СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧКИ СЖАТОГО ГАЗА ИЗ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к испытательному оборудованию, применяемому для определения величины утечки сжатого газа (например, SF₆) в измерительных газонаполненных трансформаторах тока и напряжения.

Известно устройство для контроля герметичности изделий (авт. св. N 947662, кл. G 01 M 3/00, 1982), состоящее из камеры с размещенным в ней испытуемым изделием, нагнетательного устройства, вмонтированного в трубопровод, дросселирующего вентиля, установленного в трубопроводе у входа в камеру со стороны нагнетания газовой смеси, пробоотборного устройства, расположенного между вентилем и нагнетательным устройством и подсоединенного к течеискателю через селективную к пробному газу мембрану.

В качестве нагнетательного устройства может быть использован вентилятор, насос или побудитель расхода.

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, недостаточная чувствительность контроля, исключение герметичности.

Известно устройство для измерения течи (Патент Японии N 63-65901, кл. G 01 M 3/20, опубл. 19.12.88), в котором используется течеискатель, с помощью которого измеряют величину течи. Поднося всасывающий зонд к месту течи, определяют величину показаний индикатора течи.

Недостатками этого способа измерения течи являются сложность измерения, недостаточная чувствительность, возможность ошибки в математическом расчете.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для определения герметичности и утечки элегаза во время проверки на годовую утечку измерительных газонаполненных трансформаторов тока и напряжения (Сборочный чертеж П. 12279СБ бак для определения годовой утечки элегаза, разработанный Запорожским заводом высоковольтной аппаратуры), содержащее две камеры, одна из которых нижняя служит для помещения в ней испытуемого изделия, а верхняя камера, герметично закрытая и имеющая отверстие для ввода щупа измерительного прибора, служит для периодического контроля и настройки "0" измерительного прибора (течеискателя).

В нижней части камеры смонтирован бытовой вентилятор для перемешивания воздушно-газовой смеси во внутренней полости камеры перед замером. С двух сторон в нижней камере выполнены смотровые окна, служащие для визуального наблюдения за работой установленного вентилятора, и один люк с крышкой для вентиляции камеры перед установкой последующего испытуемого изделия. Верхний вентиль на камере служит для подачи сухого сжатого воздуха для очистки нижней камеры от элегаза.

Испытуемое изделие устанавливается на специальную подставку в нижнюю камеру, затем устанавливается и крепится верхняя камера. После 24 ч выдержки изделия в камере вентиляторы включаются на 5 мин для смешивания воздушной смеси с вышедшим из изделия газом.

По высоте нижней камеры в ее стенках выполнены два отверстия, предназначенные для ввода щупа течеискателя при отборе проб перемешанной смеси.

Отбор проб берут в нижней камере в верхнем и нижнем отверстиях по 3 раза. Средняя арифметическая величина замера принимается за истинный показатель величины утечки элегаза. Полученную измерительную величину подставляют в формулу, по результатам которой получают искомую величину годовой утечки элегаза.

Недостатками этого устройства являются низкий диапазон применения, сложность обслуживания (неудобства в испытаниях), нестабильность получения измерительной величины. Кроме того, полученные замеры имеют большой разброс, что влияет на результаты испытаний.

Целью изобретения является снижение производственных площадей, уменьшение затрат материала и увеличение диапазона обслуживания (универсальность использования) и повышение производительности во время испытаний.

Цель достигается тем, что стенд для определения герметичности и утечки сжатого газа из высоковольтных газонаполненных аппаратов, преимущественно измерительных трансформаторов тока и напряжения, содержит испытательную площадку, на которую установлен испытуемый трансформатор, накрываемый сверху цилиндрическим или прямоугольным колпаком, на стенках которого выполнены отверстия и внутри которого установлен вентилятор для смешивания воздуха.

Стенд дополнительно снабжен подъемно-поворотным устройством, которое установлено на вертикальной несущей колонне с верхним и нижним кронштейнами, которая удерживается с помощью тумбы, установленной на металлической плите.

К несущей колонне прикреплена Г-образная траверса, верхняя часть которой соединена с колпаком, который выполнен с возможностью сжиматься в складку или растягиваться в гармошку, при этом колпак оканчивается кольцевой обечайкой, на которой установлен кронштейн.

Подъемно-поворотное устройство содержит механизм перемещения траверсы и механизм подъема и опускания колпака. При этом механизм перемещения траверсы содержит вертикальный винт, установленный между кронштейнами несущей колонны, и направляющую втулку с выступающей бобышкой и выступающим кронштейном.

