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正压强风循环气流离相封闭母线保护装置的制作方法

1.本发明涉及一种正压强风循环气流离相封闭母线保护装置，应用于水电、火电、核电及变电站的离相封闭母线系统保护，属于电力系统技术装备。
技术背景
2.目前国内常规离相封闭母线保护技术滞后于母线装备发展速度，针对离相封闭母线运行中出现的结露、闪络、漏氢和绝缘子性能下降等现象，单纯依靠离相封闭母线密封结构和更换绝缘子方式保障离相母线正常运行，忽略空气质量和环境因素对离相封闭母线运行的制约和影响，从而导致常规离相封闭母线保护技术装备无法提供稳定、可靠和全方位的保护措施。
3.常规离相封闭母线保护技术装备以微正压保护系统为主导，该系统在工艺和技术设计方面，通常采用仪用或压缩机提供的压缩空气作为气源，无法满足离相封闭母线正常运行中对温湿度、通量、压力、流速和空间环境等方面的技术要求；另外该气源流动具有单向性特征，无法设置回流装置，进入母线的气流处于静态或微流状态，只能通过母线壳体泄漏点产生微量的流动，无法将母线内各类危害性杂质随气流将其移除，这些杂质在母线壳内生成氧化物、钙化物、碳化物等以聚集、凝结、沉积或悬浮方式沉积在母线或绝缘子表面难以清理和去除，造成离相封闭母线和升高座内空间环境严重污染，导致离相封闭母线和升高座绝缘子性能下降；再由于母线壳内的各类杂质和污浊气体与母线运行中的高强磁场产生带电粒子团难以控制，经常发生闪络现象，造成母线运行重大安全事故。
4.综上所述，提供给离相封闭母线和升高座的保护气流在保障了气流的干燥性、洁净性、流动性、恒定的压力和风量同时还保障了保护气流不含有易燃易爆气体和带电粒子等杂质，提高离相封闭母线保护区域内空气质量和环境质量，克服不良因素对母线运行的制约和影响，提供有效、可靠的离相封闭母线安全运行保护技术和装备。

技术实现要素：

5.本发明提供一种正压强风循环气流离相封闭母线保护装置，该装置采用自然空气和仪用压缩空气双路气源，其中，仪用压缩空气由厂内气站提供，通过四级透析净化处理后形成洁净、干燥的微正压不饱和气流，将该气流输入离相封闭母线并布满母线整体空间，采用降解和吸收方式消纳各类杂质改善母线运行环境和提高母线内空气质量对母线实施保护，同时在母线内建立气体密封效应阻止外界气流和杂质的侵入，建立间接保护母线功能，构成微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统；另外，采用车间厂房区域内的自然空气为气源，将其通过除尘、冷凝干燥、静电离子消除、磁性离子消除，形成干燥、低温、不含磁性离子和静电离子的洁净正压气流，该气流以正压强风循环模式输入离相封闭母线，置换出含有各类杂质的污浊气流，营造母线保护气流洁净性、干燥性、流动性、恒定流速、恒定压力和恒定流量的良好状态，保障母线运行的环境标准和空气质量；微正压不饱和气流和正压强风气流以兼容模式构成：微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统；离相封闭母线污浊气
流置换系统；离相封闭母线正压强风循环气流循环系统；无害化处理自洁系统和plc/人工手动双控操作等五大系统，形成一体化运行模式，提供给离相封闭母线和升高座洁净、干燥、低温和不含危害性气体对离相封闭母线实施保护；同时，阻止外界灰尘、水分、杂质、油脂和化学气体的侵入，防止离相封闭母线和升高座绝缘子性能下降，克服离相封闭母线运行中跳机、闪络、漏氢等安全隐患，建立一个安全可靠的一体化离相封闭母线保护和高效运行体系。
