專利名稱：檢驗儀器、檢驗方法及有檢驗儀器的中壓和高壓電氣設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于檢驗密度計的檢驗儀器，所述密度計用于監(jiān)測中壓和 高壓電氣設備外罩的泄漏速度，所述外罩填充有受壓電介質(zhì)氣體，在所述 儀器中，檢驗操作對環(huán)境的污染影響得到降低。本發(fā)明還涉及一種檢驗所 述密度計的運行的方法。
背景技術：
密度計或密度傳感器例如用于開關或斷路器、用于具有絕緣或金屬外 罩的變電站、或用于具有容納電介質(zhì)氣體例如數(shù)巴壓力下的六氟化硫(SF6)的不透氣金屬外罩的變電站。密度計固定到外罩且經(jīng)受氣體壓力， 以便于連續(xù)地測量外罩內(nèi)的氣體壓力。由于泄漏雖然小但不可避免，因此 外罩內(nèi)的電介質(zhì)氣體的密度或壓力趨向于下降。在低于預定閾值時，斷路 器的正常運行不再能得到保證。此時需要注入一定量的氣體，以便回到臨 界闞值之上。當跨過所述閾值時，報警被激活，以便通知維護部門。報警基于由密 度計或壓力計所執(zhí)行的測量激活。這樣的密度計例如可以從文獻FR2770295、 WO2004/027804和 US6293914獲知。在常規(guī)方式下，密度計具有兩個接觸閾值，該閥值在外罩中的氣體密 度損失時轉(zhuǎn)換。第一接觸閾值對應于"報警"閾值Pl，其通知操作人員 需要采取措施加滿氣體，第二閾值P2對應于某個密度值，低于該密度值 時，處于氣體壓力下的設備的電氣特性和斷路性能不再能得到保證，尤其是用于在短路故障出現(xiàn)時根據(jù)輸電網(wǎng)的條件和/或操作需求中斷電流方 面。 一旦達到所述第二閾值，根據(jù)各種參數(shù)，特別是壓力變化、氣體溫度 變化和電氣設備的電流斷開性能，用戶發(fā)出"打開"指令且將設備鎖定在 打開位置，或者用戶保持設備鎖定在關閉位置。因而，密度計是重要的安全部件；因此，需要定期檢驗，以便基于壓 力/溫度指標驗證其接觸運行正常。這種驗證操作定期地通過模擬電介質(zhì)氣體泄漏進行，尤其在預防性維 護過程中。為此，密度計與外罩的內(nèi)部隔離開，且因而被隔離在腔室中。然后使 氣體漏到外部環(huán)境中，并檢驗密度計的特性，以便于驗證在氣體泄漏到外 部環(huán)境的過程中確實檢測到了壓力下降、且相應地作出反應。遺憾的是，SF6是溫室氣體，因而，優(yōu)選使其向外部環(huán)境的泄漏最小在斷路器中，每個外罩中所裝的氣體量非常小。然而，考慮到斷路器 以及其它容納這種氣體的變電站的數(shù)量，即使用于檢驗密度計正常運行所 重復的少量氣體泄漏也可以產(chǎn)生不可忽視的溫室氣體量。因此，本發(fā)明的目的是提供一種避免這種污染的用于驗證密度計運行 的裝置。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種非污染的檢驗密度計的方法。 發(fā)明內(nèi)容上述目的通過用于檢驗密度計的運行的檢驗儀器實現(xiàn)，該儀器包括腔 室，所述腔室相對于外部環(huán)境密封、且其容積可以增大以便將其內(nèi)部電介 質(zhì)氣體壓力降低到電氣開關裝置的觸發(fā)閾值的水平上，所述密度計適用于 測量所述腔室中的氣體壓力。從而，通過增大封閉腔室的容積降低封閉腔室內(nèi)的氣體壓力來模擬氣體泄漏。換句話說，不是產(chǎn)生真正的泄漏來檢驗密度計的運行，而是在容納恒 定量的氣體的封閉空間中產(chǎn)生壓力下降。