排氣口分居過(guò)濾膜的兩側(cè)，密閉罐體的進(jìn)氣口經(jīng)設(shè)有減壓閥和電磁閥的管道接sf6氣源，排氣口上設(shè)有流量傳感器；紅外光譜儀測(cè)定模塊包括檢測(cè)池以及分居檢測(cè)池兩側(cè)的紅外光源和紅外探測(cè)器；酸性物質(zhì)吸收單元包括下端設(shè)有進(jìn)氣口和上端設(shè)有排氣口的吸收池，其中吸收池上端的排氣口接設(shè)有2個(gè)電磁閥的排氣管道，進(jìn)氣口經(jīng)設(shè)有2個(gè)電磁閥和穩(wěn)壓閥的進(jìn)氣管道接密閉罐體的排氣口；其特征在于：

過(guò)濾膜采用玻璃纖維膜；增設(shè)六通閥、滴定池、緩沖罐、氣體循環(huán)泵、液體循環(huán)泵和多通閥；其中四氯化碳供給模塊包括多通閥、直線電機(jī)和注射器，其中直線電機(jī)的輸出端與注射器的推桿固定連接，注射器的出口接多通閥共用口，多通閥的第一分口經(jīng)出液管探入密閉罐體靠近進(jìn)氣口的一側(cè)，出液管的末端設(shè)有第一霧化噴頭，第一霧化噴頭對(duì)準(zhǔn)過(guò)濾膜，多通閥的第二分口接通檢測(cè)池的底部，多通閥的第三分口為四氯化碳進(jìn)液口，多通閥的第四分口為廢液排出口；紅外光譜儀測(cè)定模塊中增設(shè)液位控制開(kāi)關(guān)，液位控制開(kāi)關(guān)位于檢測(cè)池上端的側(cè)壁上，紅外光源和紅外探測(cè)器位于液位控制開(kāi)關(guān)的下方，相向分居在檢測(cè)池兩側(cè)，檢測(cè)池的頂端與密閉罐體靠近進(jìn)氣口一側(cè)的底部連通；

吸收池為錐形結(jié)構(gòu)，容積為1000ml；滴定池內(nèi)設(shè)有液位傳感器和ph電極，頂部與吸收池的底部連通；進(jìn)氣管道的進(jìn)氣流量控制在2l/min，體積為2l，氣體壓力為0.5mpa，進(jìn)氣管道靠近吸收池進(jìn)氣口的外側(cè)設(shè)有氣體循環(huán)泵，進(jìn)氣管道探入吸收池內(nèi)的末端設(shè)有氣體噴頭，氣體噴頭朝上將六氟化硫氣體噴射形成錐角為90度的圓錐氣幕；吸收池內(nèi)的頂端設(shè)有第二霧化噴頭，用于將naoh溶液霧化，其等效粒徑為66μm，并向下噴射形成錐角為95度的圓錐液幕，壓力0.03mpa，流量0.16l/min，第二霧化噴頭的進(jìn)液端經(jīng)設(shè)有液體循環(huán)泵和電磁閥的進(jìn)液管道分別連通滴定池的底部和六通閥的naoh溶液排出口，六通閥的總進(jìn)口接注射泵出口，六通閥上還分別設(shè)naoh溶液進(jìn)口和排液口；緩沖罐的進(jìn)、出氣端分別與排氣管道和進(jìn)氣管道連通，連接處均位于排氣管道和進(jìn)氣管道上的2個(gè)電磁閥之間。

