氣體分解物檢測與分析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于GIS設備現(xiàn)場運行中SF6氣體分解物檢測技術領域，特別涉及一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置。
【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)為國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展提供強大的能源后盾，而電氣設備作為電力系統(tǒng)的構成元件，其可靠性是電網(wǎng)安全運行的保證。近年來，隨著我國工業(yè)水平的提升，以及大規(guī)模電網(wǎng)建設對電力設備生產(chǎn)技術發(fā)展的要求，氣體絕緣金屬全封閉式開關電器(Gas-1nsulated metal-enclosed Switchgear，GIS)逐步實現(xiàn)了國產(chǎn)化。氣體絕緣全封閉式開關電器GIS結構緊湊、絕緣性能穩(wěn)定、斷流能力強、重燃率低、運行可靠，被廣泛應用于高壓和超高壓電力系統(tǒng)中。運行經(jīng)驗表明，隨著超高壓GIS普及應用，因GIS設備在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的質量問題(如材料缺陷和主附件裝配失誤)以及在運輸和安裝過程中產(chǎn)生的潛在缺陷(如部件松動脫落、電極刮傷、錯位及絕緣裂紋等)所導致的故障和事故呈逐年增多的趨勢。因此，GIS設備在投入運行之前，不但需要對其絕緣的整體狀況進行評估，還希望對其是否存在局部的絕緣缺陷有所掌握，預防可能發(fā)生的故障并快速修復故障，對保障電力系統(tǒng)的可靠運行有重要的意義。
[0003]GIS采用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質，當設備發(fā)生絕緣故障時，絕緣氣體SF6會發(fā)生分解反應最終將生成SF6分解氣體，這些氣體主要包括SF2、SF4、SOF4、SOF2、SO2F2、CF4、CO2、C0、S02、H2S、HF、CF4等，通過對上述氣體成分進行定量的檢測和分析，可以反演出設備可能的故障或安全隱患。采用電化學傳感器可以檢測氣體的濃度，然氣體電化學傳感器在實際設備檢測中的響應特性(氣體濃度與傳感器輸出電流信號)不確定，沒法用于后續(xù)的綜合評估與故障診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置，以解決上述技術問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[000?] —種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置，包括:SF6載氣罐、樣氣罐、氣體質量流量控制器、電化學氣體傳感器、SF6氣體分解物檢測罐體、放大電路板和毫安電流表；
[0007]所述SF6載氣罐和樣氣罐經(jīng)氣體質量流量控制器連接到SF6氣體分解物檢測罐體；
[0008]所述電化學氣體傳感器放置于SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部，用于檢測SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部氣體的成分和濃度；
[0009]將所述電化學氣體傳感器檢測后的信號傳輸?shù)椒糯箅娐钒?，以對所述信號進行放大并轉化為電流信號，并將電流信號利用毫安電流表進行測量記錄，利用記錄的電流信號判斷所述罐體內(nèi)部的氣體成分和濃度。
[0010]進一步的，所述氣體質量流量控制器包括:流量傳感器、分流器通道和流量放大電路;所述流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法，將放大后的流量信號轉換成電壓信號，并與設定電壓進行比較，再將差值放大后去調(diào)節(jié)氣體流量，閉環(huán)控制流過分流器通道的流量，使之與設定的流量相等。
[0011]進一步的，所述氣體質量流量控制器的數(shù)量為2個，包括第一質量流量控制器和第二質量流量控制器;所述第一質量流量控制器的量程為3L/min，所述第二質量流量控制器的量程為6mL/min;所述第一質量流量控制器用于對通過SF6載氣進行測量和控制，所述第二質量流量控制器用于對通過的樣氣進行測量和控制。
[0012]進一步的，所述SF6氣體分解物檢測罐體用于實現(xiàn)SF6氣體分解產(chǎn)物的配比和檢測，所述SF6氣體分解物檢測罐體在保證密封性的前提下能夠承受4-5個大氣壓，容積為2.5L;所述SF6氣體分解物檢測罐體頂部有三個通氣孔，分別用于SF6氣體分解物檢測罐體的抽真空和內(nèi)部氣體壓強的監(jiān)測、SF6載氣通入流量的監(jiān)測和樣氣通入流量的監(jiān)測。
[0013]進一步的，還包括溫度傳感器、真空栗和壓力表;所述溫度傳感器用于監(jiān)測SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部氣體的溫度;所述真空栗用于實現(xiàn)將SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部抽真空;所述壓力表用于實時監(jiān)測SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部氣壓。
[0014]進一步的，所述毫安電流表用于檢測并顯示電化學氣體傳感器的輸出模擬電流信號。
[0015]進一步的，所述樣氣罐包括⑶樣氣罐、S02樣氣罐和H2S樣氣罐，用于模擬實際現(xiàn)場運行GIS中SF6氣體分解物的狀態(tài)。
[0016]進一步的，所述電化學氣體傳感器的數(shù)量為3個;分別為CO電化學氣體傳感器、SO2電化學氣體傳感器和H2S電化學氣體傳感器。
[0017]進一步的，還包括有5排插線，所述5排插線實現(xiàn)電化學氣體傳感器與放大電路板的連接，用于將電化學氣體傳感器檢測的信號進行傳輸。