通過本發(fā)明，沒有任何量的氣體被隨意地釋放到環(huán)境中，因此，正常 狀態(tài)下包裹金屬的電氣設備的運行不再因釋放溫室氣體而產(chǎn)生污染，同時 這種設備的運行狀態(tài)仍然被有效地監(jiān)測。因而，本發(fā)明主要提供了檢驗用于中壓或高壓設備的密度計的運行的 檢驗儀器，所述設備具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的金屬外罩，所述儀器包 括適用于與外罩的內(nèi)部空間連通的封閉腔室、以及用于將腔室以不透氣的 方式與內(nèi)部空間隔離開的隔離裝置，在該儀器中，所述封閉腔室具有可以 被改變的容積，且在該儀器中，密度計適用于檢測所述腔室中的至少一個 壓力閾值。有利地，隔離裝置包括通過改變封閉腔室的容積而被打開或關閉的 閥。此時，不必為使隔離封閉腔室和改變封閉腔室的容積同歩進行而作準 備，且此時簡單地實施檢驗儀器。例如，檢驗儀器可以包括與外罩一體形成的本體、和蓋子，所述本體 和所述蓋子限定出封閉腔室，所述蓋子適合用于以不透氣的方式在本體中 滑動，從而改變封閉腔室的容積。此外，有利地，為蓋子作好準備，以使閥打開和關閉。閥可以包括桿和閥關閉件，所述閥關閉件用于以不透氣的方式與閥座 配合，該閥座環(huán)繞著封閉腔室與外罩的內(nèi)部空間之間的連通通道，所述桿 適用于通過蓋子移動，以打開或者關閉閥關閉件。因而，閥的打開和閥的 關閉被以非常簡單和可靠的方式控制。例如，檢驗儀器包括螺釘，所述螺釘將蓋子連接到本體且可使所述蓋 子滑動經(jīng)過確定的行程。本發(fā)明還提供了具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的不透氣金屬外罩的中壓和高壓電氣設備，該設備包括至少一個本發(fā)明檢驗儀器、以及適用于測 量檢驗儀器的腔室中的至少一個氣體壓力閾值的密度計。本發(fā)明還提供了一種檢驗用于具有金屬外罩的中壓和高壓電氣設備 的密度計的運行的方法，所述金屬外罩填充有受壓電介質(zhì)氣體，所述方法 包括以下步驟_將密度計隔離在封閉腔室中；_擴大所述封閉腔室的容積，直到在所述腔室中達到預定的壓力閾 值；以及-驗證密度計的特性。有利地，密度計通過擴大腔室的容積被隔離。在一種實施方式中，驗證密度計的特性的步驟為檢測報警觸點的轉(zhuǎn)換 和打開斷路器作準備。


在閱讀下面的描述并參看附圖的情況下，可以更好地理解本發(fā)明，附 圖包括圖1是本發(fā)明的檢驗儀器在正常監(jiān)測狀態(tài)下的示意性剖面圖； 圖2示出了處于正在驗證密度計運行的檢驗狀態(tài)下的圖1的檢驗儀 器；以及圖3是當設有用于驗證密度計探測的壓力值的裝置時的本發(fā)明檢驗 儀器的示意性剖面圖。
具體實施方式
圖1是用于檢驗密度計的運行的本發(fā)明檢驗儀器的實施例的示意性 剖面圖，所述檢驗儀器安裝在高壓斷路器或高壓電氣設備的金屬外罩4上。外罩限定出內(nèi)部空間5，該內(nèi)部空間充滿受壓的電介質(zhì)氣體，例如20。C、 7巴表壓的氣體壓力下的六氟化硫(SF6)。檢驗儀器包括固定到外罩4或者與外罩4形成一體的殼體6。在示例 中，該殼體與外罩4形成為一體，從而可避免殼體和外罩4之間的密封問題。殼體6限定出內(nèi)部腔室8，其適合于通過通道9與外罩4的內(nèi)部空間 5連通。從而，當腔室8與空間5連通時，腔室8中存在的壓力等于空間5中 存在的壓力。在所示的示例中，密度計2以不透氣的方式安裝在殼體6上，且起到 測量腔室8中SF6壓力的作用。