专利名称：一种SF<sub>6</sub>气体分解产物的检测装置的制作方法
技术领域：
本实 用新型属于一种气体检测装置，具体涉及一种SF6气体分解产物的检测装置。
背景技术：
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)由于占地面积小、可靠性高，在电力系统中得到了广泛应用。由于GIS全部元件都封闭在金属壳中，其早期故障较常规变电站更难发现，故障造成的损失也更大，对GIS设备内部状态进行监测，避免事故的发生一直是国内外科研机构研究的热点。相关试验和运行经验表明，通过检测GIS设备中分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估，具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点，被广泛用于设备现场检测分析。SF6气体化学性质极其稳定，是一种不燃、无臭、无毒的惰性气体,密度约为空气的5倍，其分解温度约为500°C以上，SF6与某些绝缘物(如硅树脂层压板)接触时，加热到160 200°C就会分解，水分存在时，能加速其分解。在放电作用下，SF6分解形成低氟化物和游离氟，若是纯净的SF6气体，上述分解产物将随着温度降低而快速复合，还原为SF6气体。在实际的GIS设备中，SF6气体含有微量的空气、水分和矿物油等杂质，这些杂质参与反应生成稳定的分解物，如S02、SOF2, H2S, HF等。因此，通过检测SF6气体分解产物含量对于发现设备潜伏性故障和故障定位有很大帮助。目前，GIS设备中SF6气体分解产物检测方法主要有气相色谱法、红外吸收光谱法、检测管法、电化学传感器法等。这些方法的测量原理各异，适用于不同场合、检测分解产物的不同组分，气相色谱法和红外吸收光谱法主要应用于实验室分析，现场检测多采用电化学传感器法和检测管法。检测管是以化学显色反应(如酸碱反应、氧化还原反应、络合反应等)为基础的化学方法，用于检测SF6气体分解产物中S02、HF、H2S和矿物油等杂质的含量。气体检测管的测量原理是应用化学反应与物理吸附效应的干式微量气体分析法，即“化学气体色层分离(析)法”。气体检测管是装有检测剂的带刻度玻璃管，检测剂是将某些能与待测物质发生化学反应并可改变颜色的化学试剂吸附在固体载体颗粒表面上加工而得，如H2S气体检测管的反应原理为H2S+Pb (AC) 2 ^ PbS 丨 +2HAC其中，Pb (AC)2为白色试剂，PbS为棕褐色沉淀。H2S气体检测管(量程为10iiL/L)的示意图如图I所示，检测管的两端设有封口尖端a、d，并且其内部对称填充有一对塞填料b，检测管的表面上设有指示层C。当含有H2S的被测气体通过检测管时，与吸附在载体上的Pb(AC)2反应产生棕褐色染色段，染色段长度与H2S气体含量成正比，从而确定被测气体中的H2S含量。不同气体检测管的检测剂成分不同，但化学分析原理基本相同。由于检测管的量程范围大，操作简便、分析快速，适应性较好，又具有携带方便、不需维护等特点，在电气设备SF6气体分解产物的现场检测中应用较广。[0010]现场检测时，气体检测管可直接利用设备的压カ进样，其与设备直接相连，在预先设定的时间内以标定的流速流过检测管，根据管内颜色变化的长度对应的校准刻度，可得到所测气体的浓度。目前现场检测方法主要存在的问题有I)采用电化学传感器法进行高浓度气体检测时，若被检测气体浓度超过传感器量程，可能导致传感器寿命降低或损坏；2)采用电化学传感器法进行检测时，不同气体之间存在交叉干扰现象；3)目前现场使用检测管法进行检测时，多采用手动取样器或浮子流量计，其测试 流量难以精确控制，导致检测结果偏差较大。