Направляющая втулка соединена с траверсой и насажена на несущую колонну. В отверстии выступающего кронштейна закреплена гайка с резьбой, через которую проходит вертикальный винт. По другую сторону несущей колонны между ее верхним и нижним кронштейнами установлена вертикальная стойка.

Противоположно Г-образной траверсе установлена опорная площадка, которая прикреплена к направляющей втулке с возможностью поворота вместе с траверсой.

На нижнем кронштейне несущей колонны установлена рукоятка с фиксатором и в нижней части несущей колонны на уровне тумбы закреплен выносной кнопочный пульт управления.

Механизм перемещения траверсы и механизм подъема и опускания колпака включают несколько концевых выключателей, два из которых расположены на вертикальной стойке и установлены с возможностью взаимодействия с выступающей бобышкой направляющей втулки в момент перемещения траверсы, причем другие конечные выключатели расположены на вертикальной и горизонтальной частях траверсы и один из них установлен с возможностью взаимодействия с кронштейном на обечайке колпака в момент его крайнего верхнего положения, а другой с возможностью взаимодействия с испытуемым трансформатором в момент крайнего нижнего положения траверсы над указанным трансформатором.

В механизм перемещения траверсы входит электродвигатель и редуктор, установленные сверху несущей колонны.

В механизм подъема и опускания колпака входит система блоков, электродвигатель, редуктор, барабаны со стальными канатами.

Электродвигатель, редуктор, барабаны со стальными канатами установлены на горизонтальном участке опорной площадки.

Система блоков установлена сверху траверсы.

Вентилятор закреплен на испытательной площадке.

Колпак выполнен из полихлорвиниловой пленки или из плотной ткани.

На каждой складке колпака выполнены металлические кольца.

На фиг. 1 показан предлагаемый стенд; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 измеритель-прибор типа 120 фирмы " Macron".

Стенд для определения герметичности и утечки сжатого газа из высоковольтных газонаполненных аппаратов, преимущественно измерительных трансформаторов тока и напряжения, содержит подъемно-поворотное устройство, которое устанавливается на металлической плите 1, и испытательную площадку 2, на которую устанавливается испытуемый трансформатор 3. Для определения утечки сжатого газа трансформатор 3 закрывается цилиндрическим (или прямоугольным) колпаком 4. На испытательной площадке 2 установлены упоры 5 для центрирования трансформатора 3. На металлическую плиту 1 установлена тумба 6, на которой удерживается вертикальная цилиндрическая несущая колонна 7. К несущей колонне 7 крепится Г-образная траверса 8, в верхней части которой закреплен цилиндрический колпак 4 с помощью многогранной (восьмигранной) металлической крышки 9, закрывающей колпак 4 сверху. На стенках колпака 4 выполнены металлические кольца 10 для фиксации его с помощью стальных канатов 11.

Колпак 4 изготавливается из материала, не выделяющего галоидного газа, например из полихлорвиниловой пленки или из плотной пропитанной ткани, не пропускающей через себя воздух, т.е. изолирует испытуемый трансформатор от внешней среды. Колпак 4 выполняется с возможностью сжиматься в складку или растягиваться в гармошку, т.е. с изменяющимся (регулируемым) объемом.

Нижняя часть цилиндрического колпака 4 оканчивается кольцевой обечайкой 12 из алюминия, которая служит для уплотнения колпака 4 по периметру с испытательной площадкой 2, для этого в кольцевой обечайке 12 предусмотрены резиновые прокладки 13. Соединение материала колпака 4 с кольцевой обечайкой 12 осуществляется с помощью металлического фланца 14 и болтового крепления 15.

Плотность прилегания колпака 4 к испытательной площадке 2 проверяется визуально.

На обечайке 12 устанавливается кронштейн 16 в виде угольника, который служит для фиксирования крайнего верхнего положения колпака 4 во время сжатия. В стенке колпака 4 по его высоте предусмотрены отверстия 17, которые закрываются заглушками (пробками) 18 из полистирола.

Колпак 4 устанавливается на необходимый размер, в зависимости от высоты испытуемого трансформатора 3.

Подъемно-поворотное устройство включает механизм перемещения траверсы 8 и механизм подъема и опускания колпака 4.

На несущей колонне 7 смонтирован механизм перемещения траверсы 8 (вверх-вниз), который состоит из вертикального винта 19, установленного между верхним и нижним кронштейнами 20 несущей колонны 7, электродвигателя 21 и редуктора 22, предназначенных для вращения винта 19 и перемещения траверсы 8. При этом вертикальный винт 19 и несущая колонна 7 расположены параллельно друг другу. Электродвигатель 21 и редуктор 22 установлены сверху несущей колонны 7.