密度計適合于檢測至少一個壓力閾值，且有利地是兩個壓力閾值；第 一閾值P1對應于報警閾值，相應于需要對密度計采取措施，第二閾值P2 對應于電氣設備的運行不再能得到保證，尤其是當短路故障出現(xiàn)時電流未 被中斷。在此情況下，設備或者是打開并鎖定在打開位置，或者是鎖定在 關閉位置。密度計2連接到處理單元(未示出)，該處理單元適合于向用戶說明 電氣設備的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，腔室8具有適合于變化的容積。在所示的示例中，殼體6具有形成蓋子的頂端部分12、以及本體14， 蓋子12以不透氣的方式安裝在本體14上。蓋子12適合于以不透氣的方 式相對于本體發(fā)生移動，從而改變腔室8的容積。在所示的示例中，蓋子12具有較小直徑部分12.1和形成基部的較大 直徑部分12.2，較小直徑部分12.1安裝成在本體14內(nèi)滑動。在蓋子12和本體14之間設有動態(tài)密封裝置16，以便當蓋子在本體 14中移動時通過摩擦提供密封。例如，所述動態(tài)密封裝置安裝在設置于較小直徑部分12.1的外周部中的凹槽中。例如，密封裝置由O型密封圈 或者通過唇式密封件構(gòu)成?；?2.2設計成與本體14的自由端14.1相鄰接。 檢驗儀器還包括用于以不透氣的方式將腔室8和空間5隔離開的裝置10。在所示的示例中，裝置10由閥形成，所述閥包括閥關閉件18和環(huán)繞 著通道9的閥座20。有利地，閥關閉件18例如通過螺旋彈簧25被回彈性地推回到與閥座 20接觸，從而關閉通道9。有利地，閥直接通過移動蓋子12打開和關閉。閥具有閥關閉件桿22， 其與闊關閉件形成一體、安裝在通道9中、且伸入腔室8中。閥關閉件桿22的自由端22.1適合于與蓋子12接觸，且適合于通過 蓋子12沿箭頭F所示的閥打開方向移動。彈簧25反作用地安裝在通道9的端部9.1和閥關閉件桿22的自由端 22.1之間，所述通道9的端部9.1與承載閥座20的端部相反。這個實施例具有簡單、可靠的優(yōu)點；因而，此時不需要提供體積龐大 的、暴露于惡劣天氣下的外部控制裝置。此外，閥的控制不需要另外的外 部元件。然而，從殼體6的外部控制的用于將腔室8和空間5彼此隔離開的電 磁閥也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在所示的示例中，在蓋子12中設有第二通道26，以便于將受壓氣體 引到密度計。然而，也可以構(gòu)造成使密度計直接向著腔室8敞開。蓋子12例如通過諸如四個螺釘(未示出)直接固定到本體14。當所 述螺釘擰緊時，檢驗儀器處于圖1所示的配置下，腔室8的容積處于其最 小值。當螺釘處于完全松開的狀態(tài)時，腔室8的容積處于其最大值。還提供有用于將蓋子12保持在本體14上的保持裝置24。所述保持裝置還形成引導裝置，從而可使蓋子相對于本體移動經(jīng)過指定行程，以避 免蓋子12與本體14之間氣密性的喪失。保持裝置24例如由被捕獲性地保持在本體4上的螺釘形成，從而它 們不會丟失?？梢钥紤]使用其它任何系統(tǒng)，例如具有內(nèi)螺紋本體的螺紋蓋子，以用 于使蓋子在本體中移動經(jīng)過指定行程。不管提供何種系統(tǒng)，均要求即使內(nèi) 部壓力產(chǎn)生反作用力，該系統(tǒng)仍是可驅(qū)動的。將在下面描述本發(fā)明的檢驗儀器的操作。在圖1所示的正常監(jiān)測狀態(tài)中，腔室8與空間5連通。