实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种能够提高检测准确度、对被测气体完全回收处理的SF6气体分解产物的检测装置。ー种SF6气体分解产物的检测装置，该装置包括回收处理模块以及并行设置的检测模块和流量调节�？椋黾觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖淙攵朔直鹩肴ㄇ谢环У牧礁龀謦硐嗔黾觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖涑龆朔直鹩牖厥沾砟？橄嗔蝗ㄇ谢环У娜肟诖α右豢焖俨逋罚徊馄寰焖俨逋方敫眉觳庾爸茫扇ㄇ谢环Э刂票徊馄逑冉肓髁康鹘谀？榻辛髁康鹘诤螅倏刂票徊馄褰爰觳饽？槎员徊馄宸纸獠锏暮拷屑觳猓闪髁康鹘谀？楹图觳饽？槭涑龅谋徊馄寰苫厥沾砟？榻谢厥沾�。进ー步地，所述检测�？楹土髁康鹘谀？榫髁康鹘诜�、检测管和计时器，所述检测管安装在两段管道之间，所述流量调节阀安装在与检测管输入端相连的管道上，所述计时器安装在与检测管输出端相连的管道上。进ー步地，所述回收处理�？榘ㄎ郊梁推寤厥兆爸茫銎寤厥兆爸玫氖淙攵朔直鹩爰觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖涑龆送ü艿老嗔霉艿乐猩栌杏糜谌コ馄逯蟹纸獠锏奈郊�。进ー步地，所述气体回收装置包括真空泵、回收钢瓶和用于电气控制、压カ监控的辅助设施。进ー步地，所述检测�？�、流量调节�？楹突厥沾砟？榉直鹜ü苈方辛�。[0021 ] 进ー步地，所述管路采用聚四氟こ烯管。进ー步地，所述管路的壁厚不小于1mm，内径为2_4mm。由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下优点(I)采用并行设置的流量调节�？楹图觳饽？椋觳馇敖馄宓牧髁康鹘谥良觳庑枰担缓笄袚Q到检测�？榻屑觳猓苊饧觳夤讨薪辛髁康鹘诘贾录觳饨峁蛔�。(2)检测开始同时计时，根据不同组分、不同量程的检测管，设定不同的检测时间，以达到最佳检测效果。(3)采用小型化气体回收装置实现了对被测气体的完全回收处理，所用回收钢瓶可随时更换，确保了设备中SF6,体对大气的零排放和检测人员的人身安全，具有緑色、环保意义。(4)采用聚四氟乙烯管进行管路设计，避免管路吸附影响检测结果。(5)由于检测�？楹土髁康鹘谀？椴捎孟嗤考钩桑栽谑导始觳夤讨校叩奈恢每梢曰セ�。
以下结合附图
对本实用新型进一步说明。图I是现有技术中气体检测管的外形图，其中，a、d_封口尖 端，b_塞填料，C-指示层；图2是本实用新型SF6气体分解产物检测装置的结构示意图，其中，I-快速插头，2-三通切换阀，3-检测管I，4-计时器I，5-检测�？椋�6-吸附剂，7-气体回收装置，8-回收处理�？椋�9-流量调节�？椋�10-计时器II，11-检测管II，12-流量调节泵I，13-流量调节栗11。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的SF6气体分解产物检测装置做进一步详细的描述。如图2所示，本实用新型的SF6气体产物检测装置主要由回收处理模块8以及并行设置的检测�？�5和流量调节�？�9组成，图中相同或相似的图形表示相同或相似的器件。检测�？�5和流量调节�？�9的输入端分别与三通切换阀2的两个出口相连，检测�？�5和流量调节�？�9的输出端分别与回收处理�？�8的输入端相连；被测气体经由三通切换阀2的入口进入该检测装置，并由三通切换阀2控制被测气体先进入流量调节�？�9，调节气体流量至检测需要值后切换三通切换阀2使气体进入检测�？�5，对被测气体分解产物的含量进行检测，经过流量调节�？�9和检测�？�5输出的被测气体均由回收处理�？�8进行回收处理。该检测装置的检测模块5、流量调节�？�9和回收处理�？�8分别通过管路相连通，该管路可以采用聚四氟乙烯管或其它不吸附SO2和H2S气体的材料制成，其壁厚不小于Imm,内径为2 4mm,管路内壁应光滑清洁。检测�？