用于750千伏GIS氣室微水超標的處理系統的制作方法

本發明涉及一種GIS氣室微水處理系統，具體用于GIS(六氟化硫全封閉組合電器)的設備的氣室內微水的處理。

背景技術：

常態下，SF6氣體無色無味，有良好的絕緣性能和滅弧性能，一旦大氣中的水分浸入或固體介質表面受潮，則電氣強度會顯著下降。斷路器是戶外設備，當氣溫驟降時，SF6氣體過量水可能會凝結在固體介質表面而發生閃絡，嚴重時造成斷路器發生爆炸事故。純凈SF6氣體，在運行中，受電弧放電或高溫后，會分解成單體的氟、硫和氟硫化合物，電弧消失后會又化合成穩定的SF6氣體。當氣體中含有水分時，出現的氟硫化合物會與水反應生成腐蝕性很強的氫氟酸、硫酸和其他毒性很強的化學物質等，危及維護人員的生命安全，對斷路器的絕緣材料或金屬材料造成腐蝕，使絕緣劣化，甚至發生設備爆炸。

組合電器(GIS)的安全穩定運行對電力系統至關重要，是提高供電安全性，滿足供電可靠性的根本要求。組合電器(GIS)由于在安裝過程中由于絕緣件帶入的水分、吸附劑帶入的水分、SF6氣體新氣含有的水分、充裝工藝不佳、抽真空工藝不良、管道接頭等元件處理不徹底等因素導致組合電器(GIS)投運后微水超標；而在運行過程中由于SF6氣體泄漏點滲入的水分、水汽通過設備密封薄弱環節滲透到設備SF6內部也將導致組合電器(GIS)內部SF6氣體受潮、微水超標，甚至導致組合電器(GIS)內部絕緣氣體擊穿。一旦發生故障，將引起局部甚至片區停電，影響國民經濟生產，破壞社會的正常秩序，造成難以挽回的損失。

部分變電站站址地處戈壁、大風地區，且年溫差較大，投運后由于受前期安裝工藝及外界溫度影響導致組合電器(GIS)內部SF6氣體受潮、微水超標。組合電器(GIS)內部SF6氣體微水含量超過警戒值后，需定期對微水含量進行復測、檢驗，并及時對微水含量超標的氣室進行處理。

對GIS氣室微水超標的處理過程中，通常的治理方式為重新充裝符合標準的SF6新氣，且這種治理方式是一種治標不治本的方法，待設備運行一段時間后又出現了SF6氣體微量水分超標。與此同時，一些處理系統公開的結構存在功能欠缺，結構復雜體積龐大的缺陷；合理的處理系統需要對微水產生的原因、過程進行仔細研究來指定對應的處理方案。

技術實現要素：

針對上述現有技術中的不足，本發明的目的在于公開了一種用于750千伏GIS氣室微水超標的處理系統，其結構合理，功能齊全，能夠集中控制，最終實現可靠的微水超標治理過程。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。

用于750千伏GIS氣室微水超標的處理系統，包含處理控制箱，處理控制箱內設置有回收過濾組件，回收過濾組件與抽真空模塊通過處理控制箱上設置的真空泵接口連接，所述回收過濾組件與氣瓶通過處理控制箱上設置的氣瓶接口連通；所述處理控制箱上還設置有用于和回收過濾組件連接的壓力表和真空表；壓力表和真空表與控制單元電連接；所述處理控制箱內還設置有壓縮機模塊，所述壓縮機模塊與處理控制箱上設置的GIS設備接口連通；所述壓縮機模塊與所述控制單元電連接，所述控制單元設置在處理控制箱內；

所述壓縮機模塊設置在處理控制箱內且靠近處理控制箱的底部；所述回收過濾組件設置在處理控制箱內部且位于所述壓縮機上方，所述處理控制箱內還設置有微水測試模塊和溫度控制模塊，所述微水測試模塊和溫度控制模塊設置在所述回收過濾組件的上方；

