本發(fā)明涉及高壓設(shè)備及氣體絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，特指一種SF6與N2氣體快速混合裝置及充氣方法。

背景技術(shù)：

SF6氣體具有優(yōu)良的電氣絕緣強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備中，但其溫度效應(yīng)太強(qiáng)，應(yīng)減少SF6氣體的使用。隨著SF6與N2混合氣體在氣體絕緣設(shè)備中(如GIS、GIL)的逐步使用，SF6與N2混合氣體在工程應(yīng)用中需解決的工程實(shí)際問(wèn)題日益明顯，例如國(guó)內(nèi)外目前在研究混合氣體絕緣性能時(shí)，仍采用先充入SF6，再充入N2的方法，此時(shí)存在充氣效率低，易混入空氣中的水分等缺點(diǎn)。在具體工程應(yīng)用時(shí)，對(duì)于純氣體充入需靜置30min左右讓腔體內(nèi)部氣體達(dá)到穩(wěn)態(tài)，混合氣體至少需要靜置24h后才能進(jìn)行試驗(yàn)，影響了工程進(jìn)度，因此研究SF6與N2氣體快速混合裝置及其方法，對(duì)于混合氣體絕緣性能的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種SF6與N2氣體快速混合裝置及充氣方法，通夠快速、有效控制SF6與N2混合氣體均勻性，實(shí)現(xiàn)SF6與N2分子的均勻分散，為SF6與N2混合氣體的試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用節(jié)約了時(shí)間及成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種SF6與N2氣體快速混合裝置，包括保護(hù)殼體，保護(hù)殼體兩端分別設(shè)有連接元件，保護(hù)殼體內(nèi)壁上固定設(shè)有阻擋槽與支架，支架上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)元件，保護(hù)殼體一端連接于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，保護(hù)殼體另一端連接于氣體絕緣設(shè)備上。

進(jìn)一步而言，所述連接元件采用活動(dòng)式接口，連接元件包括連接元件一與連接元件二，連接元件一與連接元件二對(duì)稱(chēng)設(shè)于保護(hù)殼體兩端位置，連接元件一連接于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，連接元件二連接于氣體絕緣設(shè)備上。

進(jìn)一步而言，所述混合氣體充氣氣路系統(tǒng)包括SF6氣路接口、N2氣路接口、氣體絕緣設(shè)備接口、真空泵接口、SF6氣路控制閥門(mén)、N2氣路控制閥門(mén)、氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)與真空泵閥門(mén)，SF6氣路接口連接有SF6氣體輸入管，N2氣路接口連接有N2氣體輸入管，氣體絕緣設(shè)備接口連接于連接元件一，真空泵接口連接有真空泵，SF6氣路控制閥門(mén)與SF6氣路接口對(duì)應(yīng)設(shè)置，N2氣路控制閥門(mén)與N2氣路接口對(duì)應(yīng)設(shè)置，氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)與氣體絕緣設(shè)備接口對(duì)應(yīng)設(shè)置，真空泵閥門(mén)與真空泵接口對(duì)應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步而言，所述轉(zhuǎn)動(dòng)元件包括風(fēng)葉與轉(zhuǎn)動(dòng)軸，風(fēng)葉固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，并能在轉(zhuǎn)動(dòng)軸圓周方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉采用輕型鋁合金材質(zhì)制成，轉(zhuǎn)動(dòng)軸采用具有光滑表面的金屬圓柱體。

進(jìn)一步而言，所述阻擋槽采用金屬材質(zhì)制成凹槽型結(jié)構(gòu)，阻擋槽與連接元件不在同一平面上。

進(jìn)一步而言，所述保護(hù)殼體采用金屬材質(zhì)制成球形結(jié)構(gòu)。

一種SF6與N2氣體快速混合裝置的充氣方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一，將連接元件一接入混合氣體充氣氣路系統(tǒng)的氣體絕緣設(shè)備接口，將連接元件二連接于氣體絕緣設(shè)備；

步驟二，關(guān)閉SF6氣路控制閥門(mén)與N2氣路控制閥門(mén)，打開(kāi)氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)與真空泵閥門(mén)，啟動(dòng)真空泵進(jìn)行抽真空，連續(xù)抽一段時(shí)間，確保試驗(yàn)腔體和氣路被充分抽真空；

步驟三，抽真空結(jié)束后，依次關(guān)閉氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)與真空泵閥門(mén)，然后依次打開(kāi)SF6氣路控制閥門(mén)與N2氣路控制閥門(mén)，再打開(kāi)氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)，此時(shí)SF6氣體與N2氣體按一定比例與流速流入SF6與N2氣體快速混合裝置內(nèi)；

