一种真空注液装置及真空注液方法
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种真空注液装置及真空注液方法。
背景技术
换流变压器套管作为换流变压器的核心且关键部件，是电能送出的必经之路，其运行状态直接关系到直流输电系统的安全稳定运行。一旦发生故障运行轻则引起套管本体损坏，重则导致套管爆炸，变压器烧毁，大面积停电，造成巨大的经济损失。
近年来，由于超/特高压换流变压器套管局部过热引发的故障频繁发生，为解决发热问题，国内外普遍采用双导管(内载流导管和外卷制导管)的结构形式，通过增大载流导管的截面来减少总体发热量，或在内外导管之间填充可流通的变压器油来增强热量的扩散。研究证明将热管技术与高压套管相结合可以有效均化高压套管载流导体的温度分布，并且将内部热量快速的散发至设备外部，是解决套管热问题的有效技术手段。
热管与高压套管技术仍处于初级阶段，在生产制造过程中仍缺少一些关键的制造设备，如高压套管载流导体真空注液设备等。由于超/特高压套管尺寸较大，工程中安装位置较高，导致其注液量较大，注液口位置也相对较高（通常10m以上），而为了操作方便，真空注液设备通常位于地面，现有真空注液装置装无法实现高落差条件下真空注液。此外由于套管处于关键位置，对其长期运行稳定性要求极高，因此要求热管内部的不凝气体含量较为严格，即要求注液前的初始真空度低于10-3P，导致很多真空注液方式无法达到要求。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种真空注液装置及真空注液方法，旨在解决现有真空注液方式高落差条件无法注液和无法满足套管注液前真空度要求的问题。
一方面，本发明提出了一种真空注液装置，该真空注液装置包括：三通接头、抽真空组件和注液组件；其中，所述三通接头的第一端口设有注液口，用以可拆卸地连接待真空注液腔体；所述三通接头的第二端口与所述抽真空组件相连接，用以对所述待真空注液腔体进行抽真空处理；所述三通接头的第三端口与所述注液组件相连接，用以对所述待真空注液腔体进行注液；所述抽真空组件还与所述注液组件相连接，用以对所述注液组件进行抽真空处理，以降低所述注液组件内液体的气体含量，并所述三通接头和所述注液组件之间的液体在压差的作用下回流至所述注液组件内。
进一步地，上述真空注液装置，所述抽真空组件包括：依次连接的机械真空泵和分子泵；其中，所述机械真空泵和所述分子泵之间设置有第二四通接头，所述第二四通接头的第一端口与所述机械真空泵相连接，所述第二四通接头的第二端口与所述分子泵相连接，所述第二四通接头的第三端口与所述注液组件相连接，所述第二四通接头的第四端口与所述三通接头的第一端口相连接。
进一步地，上述真空注液装置，所述分子泵和所述三通接头的第一端口之间设有第一四通接头，所述第一四通接头的第一端口与所述分子泵相连接，所述第一四通接头的第二端口与所述三通接头的第一端口相连接，所述第一四通接头的第三端口与所述第二四通接头的第四端口相连接。
进一步地，上述真空注液装置，所述第一四通接头的第四端口连接有真空计，用以检测真空度。
进一步地，上述真空注液装置，所述注液组件包括：储液罐；其中，所述储液罐的侧壁与所述三通接头的第三端口相连接，并且，所述储液罐的上方连接有增压设备，用以对所述储液罐进行增压，以使所述储液罐内的液体流动至所述待真空注液腔体内。
进一步地，上述真空注液装置，所述储液罐和所述三通接头之间设有流量计，用以对流动的液体进行计量。
进一步地，上述真空注液装置，所述储液罐和所述流量计之间设有第八密封阀门，并且，所述储液罐和所述第八密封阀门之间的密封管道自所述储液罐的外壁至所述储液罐的外周倾斜向下设置。
进一步地，上述真空注液装置，所述储液罐的侧壁上设有体积刻度值，用以标定液体体积。