所述處理控制箱上還設置有用于和氮氣瓶連接的氮氣接口；所述氮氣接口通過管路與壓縮機模塊連接；

還包含組裝在GIS設備上且用于加熱GIS設備氣室的加熱組件，所述溫度控制模塊與所述加熱組件連接，所述控制單元與所述溫度控制模塊電連接；

所述處理控制箱和氣瓶均設置在車架上，車架底部設置行走輪；

所述處理控制箱與氣瓶通過連接器組件連通，所述連接器組件上設置有電動的調節閥，所述控制單元與所述調節閥電連接。

本發明的優選實施方式和進一步的改進點如下：

(1)所述處理控制箱上還設置有液晶顯示屏、指示燈、啟動按鈕、停止按鈕、USB接口和電源開關；所述液晶顯示屏、指示燈、啟動按鈕和停止按鈕都安裝在處理控制箱頂部的斜面上，所述處理控制箱的左側面和右側面的凹槽里都安裝有把手，所述箱體的后側面設有柜門，所述USB接口和電源開關安裝在箱體的后側面。

進一步的是：所述控制單元包含PLC、放大模塊和A/D轉換模塊；所述溫度控制模塊包含溫度傳感器；所述微水測試模塊包含微水測試儀；所述壓力表、溫度傳感器和微水傳感器都與放大模塊連接，所述放大模塊與A/D轉換模塊連 接，所述A/D轉換模塊與PLC連接，所述USB接口與PLC連接，所述抽真空模塊、壓縮機模塊、回收過濾組件、液晶顯示屏、指示燈、溫度傳感器、氮氣接口、氣瓶接口、真空接泵接口和GIS設備接口都與PLC連接。

(2)所述處理控制箱的后側面上安裝有排氣口、回收信號接口、真空信號接口和溫度信號接口；所述壓力表有兩個，分別設置在回收過濾組件的前方和后方管路上；所述壓力表和真空表組裝在處理控制箱表面。

(3)所述連接器組件包含氣瓶連接接頭和回收過濾組件連接接頭；所述回收過濾組件連接接頭末端與氣瓶連接接頭首端通過管路連接，所述管路上設置所述調節閥；所述回收過濾組件連接接頭為中空的管狀結構，回收過濾組件連接接頭首端外表面帶有凸臺，回收過濾組件連接接頭的兩端均設有內螺紋，回收過濾組件連接接頭首端的內螺紋用于與排氣口連接，所述進氣口與所述處理控制箱的氣瓶接口連通；

氣瓶連接接頭為中空的管狀結構，其兩端均設有內螺紋，氣瓶連接接頭末端的內螺紋用于與進氣口連通，所述進氣口組裝在氣瓶上，且與氣瓶內部連通；

所述氣瓶連接接頭和回收過濾組件連接接頭為黃銅螺紋接頭；所述管路為聚四氟乙烯管。

(4)所述回收過濾組件包含通過管路依次連通的分子篩干燥單元、油氣分離單元、粉塵顆粒過濾單元和SF6分解毒氣過濾單元；所述分子篩干燥單元上設置有加熱部件，所述加熱部件為電加熱部件，所述電加熱部件與所述控制單元電連接；所述車架上還設置有配電柜；所述處理控制箱內還設置有備用電源。

進一步的是：所述分子篩干燥單元、油氣分離單元、粉塵顆粒過濾單元和SF6分解毒氣過濾單元設置在高壓缸套內；所述管路兩端延伸至高壓缸套的外部，分別形成入口管路和出口管路。

(5)所述加熱組件包含均布安裝在GIS設備的GIS氣室外表面的環形加熱機構；相鄰環形加熱機構之間的距離為H，且H≥5mm；所述GIS氣室上設置有GIS法蘭，所述環形加熱機構與GIS法蘭之間的距離為D，且D≥100mm；

所述環形加熱機構中，沿著遠離GIS氣室方向依次為通電后加熱的加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩；所述加熱片的面積小于隔熱板的面積；10mm≥H≥5mm；150mm≥D≥100mm。

進一步的是：所述加熱片與GIS氣室之間設置所述溫度控制模塊的溫度傳感器，所述加熱片上設置有接線頭，所述接線頭上連接有導線，所述導線上連接有溫度控制模塊的溫度控制儀和電源控制開關；所述導線的遠端設置與供電 電源連接的插頭；所述溫度傳感器和加熱片通過接線頭與外部的溫度控制儀和電源控制開關連接；所述環形加熱機構包含兩個對稱的半圓形加熱組件，每個半圓形加熱組件沿著遠離GIS氣室方向依次為通電后加熱的加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩。

