移动式六氟化硫充气装置
技术领域
本实用新型涉及高压电气设备检修技术领域，具体涉及以一种移动式六氟化硫充气装置。
背景技术
六氟化硫(SF6)气体以其良好的绝缘性能和灭弧性能,被广泛应用于电力行业中，其质量和纯度越高绝缘性能越好。通常情况下，随着设备使用时间的增加，设备内SF6的质量和纯度降低，其灭弧能力随之衰减。因此，为了使设备维持理想绝缘，保证安全生产，在SF6绝缘设备安装和日常维护时必须及时进行必要的充气。
目前，现场对需要充气的设备通常采取直接充气法。直接充气法，是基于环境温差和钢瓶内外压差的充气过程。假设用P1表示钢瓶气压，P2表示待充气设备内气压，钢瓶与设备通过充气接头连接。开始充气时，钢瓶内的SF6由高压液态变为低压气态，体积迅速膨胀并从周围环境中吸收大量热量，此时P1>P2，钢瓶内SF6气体被充入设备中；随着充气过程的持续，P1逐渐降低，P2不断增加，当P1＝P2时，即接头处钢瓶气压与设备内气压达到平衡时充气自行停止。
由于现有充气方法并无外部热源或外部加压辅助，完全倚靠环境温差和钢瓶内外压差来实现SF6气体汽化和输出，当充气到一定程度后，充气工作将无法继续进行，造成瓶内SF6出现不同程度的无用损耗，直接提升充气成本；而且SF6汽化不完全，充气时液态SF6有可能混入设备，会造成电气设备的损伤。
鉴于此，有必要提供一种新的六氟化硫充气装置解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种移动式六氟化硫充气装置，具有钢瓶气利用率高、能有效保证充入设备内的SF6气体纯度等优点，可灵活应用在电气设备检修、运维等作业现场。
为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：
一种移动式六氟化硫充气装置，包括车体、与所述车体可翻转连接且用于支撑钢瓶的钢瓶托架、设于所述钢瓶托架的加热单元、一端与所述钢瓶连接另一端用于连接充气设备的充气管路、及控制单元和供电单元；
所述充气管路包括设有减压阀且一端与所述钢瓶连接的第一管段、与所述第一管段连接且绕所述钢瓶托架设置并由所述加热单元覆盖的第二管段、与所述第二管段连接用于连接充气设备的第三管段，所述第三管段设有温度检测单元、气压检测单元和电磁阀；
所述温度检测单元与所述控制单元电连接，所述控制单元控制所述加热单元的工作状态；所述气压检测单元与所述电磁阀电连接。
进一步地，还包括用于计量充气量的计量单元。
进一步地，所述计量单元为设于所述车体底部的计量称。
进一步地，所述钢瓶托架开口呈U型，所述加热单元包括环绕所述钢瓶托架设置的加热件，所述加热件覆盖所述第二管段。
进一步地，所述第二管段呈S型排列。
进一步地，所述第三管段的端部设有充气接头，所述充气接头为逆止阀快插接头。
进一步地，所述第一管段上位于所述减压阀后设有风冷器，所述风冷器与所述控制单元电连接。
进一步地，所述充气管路采用不锈钢材料或聚四氟乙烯材料制作形成。
进一步地，还包括与所述钢瓶托架连接并用于固定钢瓶的固定装置。
进一步地，所述固定装置包括环形箍、连接所述环形箍和所述钢瓶托架的锁紧装置。
与现有技术相比，本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，有益效果在于：
一、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，将支撑钢瓶的钢瓶托架设计为可翻转结构，放置钢瓶时正立放入，充气时将钢瓶托架翻转，符合标准充气准备，且符合规程要求。在钢瓶托架处设置加热单元，加热单元一方面用于加热钢瓶内的SF6介质，使钢瓶内的SF6液体在加热单元作用下加速汽化；另一方面用于加热充气管路内的SF6介质，使SF6介质在充气管路中全部汽化，从而保证了充气工作的有效进行，提高了充气效率和钢瓶气利用率，并可防止液态SF6混入设备而造成电气设备损伤的情况。
二、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，充气管路采用不锈钢材料或聚四氟乙烯材料制作形成，具有密封性能的特点；且在充气管的末端设有逆止阀快插接头，能有效防止充气时SF6气体泄露或/和空气带入，从而可提高充入设备内的SF6气体纯度。
三、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，在充气管路上设有电磁阀，当气压值达到设定值后高压电磁阀自动切断充气，实现自动充气控制。