另一方面，本发明还提出了一种真空注液方法，该真空注液方法采用上述真空注液装置进行待真空注液腔体的抽真空注液，其包括如下步骤：预处理步骤，通过所述真空注液装置的抽真空组件对所述注液组件进行抽真空处理，以对所述注液组件内的待注液体进行预处理，以降低所述注液组件内液体的气体含量；抽真空步骤，在所述预处理步骤中对待注液体进行预处理后，通过所述抽真空组件对所述真空注液装置的密封管道和所述待真空注液腔体进行抽真空处理直至所述密封管道的压强值低于预设值；注液步骤，在所述抽真空步骤进行抽真空后，通过所述注液组件对所述待真空注液腔体进行注液，使得液体在压差的作用下流动至所述待真空注液腔体内，直至所述待真空注液腔体内注液量达到预设体积；液体回收步骤，在所述待真空注液腔体内注液量达到预设体积后，将所述真空注液装置与所述待真空注液腔体断开连接，通过所述抽真空组件对所述注液组件进行抽真空处理，以使所述注液组件的压强小于外界大气压，以将所述密封管道内的液体回流至所述注液组件内。
进一步地，上述真空注液方法，所述抽真空步骤包括如下子步骤：低真空处理子步骤，通过所述抽真空组件的机械真空泵对所述密封管道和所述待真空注液腔体进行抽真空处理，直至所述密封管道的压强值低于所述抽真空组件的分子泵最大入口压强；高真空处理子步骤，在所述密封管道的压强值低于所述抽真空组件的分子泵最大入口压强后，通过所述抽真空组件的分子泵对所述密封管道和所述待真空注液腔体进行抽真空处理，直至所述密封管道的压强值低于预设值时停止抽真空处理。
本发明提供的真空注液装置及真空注液方法，通过抽真空组件对注液组件进行抽真空，以减少注液组件内的液体内的气体量，进而确保注液至待真空注液腔体液体的准确性，同时亦可减少注液的密封管道上的不凝气体；另外，在注液前进行注液组件的增压处理可有效增加待注液体与待真空注液腔体的压强差，实现注液组件的高落差的要求；抽真空组件还用以对待真空注液腔体和注液的密封管道进行抽真空，以有效地排尽密封管道中的不凝气体，进而确保注液前的初始真空度符合要求。同时，该真空注液装置结构简单，且真空注液方法，方便易行；并且，该装置可在注液完成后由于液组件和注液口之间压差的存在，可实现密封管道内液体的回收，适用于各类待真空注液腔体尤其是高压套管载流导杆的生产制造及维修。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的真空注液装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的真空注液方法的流程框图；
图3为本发明实施例提供的抽真空步骤的流程框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
装置实施例：
参见图1，其示出了本发明实施例提供的真空注液装置的结构示意图。如图所示，该真空注液装置包括：三通接头T1、抽真空组件2和注液组件3；其中，
三通接头T1的第一端口设有注液口1，用以可拆卸地连接待真空注液腔体；三通接头T1的第二端口与抽真空组件2相连接，用以对待真空注液腔体4进行抽真空；三通接头T1的第三端口与注液组件3相连接，用以对待真空注液腔体4进行注液；抽真空组件2还与注液组件3相连接，用以对注液组件3进行抽真空处理，以降低注液组件3内气体含量，还可使得三通接头T1和注液组件3之间的液体在压差的作用下反流至注液组件3内。具体地，三通接头T1的三个端口均设于密封管道，用以连接注液口1、注液组件3和抽真空组件2；抽真空组件2和注液组件3之间亦可通过密封管道相连接；优选地，密封管道为金属管、软质管或金属波纹管。为便于控制注液口1和三通接头T1之间的连通状态，优选地，注液口1和三通接头T1之间设有第一密封阀门K1，即第一密封阀门K1的第一端口与注液口1相连接，第二端口与密封管道相连接，并且，密封管道的另一端与三通接头T1的第一端口相连接，以便在第一密封阀门K1打开时，通过抽真空组件2实现对待真空注液腔体4的抽真空处理，并可通过注液组件3实现对待真空注液腔体4的注液；并可在注液完成后通过第一密封阀门K1切断注液口1和三通接头T1之间的连通。
