[发明专利]一种SF6气体绝缘金属封闭开关设备自动充气报警装置

说明书

技术领域

本发明属于电气工程高压气体封闭开关设备自动控制技术领域，具体涉及一种对气体绝缘封闭开关(GIS)设备自动充气报警的装置。

背景技术

随着电网发展，其电压等级越来越高，短路容量也越来越大，对电网设备的绝缘强度和灭弧能力的要求越来越高。针对这些要求，由于六氟化硫(SF₆)气体强电负性的特点而具有优异的绝缘性能和灭弧性能，现已被广泛应用于高压开关领域，在高电压和超高压等级中断路器、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)等设备中被大量运用，并且也逐步向中低压领域渗透。特别的，由于GIS把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳，并充以SF₆气体作为绝缘介质，其具有结构紧凑、体积小、重量轻、不受大气条件影响、检修间隔长、无触电事故和电噪声干扰等优点，已经成为城市变电站的首选。

现如今SF₆已成为电网中最重要的绝缘和灭弧气体介质。然而，虽然纯净的SF₆气体具有优异的绝缘性能和灭弧性能，但是，随着其纯度的降低，特别是当气体纯度达不到规定的要求时，其电气性能会发生明显的劣化。如相关标准中就规定运行中SF₆的气体纯度不得低于97％。在设备运行过程中，由于大电流开断和放电故障使SF₆发生分解，产生氧气、水和其他分解化合物，不仅仅使绝缘材料发生劣化，还会腐蚀设备金属材料。特别的，水分含量的增加，会直接影响绝缘性能、开断性能和机械性能。因此，为发挥SF₆气体优异的绝缘和灭弧性能，需要及时更换SF₆不达标设备的SF₆气体，保证电气设备的安全运行。

事实上，现有的SF₆充气系统绝大部分都是依靠人工，需要工作人员在现场根据GIS气室(一个充有SF₆气体密闭空间)气压表读数确定充气是否完成，以及根据气压罐气压表读数确定是否需要更换气罐，对于一个标准气室而言，完成全部换气往往需要10-15天的时间，整个充气效率低下。在充气现场，工作人员往往根据气室或者气罐气压表读数的变化快慢来判断气体是否结冰，以决定是否需要更换气罐，但由于工作人员的判断能力的差别，有可能导致气罐里还有较多六氟化硫气体的时候就被更换掉，造成了资源的浪费。在人工充气的过程中，因为工作人员读取气压表的时间间隔较长，操作阀门的速度慢，容易产生气室压强过高的情况，不仅仅造成资源的浪费，还增加了变电站投入运行的时间。人工充气的时候，一方面可能由于工作人员的操作失误而导致水、空气等杂质的进入，难以保证换气的质量，甚至有可能因为气体纯度的降低，导致其绝缘强度的降低，进而导致绝缘击穿，发生停电事故；另一方面可能导致六氟化硫气体排放到空气中，导致温室效应的加剧，并且可能导致密度比空气大的六氟化硫气体沉积到变电站的电缆沟等低洼地方，导致里面的氧气含量下降，当低于规程规定的额定值时，可能对工作人员造成人身伤害。

发明内容

针对上述现有的人工SF₆充气装置的缺陷或不足，考虑根据封闭开关气室额定工作气压确定SF₆充气工作的自动停止，根据气罐气压和重量确定气罐切换，并根据环境状态和充气状态检测发出相应的警报，开发一套SF₆充气自动停止、报警、切换及监测装置，将GIS充气工作标准化、智能化和自动化，保证充气质量，提高充气效率，使得GIS充气更加安全、高效和经济，能有效保证封闭开关设备气体的绝缘强度和灭弧能力。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种SF₆气体绝缘金属封闭开关设备自动充气报警装置，其特征在于：包括对第一气室、第二气室和第三气室供SF₆气体的第一气罐、第二气罐、第三气罐和第四气罐。

所述第一气罐、第二气罐、第三气罐和第四气罐分别放置在第一重量传感器、第二重量传感器、第三重量传感器和第四重量传感器

所述第一气罐的出气口通过第一气罐支管与主管道连接，所述第一气罐支管上安装有第一气罐阀门。

所述第二气罐的出气口通过第二气罐支管与主管道连接，所述第二气罐支管上安装有第二气罐阀门。

所述第三气罐的出气口通过第三气罐支管与主管道连接，所述第三气罐支管上安装有第三气罐阀门。

所述第四气罐的出气口通过第四气罐支管与主管道连接，所述第四气罐支管上安装有第四气罐阀门。