6.本发明实现上述目的技术方案是一种“正压强风循环气流离相封闭母线保护装置”采用仪用压缩空气通过净化处理形成微正压不饱和气流，将其布满母线和升高座整体空间，建立300～2500pa压力区间，以压强模式实施母线保护，构成微正压不饱和气流母线保护系统；采用车间厂房区域内自然空气，通过气体净化-冷凝干燥-静电消除-磁化-调压等技术处理，形成洁净、干燥、低温、不含磁性粒子和静电离子的纯净正压气流，再通过高流速、大流量正压循环风机加压技术处理，形成正压强风气流，将该气流以2500pa压力和2000m3/h流量输入母线并设置回流装置构成正压强风循环气流，以正压强风循环气流置换母线和升高座内含有各类杂质的污浊气流，提高母线内空气质量和母线运行空间运行环境，构成离相封闭母线污浊气流置换系统；将该气流由离相封闭母线a/c相输入经a-b间和b-c间跨接直管输入到b相，再经b相回流装置依次经静电离子消除装置-冷凝干燥器
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磁性离子消除装置-高流速、大流量正压强风循环风机，构成正压强风循环气流母线保护系统；该装置设置了plc全程控制的无害化处理自洁系统，无需人工操作，用于自然空气净化过程中、母线回流气体二次净化过程中大量的灰尘、碳化类、氧化类、纤维类和一些化学性杂质的处理；另外该装置还具有plc/手动操作控制系统。上述五大系统运行互为兼容形成一体化正压强风循环气流离相封闭母线保护装置。
7.所述，微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统，由场内提供的仪用压缩空气依次经膜式油水过滤器和smc(aff)-smc(amh)-smc(amd)三级透析处理后，有效去除气体中油脂、水分、金属类、非金属类、矿物质及游离态微小粒子形成洁净、干燥的微正压不饱和气流，该气流由离相封闭母线a、b、c三相主体输入并布满母线和升高座整体空间，以压强方式实施母线保护为特征，保持300～2500pa微正压状态区间压力，以吸收和分解模式消纳母线和升高座内的水气、悬浮灰尘、游离态粒子及磁场散发的部分热量，同时建立起母线气封效应，阻止外界各类杂质和危害性气体的侵入，构成微正压不饱和气流母线保护系统；
8.所述，污浊气流置换系统，车间厂房区域内的自然空气，经除尘
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冷凝干燥
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消除静电离子
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去除磁性离子的技术处理后，形成洁净、干燥、低温、无磁性离子和无静电离子的纯净正压气流，采用大流量和高流速正压循环风机将该气流以2500pa恒定压力和2000m3/h恒定流量由离相封闭母线a/c相输入，经a/c相u型管和跨接直管输入母线b相升高座，再由b相升高座u型管输入b相母线主体，布满a/b/c三项母线整体空间，再由b相母线排出，形成一个在离相封闭母线内部正压强风循环气流系统，将含有各类杂质的污浊气流置换出离相封闭母线，同时将微正压不饱和气流在吸收、分解和消纳过程中，生成的氧化物、钙化物和碳化物等以聚集、凝结、沉积或悬浮方式遗留的各类杂质随正压强风循环气流一同移除母线，形成兼容清理模式，构成离相封闭母线污浊气流置换系统；
9.所述，正压强风气流循环系统，由自然空气净化单元、正压强风气流输送单元构成闭合的正压强风循环系统，其中自然空气净化单元由空气粗虑
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精滤、静电消除装置、冷凝
干燥器和磁离子去除装置构成；正压强风输送单元由高流速、大流量强风循环风机、双通道集气分流装置、正压输送管道构成；建立一个从自然空气净化-静电消除-冷凝干燥-消磁-正压强风循环风机(plc调速、调压和增大流量)
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输入母线-回流净化-空气净化形成一个闭合循环系统。
