[发明专利]一种气体混合比在线监测自校准装置及方法

说明书

本发明涉及一种气体混合比在线监测自校准装置，包括气室接口、质量流量控制器、气体检测校准模块、储气罐、储液罐、压缩机、第一连接通路、第二连接通路、第三连接通路及第四连接通路；各个部件及通路通过不同的配合形成了固液分离过程、标准气体自校准过程、混合气的校准过程及混合气体回充过程，从而实现了对气体混合比的在线监测及自校准，同时还可根据检测结果发出警报。本发明的优点是，能够自动完成对混合气体混合比在线监测装置的自动校准，且将校准后的混合气体混匀后直接回充至气室，保证混合气体的绝缘和灭弧性能，且可以在校准过程中及时判断气室混合比是否符合要求，不符合要求时还可以进行报警，确保气室内混合气体比符合要求。

技术领域

本发明涉及电力设备运维检测技术领域，尤其是涉及一种气体混合比在线监测自校准装置及方法。

背景技术

目前，我国正在积极寻找替代六氟化硫（SF₆）的气体。SF₆具有出色的绝缘和灭弧性能，被广泛用于电力设备，但它同时也是一种强温室效应气体，全球增温潜势是CO₂的24300倍，对环境造成了严重影响，其使用已受到严格限制。目前，我国电网正在试点应用替代SF₆的环保电气设备，以全氟异丁腈（C₄F₇N）和CO₂混合气体作为绝缘介质，C₄F₇N的体积占比低于15%。这种环保电气设备可以大幅度减少对SF₆的依赖，降低设备对环境的温室效应达95%以上。

在C₄F₇N/CO₂混合气体电气设备运行过程中，气体的混合比是否会改变是运行人员关心的重要问题。这是因为混合气体混合比直接影响设备的绝缘和灭弧性能。由于设备的密封材料对C₄F₇N和CO₂两种气体分子的泄漏率不同，加上在开断等实际工作状态中，混合气体可能会发生分解和复合，可能导致混合气体混合比下降，从而引起设备故障。相较于纯SF₆设备，环保气体电气设备的运行状态可能会更加复杂，需要运行人员更加关注。

在运C₄F₇N/CO₂混合气体绝缘电气设备一般只安装了密度继电器作为设备气体状态的监测仪表。当需要进行设备维护时，通常在现场使用便携式的混合比检测仪进行设备气体的混合比带电检测。然而，这种方法不能实现混合比实时在线监测，其时效性不足。这种C₄F₇N/CO₂混合比检测仪主要采用微热导传感器法，在使用过程中可能会受到环境温度和湿度等因素的影响，导致传感器出现零点漂移、温漂和灵敏度下降等问题，使检测结果出现偏差。因此，亟需设计一种混合比在线监测自校准方法及装置，实时获得运行设备中C₄F₇N/CO₂混合气体的混合比，并利用气体对混合比检测单元进行校准，还可将分离后的C₄F₇N和CO₂进行混匀，待检测混合比满足条件后回充至气室，不会改变设备运行气体状态，保障设备安全稳定运行。

发明内容