進一步的是：環形加熱機構中的兩個半圓形加熱組件之間設置間隙；卡箍將兩個半圓形加熱組件相互卡緊，所述卡箍通過卡扣實現打開和卡緊；每個環形加熱機構上的卡箍為兩個，分別設置在靠近環形加熱機構的上邊緣和下邊緣；所述加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩與GIS氣室外表面形狀一致；所述加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩相互粘接。

本發明相比現有技術具有突出的實質性特點和顯著的效果：

本發明能夠可靠處理微水；提高組合電器(GIS)的運行可靠性，提高電網運行的安全性；提高設備的可用率，避免檢修和故障造成的系統電量損失；降低微水超標處理過程中的各種風險，為后期設備安全運行提供了強有力的保障；保證故障設備的處理效率，避免重復檢修；

具體的，本發明的方案，可以通過加熱、抽真空、氮氣置換來實現可靠高效的微水處理；通過回收過濾組件將SF6氣體回收后以備在用，避免了資源浪費和環境污染；本發明通過控制單元集中控制各個機構，通過完善的接口功能來實現集中控制連接；結構合理、緊湊、易于實現。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細說明。

圖1為本發明的一種具體實施方式的整體機構原理圖；

圖2為本發明的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖3為本發明的回收過濾組件的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖4為本發明的控制箱的一種具體實施方式的側視方向的結構示意圖；

圖5為本發明的控制箱的一種具體實施方式的俯視方向的結構示意圖；

圖6為本發明的控制箱的一種具體實施方式的后視方向的結構示意圖；

圖7為本發明的加熱組件的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖8為本發明的加熱組件的一種具體實施方式的整體結構示意圖；

圖9為本發明的環形加熱機構的一種具體實施方式的結構示意圖；

圖10為本發明的環形加熱機構的一種優選實施方式的結構示意圖；

圖11為本發明的環形加熱機構的一種優選實施方式的立體結構示意圖；

圖12為本發明的環形加熱機構的一種優選實施方式的爆炸圖。

附圖標記說明：

1-處理控制箱，2-抽真空模塊，3-壓縮機模塊，4-微水測試模塊，5-溫度控制模塊，6-液晶顯示屏，7-指示燈，8-啟動按鈕，9-停止按鈕，10-把手，11-柜門，12-USB接口，13-電源開關，16-氣瓶，17-車架，18-行走輪，19-備用電源；

22-回收過濾組件，23-壓力表，24-壓力表，25-真空表，26-氮氣接口，27-GIS設備接口，28-氣瓶接口，29-真空泵接口；

111-回收過濾組件連接接頭，112-調節閥，113-氣瓶連接接頭，114-排氣口，115-進氣口；

221-加熱部件，222-分子篩干燥單元，223-油氣分離單元，224-粉塵顆粒過濾單元，225-SF6分解毒氣過濾單元，226-高壓缸套，227-入口管路，228-出口管路；

301-GIS法蘭，302-GIS氣室，303-環形加熱機構，304-接線頭，305-溫度傳感器，306-插頭，307-導線，308-溫度控制儀，309-電源控制開關，331-加熱片，332-隔熱板，333-保溫板，334-保護罩，335-卡箍，336-卡扣，337-隔熱板，338-保溫板，339-保護罩。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例描述本發明具體實施方式：

需要說明的是，本說明書所附圖中示意的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。

同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。

如圖1～12所示，用于750千伏GIS氣室微水超標的處理系統，包含處理控制箱1，處理控制箱內設置有回收過濾組件22，回收過濾組件與抽真空模塊2通過處理控制箱上設置的真空泵接口29連接，所述回收過濾組件與氣瓶16通過處理控制箱上設置的氣瓶接口28連通；所述處理控制箱上還設置有用于和回收過濾組件連接的壓力表(23，24)和真空表25；壓力表和真空表與控制單元 電連接；所述處理控制箱內還設置有壓縮機模塊3，所述壓縮機模塊與處理控制箱上設置的GIS設備接口27連通；所述壓縮機模塊與所述控制單元電連接，所述控制單元設置在處理控制箱內；

所述壓縮機模塊設置在處理控制箱內且靠近處理控制箱的底部；所述回收過濾組件設置在處理控制箱內部且位于所述壓縮機上方，所述處理控制箱內還設置有微水測試模塊4和溫度控制模塊5，所述微水測試模塊和溫度控制模塊設置在所述回收過濾組件的上方；