继续参见图1，抽真空组件2包括：依次连接的机械真空泵21和分子泵22；其中，
机械真空泵21和分子泵22之间设置有第二四通接头T3，第二四通接头T3的第一端口与机械真空泵21相连接，第二四通接头T3的第二端口与分子泵22相连接，第二四通接头T3的第三端口与注液组件3相连接，第二四通接头T3的第四端口与三通接头T1的第一端口相连接。具体地，第二四通接头T3设置在机械真空泵21的出口处，以使机械真空泵21的出口分别连接注液组件3、三通接头T1和分子泵22，以便通过机械真空泵21和分子泵22对注液组件3、连通的密封管道和待真空注液腔体4进行真空处理。为便于控制机械真空泵21和分子泵22之间的连通状态，第二四通接头T3和分子泵22之间设有第四密封阀门K4，以便阻断两者之间的连通，使得机械真空泵21直接对三通接头T1之间和三通接头T1和注液口1之间的真空处理。为便于控制机械真空泵21和三通接头T1之间的连通状态，机械真空泵21和三通接头T1之间设有第五密封阀门K5，以便阻断两者之间的连通。为便于控制机械真空泵21和注液组件3之间的连通状态，机械真空泵21和注液组件3之间设有第六密封阀门K6，以便阻断两者之间的连通，使得注液组件3对注液口1进行注液，避免液体注入至机械真空泵21和/或分子泵22内。
在本实施例中，分子泵22和三通接头T1的第一端口之间设有第一四通接头T2，第一四通接头T2的第一端口与分子泵22相连接，第一四通接头T2的第二端口与三通接头T1的第一端口相连接，第一四通接头T2的第三端口与第二四通接头T3的第四端口相连接。具体地，分子泵22和机械真空泵21可选择性地协同对密封管道和待真空注液腔体4进行真空处理，以确保两者的真空度或压强值可达到预设要求，进而避免密封管道中出现不凝气体。其中，第一四通接头T2的第一端口与分子泵22之间设置有第三密封阀门K3，用以控制第一四通接头T2的第一端口与分子泵22之间的连通状态；第一四通接头T2的第二端口与三通接头T1的第一端口之间设有第二密封阀门K2，用以控制第一四通接头T2的第二端口与三通接头T1的第一端口的连通状态。为便于检测检测真空度，优选地，第一四通接头T2的第四端口连接有真空计23，用以检测机械真空泵21和/或分子泵22进行抽真空处理时真空度的检测。
继续参见图1，注液组件3包括：储液罐31；其中，
储液罐31的侧壁与三通接头T1的第三端口相连接，并且，储液罐31的上方连接有增压设备32，用以对储液罐31进行增压，以使储液罐31内的液体分别经过三通接头T1和注液口1流动至待真空注液腔体4内。具体地，储液罐31和三通接头T1的第三端口之间通过密封管道相连接；优选地，储液罐31的侧壁上设有出液孔，用以连接密封管道；进一步优选的，出液孔高于储液罐31底壁的预设距离处，预设距离可以为5cm，亦可为其他数值，本实施例中对其不作任何限定。为便于液体的流出，优选地，连接在储液罐31的密封管道靠近储液罐31的出液段自储液罐31的外壁至储液罐31的外周倾斜向下设置，即例如第八密封阀门和储液罐31之间的密封管道倾斜向下设置。增压设备32可以通过密封管道与储液罐31的顶壁相连接，以实现储液罐31的增压。并且，第二四通接头T3的第三端口通过密封管道连接在储液罐31的顶端，以对储液罐31进行抽真空或降压处理。为便于储液罐31内液体量的观测，优选地，储液罐31的侧壁上设有体积刻度值311，用以标定液体体积。