此時密度計測 量腔室8中、進而空間5中所存在的壓力。如果氣體壓力變得低于確定的壓力閾值P2，報警觸點轉(zhuǎn)換，斷路器 打開。當需要檢驗密度計的操作時螺釘逐漸松開。在第一階段，蓋子12遠離本體移動，從而使閥關閉 件18朝向閥座20移動，直到所述閥關閉件與閥座20形成不透氣接觸且 將腔室8和空間5隔離開。然后，在第二階段，螺釘繼續(xù)松開，以使腔室 8的容積的另外增加。蓋子起到活塞的作用。波義耳定律(Boyle，sLaw)表明，在恒定溫度下，氣體的體積反比例 于壓力。如果密度計運行正常，則報警觸點轉(zhuǎn)換且斷路器打開。否則，需要對 密度計采取措施。腔室8的初始容積及其容積變化是確定的，從而，在腔室8的容積處 于最大值時，腔室8中的壓力低于斷路器的第二壓力閾值P2。也可能的 是，腔室中的壓力對應于第一閾值Pl。在此情況下，僅報警操作得到驗 證，而觸點未轉(zhuǎn)換。還可以驗證不同閾值下的密度計的操作。當檢驗操作顯示密度計運行正常時，螺釘被重新擰緊，從而，在第一 階段，當腔室8與空間5隔離開時使得腔室8的容積減小，然后，在第二階段，在蓋子12的行程末端使得闊打開。密度計再次處于對空間5進行監(jiān)測的配置下。從而，在沒有將任何溫室氣體釋放到外部環(huán)境的情況下已對密度計進 行了檢驗。此外，通過本發(fā)明，沒有從外罩取用大量氣體。從而任何壓力 降低僅是由于不可避免的泄漏而非檢驗操作。還可以構(gòu)造成當腔室8中的壓力上升時驗證密度計的操作。 作為示例，填充壓力為7巴表壓，報警閾值Pl為6巴，閾值P2為 5.7巴。如果對于5巴的閾值P2需要閾值的轉(zhuǎn)換，則閥18關閉時容積VI的 變化必需增加30%以上。在所示的示例中，腔室8容積的增加是手動實現(xiàn)的。然而，可以設置 由電機和/或由液壓致動器控制的機構(gòu)。圖3示出了本發(fā)明的檢驗儀器，其包括用于測量腔室8中存在的壓力 的裝置，從而驗證壓力計實際觸發(fā)的壓力值。在所示的示例中，這些裝置 包括設置在蓋子12中的通道30，該通道敞開于密度計的通道中，以及敞 開于外部。止回閥安裝在通道30敞開到外部的那個端部處，從而使得所 述通道可連接到基準或者標準壓力計或者任何其它常規(guī)的或電子基準系 統(tǒng)(未示出)。在使得所述腔室的容積發(fā)生變化之前，標準壓力計連接到 腔室8。然后，實施上面參照圖l和2所示的檢驗儀器描述的檢驗方法。當腔 室8中的壓力下降時，所獲得的壓力值由標準壓力計驗證。這在密度計未 設有壓力顯示裝置的特殊情況下是特別有利的，以便驗證觸發(fā)壓力確實是 所需閾值。本發(fā)明的密度計具有構(gòu)造和操作非常簡單的優(yōu)點。
權利要求
1、一種檢驗用于中壓或高壓設備的密度計的運行的檢驗儀器，所述設備具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的金屬外罩(4)，所述儀器包括適合于與外罩(4)的內(nèi)部空間(5)連通的封閉腔室(8)、以及用于以不透氣的方式將腔室(8)與內(nèi)部空間(5)隔離開的隔離裝置(10)，在所述儀器中，所述封閉腔室(8)具有可以被改變的容積，且在所述儀器中，密度計適合于檢測所述腔室中的至少一個壓力閾值。
2、 根據(jù)權利要求1所述的檢驗儀器，其特征在于，包括與外罩(4) 形成一體的本體(14)、和蓋子(12)，所述本體(14)和所述蓋子(12) 限定出封閉腔室(8)，所述蓋子(12)適合于在本體(14)中以不透氣的 方式滑動，從而改變封閉腔室(8)的容積。