所述處理控制箱上還設置有用于和氮氣瓶連接的氮氣接口26；所述氮氣接口通過管路與壓縮機模塊連接；

還包含組裝在GIS設備上且用于加熱GIS設備氣室的加熱組件，所述溫度控制模塊與所述加熱組件連接，所述控制單元與所述溫度控制模塊電連接；

所述處理控制箱和氣瓶均設置在車架17上，車架底部設置行走輪18；

所述處理控制箱與氣瓶通過連接器組件連通，所述連接器組件上設置有電動的調節閥112，所述控制單元與所述調節閥電連接。

優選的，如圖所示：所述處理控制箱上還設置有液晶顯示屏6、指示燈7、啟動按鈕8、停止按鈕9、USB接口12和電源開關13；所述液晶顯示屏、指示燈、啟動按鈕和停止按鈕都安裝在處理控制箱頂部的斜面上，所述處理控制箱的左側面和右側面的凹槽里都安裝有把手10，所述箱體的后側面設有柜門11，所述USB接口和電源開關安裝在箱體的后側面。本實施例進一步完善了處理控制箱的功能，使得處理控制箱作為集中控制操作組件，使得操控處理過程更加集中，簡單。

優選的，如圖所示：所述控制單元包含PLC、放大模塊和A/D轉換模塊；所述溫度控制模塊包含溫度傳感器；所述微水測試模塊包含微水測試儀；所述壓力表、溫度傳感器和微水傳感器都與放大模塊連接，所述放大模塊與A/D轉換模塊連接，所述A/D轉換模塊與PLC連接，所述USB接口與PLC連接，所述抽真空模塊、壓縮機模塊、回收過濾組件、液晶顯示屏、指示燈、溫度傳感器、氮氣接口、氣瓶接口、真空接泵接口和GIS設備接口都與PLC連接。本實施例進一步公開了控制單元的結構，其能夠實現自動化的控制，避免了手動的操控的繁瑣和不可靠性；本實施例中，對于接口的控制以及其他裝置的控制都是通過對電磁閥以及電路通斷的現有控制技術實現的。具體接線細節和電磁閥的設置位置不再詳述。

優選的，如圖所示：所述處理控制箱的后側面上安裝有排氣口、回收信號 接口、真空信號接口和溫度信號接口；所述壓力表有兩個，分別設置在回收過濾組件的前方和后方管路上；所述壓力表和真空表組裝在處理控制箱表面。本實施例將壓力表和真空表的位置進行了公開，壓力表用于監測處理過程的壓力，真空泵能夠檢測抽真空的參數，在處理前進行抽真空，能夠保證處理的徹底性。

優選的，如圖所示：所述連接器組件包含氣瓶連接接頭113和回收過濾組件連接接頭111；所述回收過濾組件連接接頭末端與氣瓶連接接頭首端通過管路連接，所述管路上設置所述調節閥112；所述回收過濾組件連接接頭為中空的管狀結構，回收過濾組件連接接頭首端外表面帶有凸臺，回收過濾組件連接接頭的兩端均設有內螺紋，回收過濾組件連接接頭首端的內螺紋用于與排氣口連接，所述進氣口與所述處理控制箱的氣瓶接口連通；

氣瓶連接接頭為中空的管狀結構，其兩端均設有內螺紋，氣瓶連接接頭末端的內螺紋用于與進氣口連通，所述進氣口組裝在氣瓶上，且與氣瓶內部連通；

所述氣瓶連接接頭和回收過濾組件連接接頭為黃銅螺紋接頭；所述管路為聚四氟乙烯管。本實施例實現了處理控制箱與氣瓶的有效連通，氣瓶連接接頭和回收過濾組件連接接頭之間通過調節閥連通，裝有調節閥，可實現流量的調節，避免大流量沖擊，起到平穩氣流，保護裝置的作用。