步驟四，由于氣體絕緣設(shè)備與SF6氣路、N2氣路之間存在壓強(qiáng)差，當(dāng)SF6氣體與N2氣體流入SF6與N2氣體快速混合裝置內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)元件4開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使SF6氣體與N2氣體分子混合均勻后，進(jìn)入氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部；

步驟五，當(dāng)氣體絕緣設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)總壓力后，依次關(guān)閉氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)、SF6氣路控制閥門(mén)與N2氣路控制閥門(mén)，斷開(kāi)連接元件一與連接元件二，移除SF6與N2氣體快速混合裝置，完成特定比例的SF6與N2混合氣體的充氣過(guò)程。

本發(fā)明有益效果：

1.本裝置直接安裝于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，不改變混合氣體充氣氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能，更安全可靠；

2.轉(zhuǎn)動(dòng)元件通過(guò)兩端壓強(qiáng)差自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需增加復(fù)雜的控制系統(tǒng)，有效降低了成本；

3.阻擋槽實(shí)現(xiàn)了將顆粒雜質(zhì)存儲(chǔ)于本裝置內(nèi)部，有效避免了顆粒雜質(zhì)進(jìn)入氣體絕緣裝置中，影響氣體絕緣裝置的電氣性能；

4.本裝置具有簡(jiǎn)明、靈活、實(shí)用的特點(diǎn)，利用本裝置進(jìn)行混合氣體充氣可實(shí)現(xiàn)氣體絕緣設(shè)備無(wú)需靜置即可直接試驗(yàn)或應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明應(yīng)用于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)示意圖。

1.連接元件一；2.保護(hù)殼體；3.阻擋槽；4.轉(zhuǎn)動(dòng)元件；5.支架；6.連接元件二；7.風(fēng)葉；8.轉(zhuǎn)動(dòng)軸；9.SF6氣路接口；10.N2氣路接口；11.氣體絕緣設(shè)備接口；12.真空泵接口；13.SF6氣路控制閥門(mén)；14.N2氣路控制閥門(mén)；15.氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)；16.真空泵閥門(mén)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述一種SF6與N2氣體快速混合裝置，包括保護(hù)殼體2，保護(hù)殼體2兩端分別設(shè)有連接元件，保護(hù)殼體2內(nèi)壁上固定設(shè)有阻擋槽3與支架5，支架5上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)元件4，保護(hù)殼體2一端連接于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，保護(hù)殼體2另一端連接于氣體絕緣設(shè)備上。以上所述構(gòu)成本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用保護(hù)殼體1的一端連接于元件直接安裝于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，另一端連接于氣體絕緣設(shè)備上，不改變混合氣體充氣氣路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能，安全可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)元件4通過(guò)支架5固定于保護(hù)殼體1內(nèi)部，轉(zhuǎn)動(dòng)元件4通過(guò)混合氣體充氣氣路系統(tǒng)與氣體絕緣設(shè)備之間的壓強(qiáng)差自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需增加復(fù)雜的控制系統(tǒng)，有效降低了成本，阻擋槽3固定于保護(hù)殼體1內(nèi)部，其作用在于將顆粒雜質(zhì)存儲(chǔ)于本裝置內(nèi)部，有效避免了顆粒雜質(zhì)進(jìn)入氣體絕緣裝置中，影響氣體絕緣裝置的電氣性能，本發(fā)明具有簡(jiǎn)明、靈活、實(shí)用的特點(diǎn)，利用本裝置進(jìn)行混合氣體充氣可實(shí)現(xiàn)氣體絕緣設(shè)備無(wú)需靜置即可直接試驗(yàn)或應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。

更具體而言，所述連接元件采用活動(dòng)式接口，連接元件包括連接元件一1與連接元件二6，連接元件一1與連接元件二6對(duì)稱(chēng)設(shè)于保護(hù)殼體2兩端位置，連接元件一1連接于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，連接元件二6連接于氣體絕緣設(shè)備上。優(yōu)選的，連接元件可選用自封式快速接頭或螺紋活接頭，使用時(shí)，可直接安裝于安裝于混合氣體充氣氣路系統(tǒng)上，保證混合氣體充氣氣路系統(tǒng)流經(jīng)SF6與N2氣體快速混合裝置時(shí)不泄露，同時(shí)便于與混合氣體充氣氣路系統(tǒng)之間的拆卸與分離。