3、 根據(jù)權利要求2所述的檢驗儀器，其特征在于，包括螺釘，所述 螺釘將蓋子(12)連接到本體(14)、且可使所述蓋子(12)滑動經(jīng)過確 定的行程。
4、 根據(jù)權利要求1所述的檢驗儀器，其特征在于，所述隔離裝置(10) 包括通過改變封閉腔室(8)的容積而被打開和關閉的閥。
5、 根據(jù)權利要求2所述的檢驗儀器，其特征在于，所述隔離裝置(10) 包括通過改變封閉腔室(8)的容積而被打開和關閉的閥，所述蓋子(12) 使閥(10)打開和關閉。
6、 根據(jù)權利要求2所述的檢驗儀器，其特征在于，包括螺釘，所述螺釘將蓋子(12)連接到本體(14)、且可使所述蓋子(12)滑動經(jīng)過確定的行程，所述隔離裝置(10)包括通過改變封閉腔室(8)的容積而被 打開和關閉的閥，所述蓋子(12)使閥(10)打開和關閉。
7、 根據(jù)權利要求5所述的檢驗儀器，其特征在于，所述閥包括桿(22) 和閥關閉件(18)，所述閥關閉件用于以不透氣的方式與閥座(20)配合， 所述閥座環(huán)繞著封閉腔室(8)與外罩(4)的內(nèi)部空間(5)之間的連通 通道(9)，所述桿(22)適合于通過蓋子(12)移動以打開或關閉閥關閉 件(10)。
8、 根據(jù)權利要求6所述的檢驗儀器，其特征在于，所述閥包括桿(22) 和閥關閉件(18)，所述閥關閉件用于以不透氣的方式與閥座(20)配合， 所述閥座環(huán)繞著封閉腔室(8)與外罩(4)的內(nèi)部空間(5)之間的連通 通道(9)，所述桿(22)適合于通過蓋子(12)移動以打開或關閉閥關閉 件(10)。
9、 權利要求1所述的檢驗儀器，其特征在于，包括用于測量腔室(8) 中同時到達密度計的壓力的裝置。
10、 一種中壓和高壓電氣設備，具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的不透氣 金屬外罩(4)，所述設備包括密度計和至少一個根據(jù)權利要求1到9所述 的檢驗儀器，所述密度計適用于測量所述檢驗儀器的所述腔室中的至少一 個氣體壓力閾值。
11、 一種檢驗用于中壓和高壓電氣設備的密度計的運行的方法，所述 設備具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的金屬外罩，所述方法包括以下步驟_將密度計隔離在封閉腔室中；-擴大所述封閉腔室的容積，直到在所述腔室中達到預定的壓力閾值; 以及-驗證所述密度計的特性。
12、 根據(jù)權利要求11所述的檢驗方法，其特征在于，密度計的隔離 通過擴大腔室的容積獲得。
13、 根據(jù)權利要求11或12所述的檢驗方法，其特征在于，驗證密度 計的特性的步驟為檢測報警觸點的轉(zhuǎn)換以及打開斷路器作準備。
全文摘要
一種檢驗用于中壓或高壓設備的密度計的運行的檢驗儀器，所述設備具有填充有受壓電介質(zhì)氣體的金屬外罩(4)；該儀器包括適合于與外罩(4)的內(nèi)部空間(5)連通的封閉腔室(8)、以及以不透氣的方式將腔室(8)與內(nèi)部空間(5)隔離開的隔離裝置(10)，在該儀器中，所述封閉腔室(8)具有可以被改變的容積，且在該儀器中，密度計適合于檢測所述腔室中的至少一個壓力閾值。
文檔編號G01N9/00GK101246107SQ20071019297
公開日2008年8月20日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者D·尚邦 申請人:阿雷瓦T&D股份公司