【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体泄漏领域，尤其是涉及一种密封圈泄漏缺陷模拟装置、氧气浓度检测装置及方法。
技术介绍
1、电气设备气室间隔连接处一般放置有密封圈，在经过长时间运行之后，密封圈老化导致管道连接处出现扁口状裂隙，长期泄漏后电气设备中气体密度下降较为明显，从而降低气室绝缘和灭弧水平，增加潜伏性故障发生概率。国网要求电气设备年泄漏率不能超过0.5％，因此对电气设备进行检漏是日常运维检修中的必要环节。参照标准gb/t 11023-2018，现场检漏主要采用局部包扎法或扣罩法，在一定时间后(24h)对泄漏进入封闭结构的气体浓度进行检测，通过计算获取电气设备泄漏率。
2、由于空气中含有高浓度o2，泄漏出的ppm级(体积比为百万分之一)o2难以通过检测仪器测出，故而现有技术中主要通过检测封闭结构内c4f7n或co2浓度，然后直接按照混合比计算出c4f7n/co2/o2混合气体泄漏率，计算结果与实际值偏差较大，可能导致电气设备泄漏状态误判断，继而引发较为严重的电力运行事故。此外，现有技术中并未有涉及专门针对密封圈泄漏缺陷的研究，也未涉及密封圈泄漏缺陷精准模拟以及o2泄漏浓度检测，严重制约密封圈缺陷导致的c4f7n/co2/o2混合气体中泄漏特性的研究。因此，如何精准模拟并检测c4f7n/co2/o2混合气体的密封圈泄漏缺陷特性成为本领域需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的难以实现密封圈泄漏缺陷精准模拟和o2泄漏浓度准确检测的缺陷而提供一种密封
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种密封圈泄漏缺陷模拟装置，所述装置用于检测c4f7n/co2/o2混合气体中氧气泄漏浓度，所述装置包括压力平衡调节单元、密闭腔体以及位于所述密闭腔体内部的密封圈泄漏缺陷壳体、温度压力测量单元、冷却单元、加热单元和密封圈模拟单元，所述温度压力测量单元连接于所述密封圈泄漏缺陷壳体顶部外壁，所述冷却单元紧贴于所述密封圈泄漏缺陷壳体外壁，所述加热单元位于所述密封圈泄漏缺陷壳体内部，所述密封圈模拟单元与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通，所述压力平衡调节单元与所述密闭腔体连接，
4、其中，所述加热单元用于加热c4f7n/co2/o2混合气体，所述冷却单元用于降低c4f7n/co2/o2混合气体温度，所述压力平衡调节单元用于调节所述密闭腔体内的气体压力。
5、作为优选的技术方案，所述密封圈模拟单元包括细铁丝和密封圈，所述细铁丝预埋入所述密封圈中，所述密封圈与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通。
6、作为优选的技术方案，所述加热单元包括加热棒，所述加热棒与所述密封圈模拟单元连接。
7、根据本专利技术的第二方面，提供一种密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测装置，包括混合气体提供模块、压力平衡调节模块、密封圈泄漏缺陷模拟模块、换气模块和多个气体通断控制结构，所述密封圈泄漏缺陷模拟模块包括如权利要求1-3任一所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，所述混合气体提供模块与所述压力平衡调节模块连接，所述压力平衡调节模块与所述密封圈泄漏缺陷壳体上表面连通，所述压力平衡调节单元通过第一气体通断控制结构与所述压力平衡调节模块连接，所述换气模块通过多个气体通断控制结构与所述密封圈泄漏缺陷模拟模块连接。
8、根据本专利技术的第三方面，提供一种密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，包括以下步骤：
9、s1，将c4f7n/co2/o2混合气体加热至500℃，记录第一压力，所述c4f7n/co2/o2混合气体置于密封圈泄漏缺陷壳体中，所述密封圈泄漏缺陷壳体置于密闭腔体中；
10、s2，降低当前的c4f7n/co2/o2混合气体温度，置换所述密闭腔体内的气体；
11、s3，增加所述密闭腔体内的气体压力，记录当前的c4f7n和co2浓度增量，并分别计算c4f7n年泄漏率和co2年泄漏率；
12、s4，再次将当前c4f7n/co2/o2混合气体加热至500℃，记录第二压力，并计算所述第一压力和所述第二压力的压力差；
13、s5，基于所述压力差，利用压力降法计算总年泄漏率；
14、s6，基于混合比、所述总年泄漏率、所述c4f7n年泄漏率和所述co2年泄漏率，计算o2年泄漏率，其中，所述混合比是预先设定的。
15、作为优选的技术方案，所述o2年泄漏率的计算公式为：
16、
17、式中，fy,o2表示o2年泄漏率，fy表示总年泄漏率，fy,c4表示c4f7n年泄漏率，fy,co2表示co2年泄漏率，a％、b％、c％分别为c4f7n、co2、o2在c4f7n/co2/o2混合气体中所占的比例。
18、作为优选的技术方案，所述总年泄漏率的计算公式为：
19、
20、式中，fy表示总年泄漏率，δp500表示500℃下泄漏前后的压力差，pr表示20℃下额定压力，δt表示为测量间隔时间。
21、作为优选的技术方案，所述记录当前的c4f7n和co2浓度增量，并分别计算c4f7n年泄漏率和co2年泄漏率的过程包括，根据c4f7n浓度增量和co2浓度增量，计算c4f7n绝对泄漏率和co2绝对泄漏率；根据所述c4f7n绝对泄漏率和所述co2绝对泄漏率，分别计算所述c4f7n年泄漏率和所述co2年泄漏率。
22、作为优选的技术方案，所述c4f7n绝对泄漏率和所述co2绝对泄漏率的计算公式为：
23、
24、式中，fn表示绝对泄漏率，δcn表示测量时间段δt内密闭腔体被测气体浓度的增量，n均可取c4f7n和co2；vm表示密闭腔体有效容积减去密封圈泄漏缺陷壳体体积的余值；patm表示测量期间的大气压力。