Нижняя часть Г-образной траверсы 8 выполнена в виде направляющей втулки 23, которая насажена на вертикальную цилиндрическую часть несущей колонны 7 с возможностью перемещения. Направляющая втулка 23 выполнена с выступающей бобышкой 24 и выступающим кронштейном 25, в отверстии которого закреплена гайка 26 с трапецеидальной резьбой, через которую проходит вертикальный винт 19 для перемещения траверсы 8. К направляющей втулке 23 противоположно Г-образной траверсе 8 на уровне расположения нижнего кронштейна 20 несущей колонны 7 прикреплена специальная опорная площадка 27, служащая для размещения на ней механизма подъема и опускания колпака 4.

В механизм подъема и опускания колпака 4 входит система блоков 28, электродвигатель 29, редуктор 30 и барабаны 31 со стальными каналами 11. При этом барабаны 31, связанные между собой валом 32, электродвигатель 29 и редуктор 30 установлены на горизонтальном участке опорной площадки 27.

К несущей колонне 7 прикрепляется с помощью удерживающего элемента 33 выносной кнопочный пульт 34 для управления подъемом и опусканием траверсы 8 и колпака 4.

Блоки 28 расположены наверху траверсы 8, при этом каждая пара блоков 28 соединена между собой с помощью металлических осей 35.

Стальные канаты 11, закрепленные на барабанах 31, пропускаются через систему блоков 28, через металлические кольца 10 на стенке колпака 4, а затем вторыми концами канаты 11 крепятся на обечайке 12. В момент опускания или сжатия колпака 4 металлические кольца 10 скользят по стальным каналам 11.

Рукоятка 36 с фиксатором 37 смонтирована на нижнем кронштейне 20 несущей колонны 7 и предназначена для поворота на угол 90^о траверсы 8 с фиксацией в заданном положении.

Вентилятор 38 закрепляется на специальном угловом кронштейне 39, который установлен на испытательной площадке 2 так, что во время работы лопасти вентилятора 38 не повреждают пленку колпака 4. При опускании колпака 4 на испытательную площадку 2 вентилятор 38 и трансформатор 3 оказываются под колпаком 4.

Механизм перемещения траверсы 8 и механизм подъема и опускания колпака 4 блокируются концевыми выключателями 40-43.

Противоположно расположенному вертикальному винту 19 между верхним и нижним кронштейнами 20 установлена вертикальная стойка 44, на которой закреплены концевые выключатели 41 и 43, взаимодействующие с выступающей бобышкой 24 направляющей втулки 23 во время перемещения траверсы 8 вверх или вниз, т. е. концевые выключатели 41 и 43 служат для фиксации крайних (верхнего и нижнего) положений траверсы 8.

Концевой выключатель 40 закреплен на горизонтальном участке траверсы 8 и расположен во внутренней полости колпака 4. Концевой выключатель 40 предназначен для фиксации требуемого положения траверсы 8 в зависимости от высоты испытуемого трансформатора 3.

Для определения положения траверсы 8 над испытуемым трансформатором 3 устанавливается контролирующий рычаг, закрепленный на горизонтальном участке траверсы 8.

Концевой выключатель 42 закреплен на вертикальном участке траверсы 8 и приближен к стенке колпака 4. Концевой выключатель 42 предназначен для фиксации крайнего верхнего положения колпака 4 за счет взаимодействия концевого выключателя 42 с кронштейном 16 на обечайке 12 колпака 4.

Стенд работает следующим образом.

С помощью кнопки на пульте 34 управления колпак 4 поднимается в крайнее верхнее положение до момента срабатывания конечного выключателя 42 за счет того, что кронштейн 16 на кольцевой обечайке 12 колпака 4 поднимается и, взаимодействуя со штоком выключателя 42, размыкает электрическую цепь. Несущая колонна 7 с траверсой 8 с помощью рукоятки 36 поворачивается на угол 90^о. С помощью грузоподъемного крана (не показан) испытуемый трансформатор 3 устанавливается на испытательную площадку 2 и центрируется с помощью упоров 5. Затем рукояткой 36 поворачивают колонну 7 с траверсой 8 на угол 90^о так, что колпак 4 устанавливается над испытуемым трансформатором 3. С помощью кнопки на пульте 34 управления траверса 8 с помощью механизма перемещения опускается (или поднимается) до момента срабатывания конечных выключателей 41 или 43, что соответствует оптимальному рабочему положению траверсы 8 с испытуемым трансформатором 3. Перемещение траверсы 8 вверх-вниз осуществляется электродвигателем 21. С помощью кнопки на пульте 34 управления колпак 4 опускается до установки кольцевой обечайки 12 на испытательную площадку 2. При этом стальные канаты 11 на барабанах 31 имеют слабину.