10.所述，自然空气粗虑-精滤，采用304不锈钢丝(丝径＜1vm)编织压合成5-6层规则孔径(孔径0.5vm)过滤板，将空气中粉尘、颗粒类杂质和绒毛类纤维杂质分离和去除构为粗虑部分；精滤部分采用硅藻滤板，该板具备高密度不规则微孔和无极性特征，将空气中0.03vm以上微小粒态、游离态、离子态杂质分离和去除；所述，静电消除装置，由直流转换器提供高强直流电和等离子过滤网构成，高强直流电将母线回流气流中夹带的静电离子团通过电解方式剪断离子链，使之分解为正/负价单体离子，通过等离子过滤网进行离子交换消除，该装置安装在母线回流管道出口处，可有效将回流气体中静电消除；所述，冷凝干燥装置，将气流中气态化水雾采用冷凝干燥方式降低含水率，该装置可去除空气中95％左右的水分形成低温、干燥气流；所述，磁过滤器装置，自然空气和回流气体中含有磁性离子团，避免随循环气流进入母线内产生放电现象，采用6000gs磁力过滤器加以去除。
11.所述，正压强风气流输送单元由高流速、大流量正压循环风机、双通道集气分流装置、正压强风气流输送管道构成；该单元将自然空气经净化处理后的正压强风气流和母线回流气体经二次净化处理后的气流，由高流速、大流量正压循环风机以2500pa恒压2000m3/h的风量，通过集气分流装置和正压强风气流输送管道输入母线，置换出母线内污浊气体，构成循环往复使用的正压强风循环系统。
12.所述，高流速、大流量正压循环风机是保障母线安全可靠和稳定运行置换用强压和洁净的新鲜气流的动力源，该装备采用变频装置和plc全程24小时监控，母线新风置换单元运行过程中温度、压力、湿度、流量和流速等数据信息可及时反馈到plc处理系统，plc依据数据调节风机运行系统，发出启动/停止且自动改变转速，调节风速、风量和压力指标。
13.所述，无害化处理自洁系统，正压强风气流循环系统空气净化单元在净化空气过程中灰尘、纤维类杂质、微小颗粒类杂质和一些化学性质的杂质通常以吸附、黏附方式覆着在滤板表面或滤料深层微空中难以清理和去除；另外，污浊气流置换系统，由离相封闭母线回流的污浊气流中含有碳化类、钙化类、氧化类和化学类等各种微粒性杂质，在二次净化过程中同样以吸附、黏附方式覆着在滤板表面或滤料深层微空中难以清理和去除；该装置在空气净化单元设置移动式高压风机进行返吹清洗，同时将吹落的灰尘和杂质采用强力吸附装置收集回收并进行无害化处理，避免产生二次污染，上述是该装置的无害化自洁系统，该系统采用plc系统全程控制，采用间歇式运行模式，全程无需人工操作；
14.所述plc/手动操作系统，离相封闭母线运行正常状态下，离相封闭母线壳内保护气流的温湿度、流量、流速及母线导体自身温度等指标，由plc设立支点实施全程在线监测或遥感监测，同时将监测各项参数反馈到plc数据库或遥感控制中心数据库，plc依据数据库反馈的分析结论发出各系统运行指令，为避免母线进行系统抢修、维护或大修停止运行时产生灰尘沉淀、水分凝结造成母线的绝缘性能下降，须采取工频方式运行，因此专门设置人工手动控制功能实施保护母线安全，人工手动控制为辅助控制系统，上所述构成该装置自动/手动控制系统。
15.本发明专利所设计的技术路线工艺流程符合空气动力学、流体力学、机械制造和
工程学原理。
16.以下结合附图及实例，进一步说明本发明的技术原理和工艺。
附图说明
17.附图1工艺技术路线框图
18.附图2工艺技术原理图
具体实施方式：
19.以上附图是本发明实例之一，参照附图对本实施例作一些说明。
20.附图1是本发明工艺技术路线系统框图，是本发明实施例的总体框架。结合附图1～2对本发明工艺技术特征和技术原理进行了解。
21.由附图1可见，本发明分五大部分构成。100是离相封闭母线保护部分，由a～c三相封闭母线、a～c三相升高座和u型管及管路构成污浊气流置换系统；200是正压强风气流循环系统，由空气净化器、等离子静电消除装置和冷凝干燥装置、磁过滤装置、高流速强风循环风机、集气分流装置及输送管道构成；300是无害化处理自洁系统；400是plc/人工手动控制运行操作系统；500是微正压不饱和气流离相封闭保护系统部分，由仪用气源、专用气体油水分离器和smc 1～3级空气过滤器构成。