�5包括通过管流量调节阀I 12、检测管I 3和计时器I 4，将割断两端封口尖端的检测管I 3安装在两段管道之间，流量调节阀I 12安装在与检测管I输入端相连的管道上，计时器I 4安装在与检测管I输出端相连的管道上。流量调节�？�9包括流量调节阀II 13、检测管II 11和计时器II 10，将割断两端封口尖端的检测管II 11安装在与检测�？�5并行设置的两段管道之间，流量调节阀II 13安装在与检测管II 11输入端相连的管道上，计时器II 10安装在与检测管II 11输出端相连的管道上。由于检测管I与检测管II结构相同，流量调节阀I与流量调节阀II结构相同，计时器I与计时器II结构相同，所以检测�？楹土髁康鹘谀？榭梢允迪只セ唬庋卑凑胀糏的结构组装好该检测装置后，如果三通切换阀先向下面�？橥ㄈ隨F6气体时，则图中的下面�？榧次髁康鹘谀？�9，该模块中的检测管II 11则用于监测SF6气体流量，当通过流量调节阀II 13调整SF6气体流量至检测需要值时，将上面�？橹械牧髁康鹘诜 12也调整至与流量调节阀II 13的相同位置，并切换三通切换阀使SF6气体进入图中的上面�？椋媚？榧次觳饽？�5，再通过检测管I 3检测SF6,体分解产物的含量，并读取检测结果；反之，如果三通切换阀先SF6,体进入图中上面模块，则上面�？槲髁康鹘谀？椋敲聪旅婺？楸湮觳饽？�。SF6气体的分解产物主要包括硫化物、氟化物等成分，本实用新型中主要检测S02、H2S, CO和HF这四种分解产物的含量，这四种分解产物可以分别通过SO2检测管、H2S检测管、CO检测管和HF检测管对上面四种分解产物的含量进行检测，每种检测管只能检测ー种分解产物，当需要检测其它分解产物时，只需将检测模块中的检测管I和流量调节�？榈募觳夤躀I卸下，并更换上相应种类、结构相同的检测管I、II即可。回收处理�？�8包括吸附剂6和气体回收装置7，吸附剂6安装在与气体回收装置的输入端相连的管道中，经过吸附剂吸收SF6气体中的分解产物(本实用新型主要吸收硫化物、氟化物等成分)后，再通过气体回收装置7回收处理SF6,体。气体回收装置7使用小型化装置，包括真空泵、回收钢瓶和用于电气控制、压カ监控等辅助设施，对经过去除分解产物的SF6气体进行环保回收，以实现SF6气体的零排放，回收钢瓶储满气体后可进行更换。该回收处理�？�8便于装卸，可随时更换吸附剂和回收钢瓶。本实用新型的检测装置通过设定不同的检测时间，同样的检测管可以进行不同量程的切換，例如，采用量程为20ii L/L的SO2检测管，检测流量为150mL/min，检测时间为2min时，其量程为20ii L/L ;若检测流量不变，检测时间为Imin时，其量程为40 y L/L ;若检测流量不变，检测时间为4min时，其量程为10 u L/L。实际检测过程中可以根据具体情况设定检测时间。实施例下面通过ー个具体例子来阐述SF6气体分解产物检测装置的原理和检测过程，通过更换检测�？�5中的检测管I可检测设备SF6气体分解产物的S02、H2S, CO和HF等气体成分，根据检测需要选择相应量程的检测管。根据检测结果可进行设备故障情况的判断。所述检测装置的回收处理�？�8安装气体成分吸附剂6和气体回收装置7，吸附剂6用F-03吸附剂，所述吸附剂用量为0. 2kg，气体回收装置7带I升的回收钢瓶，可实现变电站中多个气体绝缘设备气室中SF6气体成分的环保型实时检测。下面以检测SO2,体含量为例具体介绍本检测装置的检测过程，选用量程为20 u L/L的SO2检测管，检测流量为150mL/min，检测时间为2min，将SO2检测管两端割断并固定于检测�？�5中检测管I 3的位置，采用同样的检测管(可用已使用过的检测管)固定于流量调节�？�9中检测管II 11的位置，插入快速插头1，切換三通切换阀2使SF6气体通过流量调节�？�9，当气体流量调节合适后切換三通切换阀2使SF6气体通过检测�？�5，并开始计时，达到设定好的检测时间，检测结束，读取检测結果。