Трансформатор 3 выдерживается под колпаком 4 в течение 24 ч, после чего кнопкой на пульте 34 управления включается вентилятор 38, находящийся под колпаком 4 для перемешивания воздушной смеси с выделившимся из трансформатора 3 элегазом (FS₆). По истечение 10 мин вентилятор 38 выключается, затем из одного из отверстий 17 в стенке колпака 4 выкручивается заглушка 18 и в отверстие 17 вставляется щуп 45 измерителя-прибора 46 типа 120 фирмы "Macron" (Англия) и производятся замеры.

Измеритель-прибор 46 включается в розетку на пульте 34 управления до установки щупа 45 в отверстие 17 колпака 4. Измеритель-прибор 46 выключается и снимается, а в отверстие 17 вкручивается заглушка 18.

После выполненных измерений величины утечки элегаза колпак 4 поднимается над трансформатором 3 на 50 мм, о чем свидетельствует конечный выключатель 42, так как с помощью кронштейна 16 размыкается цепь. Затем с помощью рукоятки 36 несущая колонна 7 с траверсой 8 и колпаком 4 (заранее поднятым) поворачивается в сторону на угол 90^о, освобождая трансформатор 3 от колпака 4. С помощью грузоподъемного крана испытуемый трансформатор 3 снимается с испытательной площадки 2.

Стенд для определения герметичности и утечки сжатого газа из высоковольтных газонаполненных трансформаторов тока и напряжения позволяет сэкономить производственные площади, уменьшить затраты материала, добиться универсальности использования, повысить производительность во время испытаний.

Использование: для определения величины утечки сжатого газа в измерительных газонаполненных трансформаторах тока и напряжения. Сущность: стенд содержит испытательную площадку 2, тумбу 6, несущую колонну 7, Г-образную траверсу 8, цилиндрический колпак 4, механизм подъема и опускания колпака с электродвигателем и редуктором, винт, направляющую втулку, кронштейны, опорную площадку, рукоятку с фиксатором, концевые выключатели, кольцевую обечайку 12, стойку, выносной кнопочный пульт управления. 8 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧКИ СЖАТОГО ГАЗА ИЗ ИЗДЕЛИЙ, содержащий испытательную площадку, предназначенную для установки испытуемого изделия, тумбу, несущую колонну, закрепленную с помощью тумбы перпендикулярно испытательной площадке, Г-образную траверсу, цилиндрический колпак, соединенный с вылетом Г-образной траверсы, механизм подъема и опускания колпака с электродвигателем и редуктором, отличающийся тем, что он снабжен винтом, связанным с редуктором с возможностью поступательного перемещения винта, направляющей втулкой, охватывающей несущую колонну, направляющая втулка соединена с боковой частью Г-образной траверсы и выполнена с выступающими бобышкой и первым кронштейном, последний выполнен с отверстием, стенд снабжен кольцевой обечайкой с вторым кронштейном, расположенной со стороны открытой части колпака, третьим и четвертым кронштейнами, закрепленными на противоположных концах несущей колонны, винт установлен параллельно несущей колонне между третьим и четвертым кронштейнами и проходит через отверстие первого кронштейна, стойкой, установленной аналогично винту по другую сторону несущей колонны, опорной площадкой, закрепленной на направляющей втулке противоположного Г-образной траверсе с возможностью поворота вместе с траверсой, рукояткой с фиксатором, установленной на четвертом кронштейне несущей колонны, расположенном на конце колонны со стороны тумбы, выносным кнопочным пультом управления, закрепленным на несущей колонне на уровне тумбы, четырьмя концевыми выключателями, первый и второй из которых расположены на разных концах стойки с возможностью взаимодействия с выступающей бобышкой направляющей втулки, третий выключатель расположен на боковой части траверсы с возможностью взаимодействия с вторым кронштейном, четвертый выключатель расположен на вылете траверсы и предназначен для взаимодействия с испытуемым изделием, а колпак выполнен в виде податливой в осевом направлении гофрированной оболочки. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он содержит систему блоков и барабанов со стальными канатами, связанными с редуктором и стенками колпака. 3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что электродвигатель, редуктор и барабаны со стальными канатами установлены на опорной площадке. 4. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что система блоков установлена на вылете траверсы. 5. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен вентилятором для смешивания воздуха, установленным внутри колпака. 6. Стенд по п. 5, отличающийся тем, что вентилятор закреплен на испытательной площадке. 7. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на каждой складке гофрированной оболочки колпака выполнены металлические кольца. 8. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что колпак выполнен из полихлорвиниловой пленки. 9. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что колпак выполнен из плотной ткани.