22.由附图2可见，离相封闭母线污浊气流置换系统100，采用正压强风气流和微正压不饱和气流兼容的一体化运行模式，提供正压强风气流(洁净、干燥、无静电离子和磁性粒子空气)置换母线及升高座舱内污浊气体，同时将沉积灰尘、水汽、各类杂质带出，采用二次循环净化和自洁清污方式分离清除，确保母线和升高座安全可靠运行。其特征表现为：其一，微正压系统和强风循环正压系统采用二种相对独立的不同气体净化方式。由附图2可见，微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统以仪用压缩空气为气源，该气源经503(压缩空气专用油水分离器)
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505(smc一级过滤器)
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507(smc二级过滤器)
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509(smc三级过滤器)等四级净化处理后形成不饱和气流，采用1000～1500pa压力和800～1000m3/h的流量由510(不饱和气体输送管接口)分流至511(a相母线不饱和气体送风管)和512(c相母线不饱和气体送风管)输入至101/103(a/c相母线)；强风循环正压系统以自然空气为气源，该气源由微细玻璃纤维滤板和微孔硅藻滤板的二级过滤
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203(冷凝式干燥器)
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204(磁性离子过滤器)等处理达到无灰尘、含水率低于7～5％、无静电离子和磁性粒子及其它杂质的纯净气体，采用2500pa压力和2000m3/h流量由301(强风循环风机)以经302(c相母线强风循环输送管)和303(a相母线强风循环输送管)输入至101/103(a/c相母线)。其二，微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统提供的不饱和气流是一种活性气流，该气流在母线内可吸收空气水分、灰尘和各种微粒杂质，同时还可以消纳母线内磁场产生的部分静电，从而降低母线内的部分热量，为保护母线起到良好的动作用，但微正压不饱和气流输入母线的压力较低、流量小，在母线内处于为流量或滞流状态，同时仪用气源具有单向流动特性，无法设置回流装置，故此，母线内产生沉积污染性杂质和污浊气体无法移出；正压强风循环气流提供的正压强风和大流量且可回流净化循环使用的气流克服了微正压不饱和气流的不足之处，本专利提出将滞留于母线和升高座内的污浊气体及沉积杂质随正压强风循环气流返回空气净化系统，通过二次净化处理循环使用，建立微正压不饱和气流与正压强风循环气流兼容的一
体化离相封闭母线保护体系。由图2可见，微正压不饱和气流、正压强风循环气流分别由511、512(不饱和气体输送管)和302、303(洁净气体输送管)进入101、103(a/c相母线)后，以同样的路径运行，即：微正压不饱和气流和正压强风循环气流经107/109(a/c相母线升高座u型管)进入104/106(a/c相母线升高座)后通过110/111(a-b相跨接管/c-b相跨接管)汇入105(b相升高座)经108(b相u型管)进入102(b相母线)，终经304(稳流微正压和强风循环正压气体回流管)依次回流205(静电消除装置)、203(冷凝干燥机)、204(磁性粒子团去除装置)、301(强风循环风机)汇入302、303(a/c相母线进气管)形成兼容模式的“正压强风循环气流离相封闭母线保护装置”。其三、微正压不饱和气流和正压强风气流在母线内以螺旋轨迹运动，在运动过程中将a、b、c三相母线壳内水汽、灰尘、杂质及空气中混入的微量气体、悬浮的微小粒子、静电离子等杂质，随回流气体带出母线，在二次净化过程中加以去除，有效解决了结露、闪络、漏氢和绝缘子性能下降的事故隐患。