其工作原理為：

1)sf6氣體進(jìn)入密閉罐體中，通過(guò)采用玻璃纖維膜的過(guò)濾膜過(guò)濾后，經(jīng)排氣口排出，礦物油滯留在過(guò)濾膜；四氯化碳溶液經(jīng)多通閥的第三分口、多通閥進(jìn)入注射器，通過(guò)直線電機(jī)控制注射器，將一定體積的四氯化碳溶液途徑多通閥的第一分口和出液管推入密閉罐體中，四氯化碳溶液經(jīng)第一霧化噴頭后形成霧狀四氯化碳噴霧，將過(guò)濾膜中礦物油洗脫，洗脫過(guò)程中洗脫液不斷進(jìn)入檢測(cè)池內(nèi)，用紅外光譜連續(xù)測(cè)定洗脫液中礦物油含量變化情況，待含量趨于穩(wěn)定時(shí)停止洗脫。洗脫完畢，直線電機(jī)控制注射器抽取一定體積四氯化碳溶液，經(jīng)多通閥的第二分口進(jìn)入檢測(cè)池中對(duì)檢測(cè)池中液體進(jìn)行定容。定容結(jié)束，利用紅外光源、紅外探測(cè)器，完成檢測(cè)工作，檢測(cè)后的廢液經(jīng)多通閥的第四分口排出。

2)sf6氣體酸性物質(zhì)吸收單元設(shè)置了帶有第二霧化噴頭的吸收池、naoh溶液循環(huán)模塊、氣體循環(huán)模塊和氣體噴頭，來(lái)自密閉罐體的sf6氣體借助naoh溶液循環(huán)模塊、氣體循環(huán)模塊輔助以第二霧化噴頭和氣體噴頭，使sf6氣體中的酸性物質(zhì)與naoh溶液充分接觸并被完全吸收。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：

1)利用濾膜技術(shù)，有效的減少了測(cè)量裝置體積，適用于現(xiàn)場(chǎng)分析。

2)利用洗脫、實(shí)時(shí)檢測(cè)和定容方法，可將濾膜中礦物油全部洗脫，有效提高測(cè)量準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

3)該測(cè)量裝置全部采用密封設(shè)計(jì)，可避免溶劑轉(zhuǎn)移中造成的損失，提升了測(cè)量準(zhǔn)確性；

4)智能化洗脫判定技術(shù)為濾膜中礦物油的全部洗脫提供了判定方法，確保了吸附礦物油的全部洗脫。

5)設(shè)置了帶有第二霧化噴頭的吸收池、naoh溶液循環(huán)模塊、氣體循環(huán)模塊和氣體噴頭，吸收池采用錐形設(shè)計(jì)，吸收過(guò)程采用吸收液以頂部霧化方式從吸收池頂部噴出，并在吸收池底部匯集，再次從頂部噴出；六氟化硫氣體從吸收池下部通過(guò)氣體噴頭噴出，此種方式可確保六氟化硫氣體中酸性物質(zhì)快速被吸收；吸收后的六氟化硫氣體從底部排氣口進(jìn)入氣泵，再次從吸收池底部噴出，進(jìn)入緩沖罐。如此反復(fù)，可保證六氟化硫氣體中酸性物質(zhì)能夠與naoh溶液充分接觸吸收，提高了吸收效率。對(duì)同樣的六氟化硫氣體，本發(fā)明吸收耗時(shí)僅為dl/t916-2005方法的三分之一，吸收效果也遠(yuǎn)優(yōu)于dl/t916-2005測(cè)試方法。

6)滴定池中安裝有ph電極，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)吸收液ph值，當(dāng)趨于穩(wěn)定時(shí)表明吸收完全，此時(shí)停止吸收，避免了國(guó)標(biāo)方法中沒(méi)有吸收完全情況的發(fā)生，并保證不同來(lái)源的六氟化硫氣體中的酸性物質(zhì)被完全吸收，具有廣泛適用性。

