[發(fā)明專利]基于定容法的梯度充氣式SF6

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011359100.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112556777B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙躍;陳慶濤;袁小芳;朱峰;祁炯;馬鳳翔;劉偉;宋玉梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01F22/02
• 分類號(hào): G01F22/02;G01G17/04;G01K13/00;G01L11/00;G01N9/00;F17C13/02
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

基于定容法的梯度充氣式SFsubgt;6/subgt;氣室容積測(cè)定方法，屬于SFsubgt;6/subgt;測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，解決如何準(zhǔn)確地對(duì)電氣設(shè)備的氣室內(nèi)部體積進(jìn)行精確測(cè)算的問(wèn)題，先對(duì)定容充氣罐的容積進(jìn)行標(biāo)定；根據(jù)氣室壓力設(shè)定值分配多個(gè)階段充氣閾值，分階段對(duì)氣室進(jìn)行充氣并測(cè)量數(shù)據(jù)，各階段分別計(jì)算氣室的體積與內(nèi)部原有的氣體質(zhì)量，再去各階段測(cè)得的數(shù)據(jù)的平均值，消除了由于壓力傳感器的測(cè)量精度限制，對(duì)氣室進(jìn)行充氣時(shí)，一次性從初始值充到設(shè)定值進(jìn)行一次測(cè)量存在的較大偶然誤差問(wèn)題，提高了計(jì)算結(jié)果的精確度，且不會(huì)使氣室充入氣體過(guò)多導(dǎo)致氣體壓力過(guò)高造成安全隱患，整個(gè)測(cè)定的過(guò)程時(shí)間短，無(wú)氣室內(nèi)氣體壓力下降導(dǎo)致絕緣性能降低的危險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SF₆測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于定容法的梯度充氣式SF₆氣室容積測(cè)定方法。

背景技術(shù)

六氟化硫(SF₆)氣體因優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，已廣泛應(yīng)用于高、中壓電氣設(shè)備中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年六氟化硫(SF₆)氣體產(chǎn)量在2萬(wàn)噸左右，約80％應(yīng)用于電力行業(yè)。隨著交/直特高壓工程大量開(kāi)建、投運(yùn)，SF₆氣體的用量越來(lái)越大。但SF₆氣體溫室效應(yīng)是CO₂的23900多倍，在空氣中能夠存在3200多年，是京都協(xié)議書(shū)禁止排放的六種氣體之一。

電力行業(yè)六氟化硫電氣設(shè)備數(shù)量巨大，大部分在運(yùn)行設(shè)備銘牌未標(biāo)注氣體用量和設(shè)備容積(設(shè)備內(nèi)含多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，難以通過(guò)外形估算)，SF₆氣體充氣量未知；部分新投運(yùn)設(shè)備銘牌標(biāo)注的SF₆氣體充氣量不準(zhǔn)確，且實(shí)際運(yùn)行壓力普遍高于額定壓力值，因此，電氣設(shè)備六氟化硫用氣量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)難以掌握，設(shè)備檢修、退役時(shí)氣體回收率無(wú)法管控，回收率不達(dá)標(biāo)情況時(shí)有發(fā)生。

為控制和減少六氟化硫氣體排放，形成“分散回收、集中處理、統(tǒng)一檢測(cè)、循環(huán)利用”的工作模式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)六氟化硫氣體的回收、回充和凈化處理。現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?01821892226.7、公開(kāi)日期為2019年6月7日的中國(guó)實(shí)用新型專利《一種SF₆氣體計(jì)量裝置》，如圖4所示，具體包括稱重裝置1、質(zhì)量流量計(jì)2、自封接頭3、連接頭4、調(diào)壓針閥5、第一壓力表6、第二壓力表7、加熱裝置8、氣體鋼瓶9。該裝置可實(shí)時(shí)獲取充氣鋼瓶重量、氣體流量、鋼瓶溫度、操作前后的設(shè)備壓力等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SF₆電氣設(shè)備充補(bǔ)氣數(shù)據(jù)以及氣體鋼瓶使用量的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。該裝置如對(duì)已被抽真空的氣室進(jìn)行充補(bǔ)氣，可根據(jù)稱重裝置確定補(bǔ)充氣后氣室內(nèi)存有SF₆氣體的量。

現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)：

(1)由于壓力傳感器的測(cè)量精度限制，對(duì)氣室進(jìn)行充氣時(shí)，如果一次從初始值充到設(shè)定值、進(jìn)行一次測(cè)量并計(jì)算氣室體積以及氣室內(nèi)初始?xì)怏w質(zhì)量，測(cè)量必然存在較大的偶然誤差，難以精確地測(cè)出實(shí)時(shí)的壓力數(shù)值，計(jì)算結(jié)果的精確度難以保證。

(2)當(dāng)氣室原有一部分氣體時(shí)，此時(shí)該裝置進(jìn)行充補(bǔ)一部分氣體入氣室中提高氣室內(nèi)氣體壓力，卻無(wú)法有效得知?dú)馐抑性械腟F₆氣體量，無(wú)法對(duì)氣室內(nèi)部體積進(jìn)行精確測(cè)算；需攜帶稱重裝置至現(xiàn)場(chǎng)給氣體鋼瓶進(jìn)行稱重，不方便搬運(yùn)，且各地的地理位置不同，因海拔等不同導(dǎo)致重力系數(shù)不同，使得通過(guò)檢測(cè)重力得出的質(zhì)量有所偏差。

(3)對(duì)于部分體積較小的六氟化硫電氣設(shè)備，采用氣體鋼瓶直接對(duì)其進(jìn)行充氣，由于氣體鋼瓶的壓力較大，對(duì)于體積較小的六氟化硫電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)很容易發(fā)生充氣過(guò)壓，引起過(guò)壓危險(xiǎn)。

因此，基于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求，研發(fā)在運(yùn)設(shè)備中六氟化硫氣體存量的前端感知技術(shù)變得尤為重要，實(shí)時(shí)監(jiān)控SF₆氣體全過(guò)程信息和設(shè)備狀態(tài)參量成為當(dāng)前亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于如何準(zhǔn)確地對(duì)電氣設(shè)備的氣室內(nèi)部容積進(jìn)行精確測(cè)算。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：