在本实施例中，储液罐31和三通接头T1之间设有流量计33，用以对储液罐31和三通接头T1之间液体的流量和累计量进行计量。具体地，可通过流量计33对注入待真空注液腔体4内的液体量进行计量，以便检测待真空注液腔体4内注入的液体量。为便于控制流量计33和储液罐31之间的连通状态，流量计33和储液罐31之间设有第八密封阀门K8，以便有效控制两者之间的连通；为便于控制三通接头T1和流量计33之间的连通状态，三通接头T1和流量计33之间设有第七密封阀门K7，以便有效控制两者之间的连通；进而在第八密封阀门K8、第七密封阀门K7和第一密封阀门K1均处于开启状态时，可通过储液罐31对储液罐31和注液口1之间的密封管道进行注液和/或对注液口1连接的待真空注液腔体4进行注液。
在上述实施例中，各个密封阀门和各零部件之间均通过密封管道相连接以实现连通，以便于抽真空处理和注液操作，例如，三通接头T1的第二端口与第二密封阀门K2之间、第二密封阀门K2与第一四通接头T2的第二端口之间、第一四通接头T2的第四端口与真空计23之间、第一四通接头T2的第一端口与第三密封阀门K3之间、第一四通接头T2的第三端口与第五密封阀门K5之间、第四密封阀门K4与第二四通接头T3之间、第五密封阀门K5与第二四通接头T3之间、第四密封阀门K3与第二四通接头T3之间、第六密封阀门K6和第二四通接头T3之间等。
综上，本实施例提供的真空注液装置，通过抽真空组件2对注液组件3进行抽真空，以减少注液组件3内的液体内的气体量，进而确保注液至待真空注液腔体4液体的准确性，同时亦可减少注液的密封管道上的不凝气体；另外，在注液前进行注液组件3的抽真空处理可有效降低注液组件3内的压强，使得注液组件3和注液口1的压差大，实现注液组件的注液量大的要求；抽真空组件2还用以对待真空注液腔体4和注液的密封管道进行抽真空，以有效地排尽密封管道中的不凝气体，进而确保注液前的初始真空度符合要求。同时，该真空注液装置结构简单，且真空注液方法，方便易行；并且，该装置可在注液完成后由于液组件3和注液口1之间压差的存在，可实现密封管道内液体的回收，适用于各类待真空注液腔体尤其是高压套管载流导杆的生产制造及维修。
方法实施例：
参见图2，其为本发明实施例提供的真空注液方法的流程框图。如图所示，本实施例还提出了一种真空注液方法，该方法采用上述真空注液装置进行待真空注液腔体4的真空注液。其中，真空注液装置的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。该方法包括如下步骤：
连接步骤S1，将真空注液装置的注液口与待真空注液腔体连接，保证待真空注液腔体和真空注液装置相通且密封良好。
具体地，可将待真空注液腔体4连接在注液口1上，以实现待真空注液腔体4与真空注液装置之间的连通，并且，在连通时需确保连接位置的密封性，避免连接位置的漏气或漏液。本实施例中以待真空注液腔体4为高压套管为例进行说明，则需将高压套管载流导体41连接在注液口1上，以实现高压套管与真空注液装置之间的连通。
初始化步骤S2，将真空注液装置的注液组件内注入足量的待注液体。
具体地，可首先将真空注液装置的所有密封阀门关闭，即将第一密封阀门K1、第二密封阀门K2、第三密封阀门K3、第四密封阀门K4、第五密封阀门K5、第六密封阀门K6、第七密封阀门K7和第八密封阀门K8关闭；然后，带注液体充装，将足量待注液体填装进储液罐31内。
预处理步骤S3，通过真空注液装置的抽真空组件对注液组件进行抽真空处理，以实现待注液体的预处理，以降低注液组件内液体的气体含量。
具体地，在连接步骤S1和初始化步骤S2之后，首先，启动机械真空泵21，机械真空泵21运行稳定后，开启第六密封阀门K6，以通过机械真空泵21对储液罐31内部进行抽真空处理，以减少待注液体的气泡含量即减少待注液体内部的气体含量，完成带注液体预处理，提高待真空注液泵4内注入液体量的准确度；同时，可以避免真空注液装置的密封管道上出现不凝气体。
抽真空步骤S4，在预处理步骤S3中对待注液体进行预处理后，通过抽真空组件对真空注液装置的密封管道和待真空注液腔体进行抽真空处理直至密封管道的压强值低于预设值。