23.附图1～2可见，本发明专利400控制中心自成体系，由418智能全自动plc控制和402人工手动控制(自/手转换开关)两种控制模式构成。针对强风循环正压系统、稳流微正压系统和母线保护部分的任何一种状态，中心都要启动相应的运行模式。附图2可见，402/418为自动控模式/手动模式转换开关；a相母线温控显示装置403、b相母线温控显示装置404、c相母线温控显示装置405；急停开关406、启动开关407、停止开关408、电原开关409；1#加强风机运行指示410、2#加强风机运行指示灯411、冷凝式除湿干燥机运行指示灯412、母线低温报警灯413；母线高温报警灯415；1#加强风机变频器416、2#加强风机变频器417，以上所述全部运行控制部件、显示部件均在plc自控范围内。
24.本发明专利设计的工艺和技术路线符合流体力学、空气力学原理。

技术特征：

1.本发明提供一种正压强风循环气流离相封闭母线保护装置，该装置采用仪用压缩空气通过净化处理形成微正压不饱和气流；另外，采用车间厂房区域内自然空气，通过净化处理形成洁净、干燥、低温、不含磁性离子和静电离子的正压强风循环气流，两路气流以兼容模式形成正压强风循环气流离相封闭母线保护体系和母线壳内气体密封功能，该体系由离相封闭母线壳内污浊气流置换系统；正压强风气流循环系统；无害化处理自洁系统；plc/手动控制操作等五大系统，构成一体化离相封闭母线保护装置。2.如权利1所述，微正压不饱和气流离相封闭母线保护系统，由厂内提供的仪用压缩空气，依次经膜式油水过滤器和smc(aff)-smc(amh)-smc(amd)三级透析处理后，有效去除气体中油脂、水分、金属类、非金属类、矿物质及游离态微小粒子形成洁净、干燥微正压不饱和气流，该气流由离相封闭母线a、b、c三相主体输入并布满母线和升高座整体空间，以压强方式实施母线保护为特征，保持300～2500pa微正压状态区间压力，以吸收和分解模式消纳母线和升高座内的水气、悬浮灰尘、游离态粒子及磁场散发的部分热量，同时建立起母线壳内气体密封功能，阻止外界各类杂质和危害性气体的侵入。3.如权利1所述，离相封闭母线壳内污浊气流置换系统，将车间厂房区域内的自然空气，经除尘
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冷凝干燥
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消除静电离子
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去除磁性离子的技术处理后，形成洁净、干燥、低温、无磁性离子和静电离子的纯净正压气流，采用大流量、高流速循环风机将该气流以2500pa恒定压力和2000m3/h恒定流量由离相封闭母线a/c相输入，经a/c相u型管和跨接直管输入母线b相升高座，再由b相升高座u型管输入b相母线主体，布满a/b/c三项母线整体空间，再由b相母线排出，形成一个闭合的正压强风循环系统，将含有各类杂质的污浊气流置换出离相封闭母线，同时将微正压不饱和气流在吸收、分解和消纳过程中遗留的各类杂质随正压强风循环置换气流一同移除母线，形成兼容清理模式。4.如权利1所述，正压强风气流循环系统，由自然空气净化单元、正压强风气流输送单元构成闭合的正压强风循环系统，其中自然空气净化单元由空气粗虑
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精滤、静电消除、冷凝干燥和磁离子去除构成；正压强风输送单元由高流速、大流量强风循环风机、双通道集气分流装置、正压输送管道构成；建立起从自然空气净化-静电消除-冷凝干燥-消磁-风机(调速、调压和增大流量)
