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0 引言

隨著變電站六氟化硫絕緣設(shè)備的不斷增加,尤其是GIS站的普及,相關(guān)設(shè)備在運(yùn)作中常見(jiàn)壓力值低于額定值的情況,需要進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)氣。由于設(shè)備型號(hào)不同,需要采用相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)氣接頭,存在效率低下且易漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),設(shè)備的六氟化硫壓力表長(zhǎng)時(shí)間暴露在環(huán)境中運(yùn)行后,存在老化、指針卡阻等現(xiàn)象,需要進(jìn)行校驗(yàn)并進(jìn)行及時(shí)更換,當(dāng)氣壓表有卡阻、人為控制補(bǔ)氣量不夠精準(zhǔn)時(shí),會(huì)導(dǎo)致設(shè)備氣壓補(bǔ)到超額定值,要排氣并用專用裝置回收[1]。目前市面上沒(méi)有可迅速精準(zhǔn)選取補(bǔ)氣頭且能校表的裝置,因此需要設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單實(shí)用且符合檢修人員習(xí)慣的補(bǔ)氣輔助裝置。

1 六氟化硫氣體補(bǔ)充用新型多功能轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計(jì)

1.1 多功能轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 六氟化硫氣體補(bǔ)充用新型多功能轉(zhuǎn)換裝置主要分為四通閥、氣體壓力表、針閥、金屬氣管及氣管與密度繼電器表連接轉(zhuǎn)換頭以及連接部分。其中,四通閥主要是作為一個(gè)中間連接及控制作用,以四通閥作為連接裝置的轉(zhuǎn)換裝置主體。

裝置的四個(gè)閥門中,第一閥門固定連接到六氟化硫氣瓶,第二閥門固定連接到裝置自帶的氣體壓力表;剩余的兩個(gè)閥門可同時(shí)給兩臺(tái)設(shè)備補(bǔ)氣,大大減少補(bǔ)氣時(shí)間;也可一個(gè)連接到設(shè)備或者設(shè)備的密度表,另外一個(gè)連接到針閥,實(shí)現(xiàn)校表、放氣等功能。

氣體壓力表主要是在補(bǔ)氣時(shí),通過(guò)對(duì)比本裝置壓力表與被補(bǔ)氣設(shè)備的密度表數(shù)值的大小及變化。一是判斷所選取的補(bǔ)氣頭是否存在問(wèn)題,有問(wèn)題可進(jìn)行及時(shí)更換;二是判斷設(shè)備密度表指針是否存在卡阻、反應(yīng)不靈敏等問(wèn)題。

針閥則是用于將密度表加壓到額定值后,分別緩慢放氣至報(bào)警值、動(dòng)作值,同時(shí)配合萬(wàn)用表測(cè)量,來(lái)判斷設(shè)備密度表動(dòng)作是否及時(shí)、準(zhǔn)確。通過(guò)連接轉(zhuǎn)化頭將整個(gè)裝置連接在一起,更加靈活多變;帶逆止閥的快速接頭可實(shí)現(xiàn)各裝置的快速連接,且確保不充氣時(shí)整個(gè)裝置也不會(huì)漏氣,只需在整個(gè)工作結(jié)束后關(guān)閉氣瓶即可。

1.2 設(shè)計(jì)多功能轉(zhuǎn)換裝置操作方式 將本裝置四通閥的第一閥門通過(guò)減壓閥、氣管與六氟化硫氣瓶連接后,將第二閥門與氣壓表相連接。本裝置對(duì)于各功能實(shí)現(xiàn)的操作方式如下:首先需要延長(zhǎng)補(bǔ)氣管且能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備補(bǔ)氣,當(dāng)補(bǔ)氣管型號(hào)不一致時(shí),可以通過(guò)四通閥連接不同型號(hào)的補(bǔ)氣管從而來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)氣管的延長(zhǎng)。然后,快速選取正確的補(bǔ)氣頭,將補(bǔ)氣頭插入設(shè)備時(shí),觀察裝置壓力表與設(shè)備密度表的讀數(shù)是否一致即可迅速判斷本裝置有無(wú)漏氣,若讀數(shù)不一致則說(shuō)明補(bǔ)氣頭型號(hào)不對(duì),需要進(jìn)行更換,直至找到使表讀數(shù)一致的補(bǔ)氣頭[2]。最后還需要調(diào)節(jié)設(shè)備氣壓過(guò)高問(wèn)題,當(dāng)補(bǔ)氣過(guò)程中因人為問(wèn)題等原因?qū)е略O(shè)備氣壓過(guò)高時(shí),可將針閥連接到回收裝置,通過(guò)控制針閥的開(kāi)合量來(lái)精準(zhǔn)控制放氣速度,直至達(dá)到額定值。

2 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的六氟化硫氣體補(bǔ)充用新型多功能轉(zhuǎn)換裝置在輔助選擇轉(zhuǎn)換補(bǔ)氣頭時(shí)是否擁有更高的準(zhǔn)確率,并通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)與傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 在模擬環(huán)境下設(shè)置100個(gè)六氟化硫氣體補(bǔ)充模型,并將這100個(gè)模型分為5組,每組平均20個(gè)模型。尋找5位擁有成熟技術(shù)的工作人員作為樣本集,并使這5位技術(shù)人員分別對(duì)5個(gè)組的補(bǔ)氣頭模型進(jìn)行選擇,并通過(guò)Matlab進(jìn)行建模分析,得到人工選擇補(bǔ)氣頭的準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)。在環(huán)境下構(gòu)建本文設(shè)計(jì)的六氟化硫氣體補(bǔ)充用新型多功能轉(zhuǎn)換裝置模型,并將上述100個(gè)六氟化硫氣體補(bǔ)充模型的數(shù)據(jù)作為參數(shù),運(yùn)行程序得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 構(gòu)建一個(gè)六氟化硫氣體補(bǔ)氣頭選擇準(zhǔn)確率的數(shù)學(xué)模型,其計(jì)算公式為:

其中,A表示選擇六氟化硫氣體補(bǔ)氣頭時(shí)的準(zhǔn)確率,m表示正確選擇六氟化硫氣體補(bǔ)氣頭的次數(shù),n表示樣本總數(shù)。在該實(shí)驗(yàn)中,使用輔助裝置進(jìn)行選擇和使用人工方法進(jìn)行選擇的數(shù)據(jù)結(jié)果如下表所示。

表1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率

根據(jù)上表可知,在使用補(bǔ)氣輔助裝置的情況下,更換補(bǔ)氣頭時(shí)的準(zhǔn)確率能達(dá)到100%,而在不使用補(bǔ)氣輔助裝置的時(shí)候,即使是擁有成熟技術(shù)的工作人員也可能會(huì)發(fā)生失誤,因此可以得知,設(shè)計(jì)的六氟化硫氣體補(bǔ)充用新型多功能轉(zhuǎn)換裝置是擁有實(shí)用價(jià)值的。

3 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)了一款能夠自動(dòng)對(duì)六氟化硫氣體進(jìn)行補(bǔ)氣的多功能轉(zhuǎn)換裝置,不僅能夠快速準(zhǔn)確地選取補(bǔ)氣頭,還能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的氣壓值。且操作簡(jiǎn)單易學(xué),符合工作人員的操作習(xí)慣,實(shí)用性極強(qiáng)。