具体地，在预处理步骤S3中进行待注液体的预处理后，可通过真空计23对密封管道内的真空度进和压强进行实时检测，以在抽真空处理过程中了解密封管道内的压强；即开启抽真空组件2，以通过抽真空组件2对真空注液装置的密封管道和待真空注液腔体4进行抽真空处理，并在抽真空处理过程中，可实时查看真空计23的显示值，直至真空计23的显示值低于预设值时停止抽真空处理。其中，预设值可以根据实际情况确定，对于高压套管而言，预设值可以为10-3Pa，当然亦可为其他值，本实施例中对其不做任何限定。
注液步骤S5，在抽真空步骤S4进行抽真空后，通过注液组件对待真空注液腔体进行注液，使得液体在压差的作用下流动至待真空注液腔体内，直至待真空注液腔体内注液量达到预设体积。
具体地，在真空注液装置的密封管道和待真空注液腔体4进行抽真空处理后，首先，可启动注液组件3的增压设备32，并开启第八密封阀门K8，以使增大储液罐31内的压强并使得液体注入至密封管道内；然后，可缓慢开启第一密封阀门K1，以在储液罐31和待真空注液腔体4内的压差作用下使得储液罐31内的液体注入至待真空注液腔体4内，直至待真空注液腔体4内注液量达到预设体积V0，以实现待真空注液腔体4的注液；最后，在注液完成后关闭第一密封阀门K1。在本实施例中，可在液体充满密封管道时，进行流量计33的清零，并通过储液罐31的体积刻度值311记录储液罐31内液体的体积V1；并在液体注入至待真空注液腔体4时，通过体积刻度值311观察储液罐31内的剩余体积量直至预留量V2，或者观察流量计33的累积量直至预设体积V0，则关闭第一密封阀门K1，以停止液体的注入即可完成液体的注入；其中，储液罐31的预留量V2= V1- V0。
液体回收步骤S6，在待真空注液腔体内注液量达到预设体积后，将真空注液装置与待真空注液腔体断开连接，通过抽真空组件对注液组件进行抽真空处理，以使注液组件的压强小于外界大气压，以将密封管道内的液体回流至注液组件内。
具体地，在待真空注液腔体4内注液量达到预设体积后，首先，可关闭增压设备32；然后，将真空注液装置与待真空注液腔体4断开连接，即将高压套管载流导体41与注液口1之间断开连接；然后，开启第六密封阀门K6，通过抽真空组件2对储液罐31进行抽真空降压处理，直至储液罐31内的压强小于外界大气压；最后，开启第一密封阀门K1，以使密封管道内的液体回流至储液罐31内，以完成密封管道液体的回收。
其中，连接步骤S1和初始化步骤S2之间不存在先后顺序。
参见图3，其为本发明实施例提供的抽真空步骤的流程框图。如图所示，抽真空步骤S4包括如下子步骤：
低真空处理子步骤S41，通过抽真空组件的机械真空泵对密封管道和待真空注液腔体进行抽真空处理，直至密封管道的压强值低于抽真空组件的分子泵最大入口压强。
具体地，保持机械真空泵21的开启，关闭第六密封阀门K6，开启第一密封阀门K1、第二密封阀门K2、第五密封阀门K5、第七密封阀门K7，以进行密封管道和待真空注液腔体4的真空处理，并在抽真空过程中，实时查看真空计23的显示值，直至真空计23的显示值低于分子泵最大入口压强。
高真空处理子步骤S42，在密封管道的压强值低于抽真空组件的分子泵最大入口压强后，通过抽真空组件的分子泵对密封管道和待真空注液腔体进行抽真空处理，直至密封管道的压强值低于预设值时停止抽真空处理。
具体地，保持机械真空泵21的开启，依次开启闭第三密封阀门K3和第四密封阀门K4，关闭第五密封阀门K5，并启动分子泵22，以便机械真空泵21和分子泵22同时工作进行抽真空处理；并在抽真空处理过程中，实时查看真空计23的显示值，直至真空计23的显示压强值低于预设值，依次关闭第一密封阀门K1、第二密封阀门K2、第三密封阀门K3、第四密封阀门K4，并停止分子泵22，完成抽真空处理。
由于真空注液装置具有上述效果，所以采用真空注液装置进行真空注液的方法也具有相应的技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