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输入母线-回流净化-自然空气净化形成一个闭合正压强风循环气流系统。5.如权利4所述，自然空气粗虑-精滤，粗虑部分采用304不锈钢丝(丝径＜1vm)编织压合成5-6层规则孔径(孔径0.5vm)过滤板，将空气中粉尘、颗粒类杂质和绒，绒毛类纤维质加以分离和去除；精滤部分采用硅藻滤板，该板具备高密度不规则微孔和无极性特征，将空气中0.03vm以上微小粒态、游离态、离子态杂质分离和去除；所述，静电消除装置，由直流转换器提供高强直流电和等离子过滤网构成，高强直流电将母线回流气体中夹带的静电离子团通过电解方式剪断离子链，使之分解为正/负价单体离子，通过等离子过滤网进行离子交换建起消除，该装置安装在母线回流管道出口，可有效将回流气体中静电消除；所述，冷凝干燥装置，将气流中气态化水雾采用冷凝干燥方式降低空气含水率，该装置可去除空气中95％左右的水分，形成低温干燥气流；所述，磁过滤器装置，自然空气和回流气体中含有磁性离子团，避免随输送气流进入母线内产生放电现象，采用6000g5磁力过滤器加以去除。6.如权利4所述，正压强风气流输送单元由高流速、大流量强风循环风机、双通道集气分流装置、正压强风气流输送管道构成；该单元将自然空气经净化处理后的正压强风气流
和母线回流净化后，由高流速、大流量强风循环风机以2500pa恒压2000m3/h的风量，通过集气分流装置和正压强风气流输送管道输入母线置换出母线内污浊气体，构成循环往复使用的正压强风循环系统。7.如权利6所述，高流速、大流量强风循环风机是保障母线安全可靠和稳定运行动力源，该装备采用变频装置和plc全程24小时监控，母线新风置换单元运行过程中温度、压力、湿度、流量和流速等数据信息可及时反馈到plc处理系统，plc依据数据调节风机运行系统，发出启动/停止且自动改变转速，调节风速、风量和压力指标。8.如权利1所述，无害化处理自洁系统，正压强风气流循环系统空气净化单元在净化空气过程中灰尘、纤维类杂质、微小颗粒类杂质和一些化学性质的杂质通常以吸附、黏附方式覆着在滤板表面或滤料深层微空中难以清理和去除；另外，污浊气流置换系统，污浊气流中含有碳化类、钙化类、氧化类和化学类等各种微粒性杂质，在二次回流净化过程中会同样以吸附、黏附方式覆着在滤板表面或滤料深层微空中难以清理和去除；针对上述现状，该装置在空气净化单元设置移动式高压风机进行返吹清洗，同时将吹落的杂质由强力吸附装置收集回收，进行无害化处理，该系统由pic全程控制，全程无需人工操作。9.如权利1所述，plc/手动操作系统，该系统采用自控/手动双控运行模式，离相封闭母线正常运行状态下，母线保护气流的温湿度、流量、流速及母线导体自身温度等指标，由plc设立支点实施全程在线监测或遥感监测，同时将监测各项参数反馈到plc数据库或遥感控制中心数据库，依据数据库的分析结论，plc向各系统发出运行指令；母线系统抢修或大修期间，母线保护系统必须采取工频方式运行，因此专门设置人工手动控制功能实施保护母线安全。

技术总结

本发明涉及一种正压强风循环气流离相封闭母线保护装置，该装置采用自然空气和仪用压缩空气双路气源，构成母线壳内污浊气流置换系统；正压强风循环系统；微正压不饱和气流母线保护系统；无害化自洁系统；PLC/人工手动双控操作等系统，五大系统以兼容模式提供洁净、干燥和不含杂质的2500Pa恒压和2000m3/h稳定流量且循环流动的纯净气流，通过正压强风循环模式置换封闭母线壳内含有各类杂质的污浊气流；将污浊气流通过二次净化恢复到纯净气流状态往复循环利用，同时营造出气体密封功能阻止外界各类杂质的侵入；上述五大系统构成安全可靠和高效运行的离相封闭母线保护体系，克服了母线运行中跳机、闪络、结露、陋氢等安全隐患。陋氢等安全隐患。陋氢等安全隐患。