四、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，在车体底部设有用于计量充气量的计量单元，如采用计量称进行计量，通过对充气前后钢瓶进行称重，计算出电气设备所需的充气量，进一步提高充气精确度。
五、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，在充气管理上还设置有风冷器，且风冷器与控制单元电连接，环境温度较高时，通过风冷器对SF6介质进行降温处理，使SF6介质温度复合充气温度的要求，进而提高本实用新型移动式六氟化硫充气装置的应用灵活性。
六、本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，通过设置固定装置用于固定钢瓶，使钢瓶能稳定放置，提高其安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置的结构示意图；
图2是图1所示的移动式六氟化硫充气装置的气路示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请结合参阅图1和图2，其中图1是本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置的结构示意图；图2是图1所示的移动式六氟化硫充气装置的气路示意图。本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置100包括车体1、设于车体1的钢瓶托架2、设于钢瓶托架2的加热单元3、充气管路4、控制单元5和供电单元(未图示)。
车体1用于支撑运载钢瓶10，其中钢瓶10内填充六氟化硫介质，用于对电气设备提供气源。本实施例中，车体1采用灵活方便的手推车结构，其包括车架11、设于车架11底部的车轮12，其中车架11用于承载钢瓶10，车轮12可以使车架11移动，从而使钢瓶10可运输至充气设备现场，使用灵活，且对环境适应性强。具体的，车架11包括左侧支架111、右侧支架112、连接左侧支架111和右侧支架112的底座113，且左侧支架111和右侧支架112的端部设有手柄114，底座114用于支撑钢瓶10的端部；车轮12为万向轮或者外向轮，车轮12安装于左侧支架111和右侧支架112上，与手柄114分别位于左侧支架111、右侧支架112的相对两端部。车轮12的数量可以为两个，也可以为四个。钢瓶10放置于车体上时，钢瓶10的轴向方向与底座113垂直。
车体1上设有钢瓶托架2，本实施例中，将钢瓶托架2设计为弧形结构，即钢瓶托架2的内表面设计为弧面，与钢瓶10的外表面形状匹配。钢瓶10置于车体1上时，由钢瓶托架2承载钢瓶10。优选地，钢瓶托架2开口呈U型。
为了提高充气装置的适应性，将钢瓶托架2设计为可翻转结构，放置钢瓶10时正立放入，充气时将钢瓶托架翻转，使钢瓶倒立，从而使钢瓶符合充气准备，且符合充气规程要求。具体的，可以在钢瓶托架2的两侧分别设置一连接耳21，通过连接耳21与左侧支架111和右侧支架112实现可翻转连接，如铰接连接方式。翻转结构还可采用如下方式：连接耳21为套管，在左侧支架111和右侧支架112分别设置连接杆，套管可绕连接杆转动，其中连接杆设计为锁紧螺母结构，锁紧螺母锁紧时，钢瓶托架2与车体1相位位置固定，钢瓶托架2不能发生翻转；当锁紧螺母拧松时，钢瓶托架2可相对于车体1发生翻转，使钢瓶10可倒立，以便于进行充气。
本实施例中，为了确保钢瓶10正立放置时的稳定性及安全性，因此，设计一固定装置7用于固定钢瓶10。固定装置7与钢瓶托架2连接，其包括环形箍71及锁紧装置72，环形箍71与钢瓶托架2通过锁紧装置72连接，且锁紧装置72用于限制环形箍与钢瓶托架的相对位置。锁紧装置72可采用锁紧螺栓，如锁紧手柄螺栓，其结构为现有技术，在此不做赘述。锁紧装置72锁紧后，环形箍71与钢瓶托架2围合并限制钢瓶10产生晃动。
优选地，环形箍71上设有一凸块，钢瓶托架2上对应位置设有一凹槽，环形箍71锁紧后，凸块嵌入对应的凹槽内，进一步保证固定装置7的可靠性。
加热单元3由控制单元5控制其工作状态，其中加热单元3的工作状态为加热或停止加热。加热单元3包括环绕钢瓶托架2设置的加热件31及启动开关(未图示)，启动开关用于实现控制加热件31的开启或关闭，而启动开关的开启或关闭由控制单元5控制。本实施例中，加热件31为加热电阻丝，加热电阻丝设于钢瓶托架2的内壁一侧，可用于对钢瓶10内的六氟化硫介质进行预热，使液态六氟化硫介质汽化。
需要说明的是，加热件31除以上描述的加热电阻丝外，还可以采用蒸汽加热或水加热的方式。