優選的，如圖所示：所述回收過濾組件包含通過管路依次連通的分子篩干燥單元222、油氣分離單元223、粉塵顆粒過濾單元224和SF6分解毒氣過濾單元225；所述分子篩干燥單元上設置有加熱部件221，所述加熱部件為電加熱部件，所述電加熱部件與所述控制單元電連接；所述車架上還設置有配電柜；所述處理控制箱內還設置有備用電源19。本實施例公開的回收過濾組件可以充分吸收SF6氣體中水分子，分子篩可以無限次重復使用，可以將油和氣分離、將SF6氣體中固體雜質清除、將分解物中的毒性氣體吸收，凈化效果顯著，節約資源。

優選的，如圖所示：所述分子篩干燥單元、油氣分離單元、粉塵顆粒過濾單元和SF6分解毒氣過濾單元設置在高壓缸套226內；所述管路兩端延伸至高壓缸套的外部，分別形成入口管路227和出口管路228。本實施例設置的高壓缸套能夠保證回收過濾的效果，防止泄漏。

優選的，如圖所示：所述加熱組件包含均布安裝在GIS設備的GIS氣室外表面的環形加熱機構303；相鄰環形加熱機構之間的距離為H，且H≥5mm；所述GIS氣室上設置有GIS法蘭301，所述環形加熱機構與GIS法蘭之間的距離為D，且D≥100mm；

所述環形加熱機構中，沿著遠離GIS氣室方向依次為通電后加熱的加熱片331、隔熱板332、保溫板333和保護罩334；所述加熱片的面積小于隔熱板的面積；10mm≥H≥5mm；150mm≥D≥100mm。本實施例公開的加熱組件用于加熱GIS氣室，能夠非常貼合的組裝在GIS氣室外表面；環形加熱機構均布后即可將GIS氣室均勻加熱升溫；相鄰環形加熱機構之間的距離為H，且H≥5mm；所述GIS氣室上設置有GIS法蘭，所述環形加熱機構與GIS法蘭之間的距離為D，且D≥100mm；每圈加熱帶之間不重疊和緊靠在一起，留有縫隙5mm以上，防止過熱。環形加熱機構遠離組合電器(GIS)法蘭至少100mm，防止密封圈局部過熱。

所述環形加熱機構中，沿著遠離GIS氣室方向依次為通電后加熱的加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩；所述加熱片的面積小于隔熱板的面積。多層環形加熱機構的結構易于組裝，加熱片能夠大面積加熱，隔熱板防止加熱片的熱量傳遞至外部，保溫板實現保溫功能，保護罩實現防護功能。

優選的，如圖所示：所述加熱片與GIS氣室之間設置所述溫度控制模塊的溫度傳感器305，所述加熱片上設置有接線頭304，所述接線頭上連接有導線307，所述導線上連接有溫度控制模塊的溫度控制儀308和電源控制開關309；所述導線的遠端設置與供電電源連接的插頭306；所述溫度傳感器和加熱片通過接線頭與外部的溫度控制儀和電源控制開關連接；所述環形加熱機構包含兩個對稱的半圓形加熱組件，每個半圓形加熱組件沿著遠離GIS氣室方向依次為通電后加熱的加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩。本實施例的溫度傳感器牢固壓在加熱片與組合電器(GIS)筒體之間，防止脫落。溫度控制儀實現對加熱溫度的控制，可以根據熱電偶的反饋溫度來控制加熱溫度；電源控制開關提供對電源功能；溫度控制儀和電源控制開關設置在外部，易于維護；溫度控制儀可以設定加熱溫度為65℃，最高溫度不超過85℃。

優選的，如圖所示：環形加熱機構中的兩個半圓形加熱組件之間設置間隙；卡箍335將兩個半圓形加熱組件相互卡緊，所述卡箍通過卡扣336實現打開和卡緊；每個環形加熱機構上的卡箍為兩個，分別設置在靠近環形加熱機構的上邊緣和下邊緣；所述加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩與GIS氣室外表面形狀一致；所述加熱片、隔熱板、保溫板和保護罩相互粘接。兩個對稱的半圓形加熱組件非常易于組裝，也能夠適應不同直徑大小的GIS氣室；卡箍將兩個對稱的半圓形加熱組件卡緊，實現最終的可靠固定；卡扣可以選用一般的扣合結構的連接件，卡箍整體為圓環形。

上面結合附圖對本發明優選實施方式作了詳細說明，但是本發明不限于上 述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。

本領域普通技術人員不脫離本發明的構思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本發明不限于特定的實施方式，本發明的范圍由所附權利要求限定。