25、作为优选的技术方案，所述c4f7n年泄漏率和所述co2年泄漏率的计算公式为：
26、
27、式中，fy,n表示年泄漏率，cn为气体体积比，n均可取c4f7n和co2；v为密封圈泄漏缺陷壳体有效容积。
28、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
29、1、本专利技术将加热单元设置于密封圈泄漏缺陷壳体内部，用于加热c4f7n/co2/o2混合气体，利用冷却单元降低混合气体温度，再次将混合气体温度加热至500℃，可以将前后两次的混合气体压力差扩大至2.64倍，减小检测误差对计算结果造成的影响，以便获取更加准确、有效的压力差值，进而根据压力降法求取总年泄漏率，同时利用压力平衡调节单元调节密闭腔体内的气体压力，以获取c4f7n和co2浓度增量，以便计算出c4f7n和co2年泄漏率，并结合总年泄漏率求取o2年泄漏率，能够有效提高密封圈泄漏缺陷模拟的精确程度，保障电力设备的安全运行；
30、2、本专利技术采用细铁丝和密封圈作为密封圈模拟单元，将细铁丝预埋入密封圈中模拟实际中密封圈老化导致管道连接处出现的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述装置用于检测C4F7N/CO2/O2混合气体中氧气泄漏浓度，所述装置包括压力平衡调节单元、密闭腔体以及位于所述密闭腔体内部的密封圈泄漏缺陷壳体、温度压力测量单元、冷却单元、加热单元和密封圈模拟单元，所述温度压力测量单元连接于所述密封圈泄漏缺陷壳体顶部外壁，所述冷却单元紧贴于所述密封圈泄漏缺陷壳体外壁，所述加热单元位于所述密封圈泄漏缺陷壳体内部，所述密封圈模拟单元与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通，所述压力平衡调节单元与所述密闭腔体连接，
2.根据权利要求1所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述密封圈模拟单元包括细铁丝和密封圈，所述细铁丝预埋入所述密封圈中，所述密封圈与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通。
3.根据权利要求1所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述加热单元包括加热棒，所述加热棒与所述密封圈模拟单元连接。
4.一种密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测装置，其特征在于，包括混合气体提供模块、压力平衡调节模块、密封圈泄漏缺陷模拟模块、换气模块和多个气体通断控制结构，所述密封圈泄漏缺陷模拟模块
5.一种密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，所述O2年泄漏率的计算公式为：
7.根据权利要求5所述的密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，所述总年泄漏率的计算公式为：
8.根据权利要求5所述的密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，所述记录当前的C4F7N和CO2浓度增量，并分别计算C4F7N年泄漏率和CO2年泄漏率的过程包括，根据C4F7N浓度增量和CO2浓度增量，计算C4F7N绝对泄漏率和CO2绝对泄漏率；根据所述C4F7N绝对泄漏率和所述CO2绝对泄漏率，分别计算所述C4F7N年泄漏率和所述CO2年泄漏率。
9.根据权利要求8所述的密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，所述C4F7N绝对泄漏率和所述CO2绝对泄漏率的计算公式为：
10.根据权利要求5所述的密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测方法，其特征在于，所述C4F7N年泄漏率和所述CO2年泄漏率的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述装置用于检测c4f7n/co2/o2混合气体中氧气泄漏浓度，所述装置包括压力平衡调节单元、密闭腔体以及位于所述密闭腔体内部的密封圈泄漏缺陷壳体、温度压力测量单元、冷却单元、加热单元和密封圈模拟单元，所述温度压力测量单元连接于所述密封圈泄漏缺陷壳体顶部外壁，所述冷却单元紧贴于所述密封圈泄漏缺陷壳体外壁，所述加热单元位于所述密封圈泄漏缺陷壳体内部，所述密封圈模拟单元与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通，所述压力平衡调节单元与所述密闭腔体连接，
2.根据权利要求1所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述密封圈模拟单元包括细铁丝和密封圈，所述细铁丝预埋入所述密封圈中，所述密封圈与所述密封圈泄漏缺陷壳体底部连通。
3.根据权利要求1所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，其特征在于，所述加热单元包括加热棒，所述加热棒与所述密封圈模拟单元连接。
4.一种密封圈泄漏缺陷氧气浓度检测装置，其特征在于，包括混合气体提供模块、压力平衡调节模块、密封圈泄漏缺陷模拟模块、换气模块和多个气体通断控制结构，所述密封圈泄漏缺陷模拟模块包括如权利要求1-3任一所述的密封圈泄漏缺陷模拟装置，所述混合气体提供模块与所述压力平衡调节模块连接，所述压力平衡调节模块与所述密...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡正勇，徐鹏，陆志浩，周谷亮，魏本刚，牛芝雅，丁五行，王鑫，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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