整个过程中的气体都经过吸附剂6的吸附和气体回收装置7的回收处理，实现检测过程中SF6的零排放。需要进行其他气体组分的检测时，只需要更换检测管I和检测管II即可，检测过程同上。本实用新型采用流量调节阀进行气体流量调节控制，在检测的同时通过计时器进行精确计吋，以提高检测管检测的准确度。本实用新型的检测装置不仅能够实时检测出反映气体绝缘设备运行状态的气体成分，还实现了检测气体的环保回收，为电カ设备的可靠运行和检测人员的安全防护提供了有效保障。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.ー种SF6,体分解产物的检测装置，其特征在于该装置包括回收处理模块以及并行设置的检测�？楹土髁康鹘谀？椋黾觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖淙攵朔直鹩肴ㄇ谢环У牧礁龀謦硐嗔黾觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖涑龆朔直鹩牖厥沾砟？橄嗔蝗ㄇ谢环У娜肟诖α右豢焖俨逋罚徊馄寰焖俨逋方敫眉觳庾爸茫扇ㄇ袚Q阀控制被测气体先进入流量调节�？榻辛髁康鹘诤螅倏刂票徊馄褰爰觳饽？槎员徊馄宸纸獠锏暮拷屑觳猓闪髁康鹘谀？楹图觳饽？槭涑龅谋徊馄寰苫厥沾砟？榻谢厥沾怼�
2.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于所述检测�？楹土髁康鹘谀？榫髁康鹘诜А⒓觳夤芎图剖逼鳎黾觳夤馨沧霸诹蕉喂艿乐洌隽髁康鹘诜О沧霸谟爰觳夤苁淙攵讼嗔墓艿郎希黾剖逼靼沧霸谟爰觳夤苁涑龆讼嗔墓艿郎�。
3.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于所述回收处理模块包括吸附剂和气体回收装置，所述气体回收装置的输入端分别与检测�？楹土髁康鹘谀？榈氖涑龆送ü艿老嗔霉艿乐猩栌杏糜谌コ馄逯蟹纸獠锏奈郊�。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于所述气体回收装置包括真空泵、回收钢瓶和用于电气控制、压カ监控的辅助设施。
5.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于所述检测�？椤⒘髁康鹘谀？楹突厥沾砟？榉直鹜ü苈方辛�。
6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于所述管路采用聚四氟こ烯管。
7.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于所述管路的壁厚不小于1mm，内径为2-4mm。
专利摘要本实用新型提出了一种SF6气体分解产物的检测装置，其包括回收处理�？橐约安⑿猩柚玫募觳饽？楹土髁康鹘谀？椋觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖淙攵朔直鹩肴ㄇ谢环У牧礁龀隹谙嗔觳饽？楹土髁康鹘谀？榈氖涑龆朔直鹩牖厥沾砟？橄嗔蝗ㄇ谢环У娜肟诖α右豢焖俨逋罚徊馄寰焖俨逋方敫眉觳庾爸茫扇ㄇ谢环Э刂票徊馄逑冉肓髁康鹘谀？榻辛髁康鹘诤螅倏刂票徊馄褰爰觳饽？榻屑觳猓闪髁康鹘谀？楹图觳饽？槭涑龅谋徊馄寰苫厥沾砟？榻谢厥沾怼８眉觳庾爸貌唤瞿苁凳奔觳獬龇从称寰瞪璞冈诵凶刺钠宄煞郑故迪至思觳馄宓幕繁；厥眨缌ι璞傅目煽吭诵泻图觳馊嗽钡陌踩阑ぬ峁┝擞行ПＵ�。
文档编号G01N21/78GK202421073SQ20112050756
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者季严松, 宋杲, 王承玉, 程鹏, 陈海伦, 颜湘莲, 鲁钢 申请人:中国电力科学研究院, 黑龙江省电力科学研究院
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