[0018]進一步的，所述一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置放置于通風櫥內(nèi)部，通風櫥用于排出實驗廢氣。
[0019]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明公開了一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置，能夠模擬實際運行中GIS內(nèi)部SF6氣體分解物的成分和比例，并通過電化學氣體傳感器分析SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)的氣體組分和濃度。本發(fā)明能夠準確可靠的模擬現(xiàn)場GIS設備內(nèi)部SF6氣體分解物的狀態(tài)，而且可以通過電化學氣體傳感器檢測并分析罐體內(nèi)的氣體組分，為對實際設備故障診斷用SF6分解物檢測提供了基礎，進一步可實現(xiàn)對SF6分解物在線監(jiān)測及帶電檢測設備的研發(fā)及生產(chǎn)。
[0020]本發(fā)明在實驗室中搭建了這個實驗平臺，選取C0、S02、H2S這三種氣體作為特征檢測氣體，采用相應的電化學傳感器進行測試，并確定傳感器的響應特性。為后期研發(fā)便攜式的在線監(jiān)測SF6分解氣體組分檢測儀奠定基礎。
[0021]本發(fā)明實現(xiàn)在實驗室中模擬現(xiàn)場運行GIS中SF6分解氣體的狀態(tài)并進行分析;采用氣體質量流量控制器能夠對配置氣體的組分和濃度進行精準控制;所用電化學傳感器可進行即時快速更換。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一個具體實施例所構建的模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置的結構示意圖；
[0023]其中:I表示SF6載氣罐，2-4表示CO、SO2和H2S樣氣罐，5表示通風櫥，6_7表示氣體質量流量控制器，8表不真空栗，9表不壓力表，10-12表不電化學氣體傳感器，13表不溫度傳感器，14表;^SF6氣體分解物檢測罐體，15表;^暈安電流表；
[0024]圖2為一個具體實施例中氣體質量流量控制器內(nèi)部電路圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明進行進一步的說明；
[0026]本發(fā)明一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置，包括:SF6載氣罐、樣氣罐、氣體質量流量控制器、電化學氣體傳感器、SF6氣體分解物檢測罐體、放大電路板和毫安電流表。
[0027]SF6載氣罐和樣氣罐經(jīng)氣體質量流量控制器連接到SF6氣體分解物檢測罐體；
[0028]電化學氣體傳感器放置于SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部，用于檢測SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部氣體的成分和濃度；
[0029]將電化學氣體傳感器檢測后的信號傳輸?shù)椒糯箅娐钒?，以對所述信號進行放大并轉化為電流信號，并將電流信號利用毫安電流表進行測量記錄，利用記錄的電流信號判斷SF6氣體分解物檢測罐體內(nèi)部的氣體成分和濃度。
[0030]本實施例所述的檢測和分析裝置是通過使用SF6載氣和樣氣在實驗室模擬現(xiàn)場實際運行GIS內(nèi)部SF6氣體分解物的狀態(tài)，通過使用氣體質量流量控制器精確控制檢測氣體流量的通入，實現(xiàn)不同氣體組分和濃度的SF6氣體分解物，并使用相應的電化學氣體傳感器進行實時檢測，獲取了在不同組分和濃度的SF6氣體分解物下各電化學氣體傳感器的響應特性。
[0031]由于現(xiàn)場GIS設備均是全封閉式的，且SF6氣體分解產(chǎn)物是多種的，因此整個檢測和分析裝置采用多個不同類型的電化學氣體傳感器同時檢測配置的SF6分解檢測氣體，并進行相應的交叉計算，可以準確獲得各檢測特征分解氣體的種類和成分，這對于判斷設備內(nèi)是否存在絕緣缺陷或缺陷嚴重程度具有重要意義。
[0032]如圖1所不:一種模擬GIS中SF6氣體分解物檢測與分析裝置，包括SF6載氣罐I，樣氣罐(2-4)，通風櫥5，氣體質量流量控制器(6-7)，真空栗8，壓力表9，電化學氣體傳感器(10-12)，溫度傳感器13，SF6氣體分解物檢測罐體14和毫安電流表15。
[0033]在一個實施例中，所述氣體質量流量控制器包括:流量傳感器，分流器通道和流量放大電路；
[0034]所述流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質量流量，并將所述流量傳感器測量的流量信號送入流量放大電路中進行放大，將放大后的流量信號轉換成電壓信號，并與設定電壓進行比較，再將差值放大后去控制調(diào)節(jié)氣體流量，閉環(huán)控制流過分流器通道的流量，使之與設定的流量相等。
[0035]在本實施例中，如圖2所示:氣體質量流量控制器還包括有調(diào)節(jié)閥門和PID控制電路。
[0036]流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質量流量(無需溫度壓力補償)。將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大，放大后的流量檢測電壓與設定電壓進行比較，再將差值信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過通道的流量，使之與設定的流量相等。分流器決定主通道的流量。
[0037]在一個實施例中，所述氣體質量流量控制器的數(shù)量為2個;包括第一質量流量控制器和第二質量流量控制器，所述第一質量流量控制器的量程為3L/min，所述第二質量流量控制器的量程為6mL/min;所述第一質量流量控制器用于對通過SF6載氣進行測量和控制，所述第二質量流量控制器用于對通過的樣氣進行測量和控制。
[0038]在本實施例中，所述