充气管路4用于输送六氟化硫介质，其一端与钢瓶10的连接，另一端与充气设备连接，充气过程中通过充气管路4将六氟化硫输送至充气设备。按充气管路4在输气过程中的作用，将充气管路4分为三段，具体的，充气管路4包括依次连接的第一管段41、第二管段42和第三管段43。
其中，第一管段41与钢瓶10连接，并第一管段41上设有减压阀411，减压阀411用于对从钢瓶内排出的六氟化硫介质进行压力调节；
第二管段42环绕钢瓶托架2设置，并由加热件31覆盖，采用加热件31产生的热量对第二管段42内的介质进行加热，使六氟化硫介质在通过减压阀后全部汽化，保证充入设备内的六氟化硫呈气态，提高钢瓶内六氟化硫的使用率，并减少因液态六氟化硫进入设备造成的设备损伤。
优选地，第二管段42呈S型排列，可增加第二管段42的路径，进一步保证介质的全部汽化。
第三管段43用于连接充气设备，将汽化后的六氟化硫气体输入充气设备内。本实施例中，第三管段43上设有温度检测单元431、气压检测单元432、电磁阀433及设于端部的充气接头434。其中温度检测单元431与控制单元5电连接，用于检测汽化后的六氟化硫介质温度，并将检测信号发送至控制单元5，控制单元5根据接收信号控制加热单元3的加热温度；气压检测单元432用于检测管路的压力，且与电磁阀433电连接，当检测压力值达到设定值后，电磁阀433自动切断充气。优选的，电磁阀433为高压电磁阀，具有灵敏度高、气密性好等特点，能实现精准控制；优选地，本实施例中的充气接头434采用逆止阀快插接头，能有效防止充气时六氟化硫气体泄露和空气带入，且拆装迅速，使用方便。
为进一步保证充气过程中气体不发生泄露，提高六氟化硫的利用率，并降低使用成本，本实用新型中，将充气管路4设计为采用不锈钢材料或聚四氟乙烯材料制作形成，两者均具有较好的密封性能，都不会与六氟化硫发生反应，管路符合规程要求。优选地，充气管路4采用不锈钢管，相较于聚四氟乙烯管而言，不锈钢管具有经久耐用、使用寿命长、易于携带和存放等优势。
本实用新型中，可在第一管段41且位于减压阀411后设置一风冷器412，用于对六氟化硫介质进行冷却，使六氟化硫的充气温度满足20℃的充气要求，当环境温度较高时，启动风冷器412。风冷器412与控制单元5电连接，即风冷器412的工作状态由控制单元5控制。
本实用新型中，供电单元为所需供电装置提供电源。供电单元采用外接电源方式。
本实用新型中，优选的，设置有计量充气量的计量单元8，实现设备充气量的定量计算。计量单元8可采用控制气体流速，并通过公式Q＝vt计算气体流量,但该称重方法受环境影响较大，测算结果容易因为接口漏气或操作原因出现误差；本实施例中，优选地，采用称重方式计量充气量。具体的，采用在底座113上设置一计量称，可直接测量充气前后钢瓶的重量，用于计量充气设备所需的充气量。
由于计量称设于底座113，在使用过程中，以计量称作为钢瓶的底部支撑。
本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置，使用方法如下：
充气时，将钢瓶10放置于计量秤的称重托盘上，并锁紧固定装置7，使环形箍71将钢瓶固定；将装置推至需要添加SF6的设备附近，接通外接电源，通过加热单元3将热量传导至充气管道和钢瓶；预热完毕后，打开减压阀411，使得钢瓶中的气体不断地充入设备，当气压检测单元的值达到设定值后，电磁阀自动切断充气。充气结束后，气压检测单元检测的压力值即为SF6设备中的气体压力，钢瓶充气前后的重量差即为设备所需的充气量。
为了说明本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置的优势，将本实用新型的移动式六氟化硫充气装置与现有充气方式进行对比，试验结果如下：
采用现有技术的直接充气方式与本实用新型提供的充气装置进行充气，钢瓶内六氟化硫使用率和充入设备的气体纯度统计情况如下：
表1：现有技术SF6钢瓶气使用情况统计表
表2：采用本实用新型的充气装置SF6钢瓶气使用情况统计表
表3：现有充气方式充入设备的气体纯度统计表
表4：采用本实用新型的充气装置充入设备的气体纯度统计表
由表1和表2进行对比可以看出，采用本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置进行充气，SF6钢瓶气平均使用率大大提高。
由表3和表4进行对比可以看出，采用本实用新型提供的移动式六氟化硫充气装置进行充气，充入设备的SF6气体纯度显著提高，设备可靠性提高。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本实用新型的保护范围之内。