7)該裝置可精確控制氣體流量和體積，提高了測(cè)量精度，體積小巧，便于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展試驗(yàn)工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、密閉罐體2、過(guò)濾膜3、檢測(cè)池4、紅外光源5、紅外探測(cè)器6、吸收池7、減壓閥8、電磁閥9、穩(wěn)壓閥10、管道11、進(jìn)氣管道12、第二流量傳感器13、排氣管道14、六通閥15、滴定池16、緩沖罐17、氣體循環(huán)泵18、液體循環(huán)泵19、多通閥20、直線電機(jī)21、注射器22、出液管23、第一霧化噴頭24、液位控制開(kāi)關(guān)25、ph電極26、氣體噴頭27、第二霧化噴頭28、進(jìn)液管道29、注射泵30、sf6氣源31、液位傳感器32、四氯化碳進(jìn)液口33、廢液排出口34、naoh溶液進(jìn)口35、排液口36、h2so4溶液進(jìn)口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。在圖1所示的實(shí)施例中：sf6氣源30經(jīng)設(shè)有減壓閥7和電磁閥8的管道10接密閉罐體1進(jìn)氣口，密閉罐體1的排氣口經(jīng)依次設(shè)有流量傳感器12、穩(wěn)壓閥9和2個(gè)電磁閥8的進(jìn)氣管道11接吸收池6的進(jìn)氣口，sf6氣體流速控制為169ml/min，壓力控制在0.5kpa，吸收池6上端的排氣口接設(shè)有2個(gè)電磁閥8的排氣管道13。

密閉罐體1內(nèi)設(shè)有過(guò)濾膜2，密閉罐體1的進(jìn)氣口與排氣口分居過(guò)濾膜2的兩側(cè)。檢測(cè)池3的頂端與密閉罐體1靠近進(jìn)氣口一側(cè)的底部連通，液位控制開(kāi)關(guān)24位于檢測(cè)池3上端的側(cè)壁上，紅外光源4和紅外探測(cè)器5位于液位控制開(kāi)關(guān)24的下方，相向分居在檢測(cè)池3兩側(cè)。直線電機(jī)20的輸出端與注射器21的推桿固定連接，注射器21的出口接多通閥19共用口，多通閥19的第一分口經(jīng)出液管22探入密閉罐體1靠近進(jìn)氣口的一側(cè)，出液管22的末端設(shè)有第一霧化噴頭23，第一霧化噴頭23對(duì)準(zhǔn)過(guò)濾膜2，噴射角度為100度，流量為120ml/min；多通閥19的第二分口接通檢測(cè)池3的底部，多通閥19的第三分口為四氯化碳進(jìn)液口32，多通閥19的第四分口為廢液排出口33；最后獲得70.3ml礦物油洗脫液，由直線電機(jī)20控制注射器21抽取29.7ml四氯化碳溶液，對(duì)檢測(cè)池8內(nèi)礦物油洗脫液進(jìn)行定容至100ml，經(jīng)測(cè)定后，得出sf6氣體中礦物油含量為1.45mg/l。

吸收池6為錐形結(jié)構(gòu)，容積為1000ml，滴定池15內(nèi)設(shè)有液位傳感器31和ph電極25，頂部與吸收池6的底部連通；進(jìn)氣管道11的進(jìn)氣流量控制在2l/min，體積為2l，氣體壓力為0.5mpa，進(jìn)氣管道11靠近吸收池6進(jìn)氣口的外側(cè)設(shè)有氣體循環(huán)泵17，進(jìn)氣管道11探入吸收池6內(nèi)的末端設(shè)有氣體噴頭26，氣體噴頭26朝上將六氟化硫氣體噴射形成錐角為90度的圓錐氣幕；吸收池6內(nèi)的頂端設(shè)有第二霧化噴頭27，用于將naoh溶液霧化，其等效粒徑為66μm，并向下噴射形成錐角為95度的圓錐液幕，壓力0.03mpa，流量0.16l/min，第二霧化噴頭27的進(jìn)液端經(jīng)設(shè)有液體循環(huán)泵18和電磁閥8的進(jìn)液管道28分別連通滴定池15的底部和六通閥14的naoh溶液排出口，六通閥14的總進(jìn)口接注射泵29出口，六通閥14上還分別設(shè)naoh溶液進(jìn)口和排液口；緩沖罐16的進(jìn)、出氣端分別與排氣管道13和進(jìn)氣管道11連通，連接處均位于排氣管道13和進(jìn)氣管道11上的2個(gè)電磁閥8之間；當(dāng)ph電極25穩(wěn)定時(shí)，停止氣體、液體循環(huán)，此時(shí)ph電極值為7.6。