更具體而言，所述混合氣體充氣氣路系統(tǒng)包括SF6氣路接口9、N2氣路接口10、氣體絕緣設(shè)備接口11、真空泵接口12、SF6氣路控制閥門(mén)13、N2氣路控制閥門(mén)14、氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15與真空泵閥門(mén)16，SF6氣路接口9連接有SF6氣體輸入管，N2氣路接口10連接有N2氣體輸入管，氣體絕緣設(shè)備接口11連接于連接元件一1，真空泵接口12連接有真空泵，SF6氣路控制閥門(mén)13與SF6氣路接口9對(duì)應(yīng)設(shè)置，N2氣路控制閥門(mén)14與N2氣路接口10對(duì)應(yīng)設(shè)置，氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15與氣體絕緣設(shè)備接口11對(duì)應(yīng)設(shè)置，真空泵閥門(mén)16與真空泵接口12對(duì)應(yīng)設(shè)置。采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，通過(guò)SF6氣路控制閥門(mén)13控制SF6氣路接口9的閉合，通過(guò)N2氣路控制閥門(mén)14控制N2氣路接口10的閉合，通過(guò)氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15控制氣體絕緣設(shè)備接口11的閉合，通過(guò)真空泵閥門(mén)16控制真空泵接口12的閉合。

更具體而言，所述轉(zhuǎn)動(dòng)元件4包括風(fēng)葉7與轉(zhuǎn)動(dòng)軸8，風(fēng)葉7固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸8上，并能在轉(zhuǎn)動(dòng)軸8圓周方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉7采用輕型鋁合金材質(zhì)制成，葉片數(shù)量取2-6個(gè)為宜。轉(zhuǎn)動(dòng)軸8采用具有光滑表面的金屬圓柱體。轉(zhuǎn)動(dòng)元件4通過(guò)支架5固定于保護(hù)殼體2內(nèi)部。

更具體而言，所述阻擋槽3采用金屬材質(zhì)制成凹槽型或“C”型結(jié)構(gòu)，阻擋槽3與連接元件不在同一平面上。優(yōu)選的，阻擋槽3采用與保護(hù)殼體2內(nèi)壁剛性連接或焊接，用于阻擋或過(guò)濾顆粒雜質(zhì)流出SF6與N2氣體快速混合裝置。

更具體而言，所述保護(hù)殼體2采用金屬材質(zhì)制成球形或橢球形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，保護(hù)殼體2具有一定的厚度、硬度及剛度，保護(hù)內(nèi)部阻擋槽3、轉(zhuǎn)動(dòng)元件4、支架5不受外界機(jī)械損傷及環(huán)境腐蝕。

一種SF6與N2氣體快速混合裝置的充氣方法，步驟如下：

步驟一，將連接元件一1接入混合氣體充氣氣路系統(tǒng)的氣體絕緣設(shè)備接口11，將連接元件二6連接于氣體絕緣設(shè)備；

步驟二，關(guān)閉SF6氣路控制閥門(mén)13與N2氣路控制閥門(mén)14，打開(kāi)氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15與真空泵閥門(mén)16，啟動(dòng)真空泵進(jìn)行抽真空，連續(xù)抽一段時(shí)間，確保試驗(yàn)腔體和氣路被充分抽真空；

步驟三，抽真空結(jié)束后，依次關(guān)閉氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15與真空泵閥門(mén)16，然后依次打開(kāi)SF6氣路控制閥門(mén)13與N2氣路控制閥門(mén)14，再打開(kāi)氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15，此時(shí)SF6氣體與N2氣體按一定比例與流速流入SF6與N2氣體快速混合裝置內(nèi)；

步驟四，由于氣體絕緣設(shè)備與SF6氣路、N2氣路之間存在壓強(qiáng)差，當(dāng)SF6氣體與N2氣體流入SF6與N2氣體快速混合裝置內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)元件4開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使SF6氣體與N2氣體分子混合均勻后，進(jìn)入氣體絕緣設(shè)備內(nèi)部；

步驟五，當(dāng)氣體絕緣設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)總壓力后，依次關(guān)閉氣體絕緣設(shè)備充氣控制閥門(mén)15、SF6氣路控制閥門(mén)13與N2氣路控制閥門(mén)14，斷開(kāi)連接元件一1與連接元件二6，移除SF6與N2氣體快速混合裝置，清除阻擋槽3內(nèi)過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，至此完成特定比例的SF6與N2混合氣體的充氣過(guò)程。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。