專利名稱：SF₆氣體智能監(jiān)測控制裝置及其監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及SF6氣體監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置及其監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
SF6具有優(yōu)異的電氣絕緣和滅弧性能,被認為是迄今最理想的氣體絕緣、滅弧介質(zhì)。SF6氣體的獨特性質(zhì)使采用它作為絕緣、滅弧介質(zhì)的電氣設(shè)備具有絕緣強度高、滅弧能力強、開斷容量大、防火防爆、體積小、占地面積和占用空間小、重量輕、噪音小、運行溫度低、安裝方便、全密封電器安全可靠、無氧化問題、維修周期長等諸多優(yōu)點。隨著當(dāng)今電力工業(yè)的快速發(fā)展，SF6電氣設(shè)備已得到越來越廣泛的應(yīng)用，其各級設(shè)備特別是高電壓和超高電壓等級設(shè)備的應(yīng)用類型也越來越多，包括全封閉組合電器、斷路器、變壓器、電流互感器、電壓互感器、電力電纜、套管、避雷器等，為電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行起到良好的作用。雖然SF6氣體作用電氣絕緣、滅弧介質(zhì)具有很大的優(yōu)越性，但SF6氣體狀態(tài)的變化對設(shè)備電氣性能及人類的生存環(huán)境影響很大，具體體現(xiàn)在壓力、溫度、密度、濕度等電氣設(shè)備性能的影響。SF6氣體的電氣特性與氣體的狀態(tài)緊密相關(guān)，不同狀態(tài)下SF6氣體在最佳狀態(tài)下才能保證SF6電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行，因此人們發(fā)明指針式SF6密度繼電器，用來測量SF6氣體密度的專用表及通過SF6微水檢測儀定期巡檢校驗的方法對SF6氣體的水分含量進行檢測。指針式SF6密度繼電器是以SF6氣體壓力經(jīng)過溫度補償來顯示SF6氣體密度的，該產(chǎn)品在使用溫度范圍內(nèi)的任何溫度下指示的壓力值即是室溫20°C的壓力(密度)值。當(dāng)設(shè)備充入額定壓力的SF6氣體時，SF6氣體受溫度影響壓力值產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這時該產(chǎn)品的溫度補償裝置將變化值進行補償，使其壓力值保持不變。只有當(dāng)SF6氣體發(fā)生泄露時，壓力下降到報警壓力值，儀器發(fā)出報警信號，提示工作人員設(shè)備內(nèi)部SF6氣體壓力下降，壓力下降到閉鎖壓力值，儀器發(fā)出閉鎖信號，控制機構(gòu)將停止設(shè)備運行。但是現(xiàn)有的3^氣體密度繼電器只是針對的的密度泄露進行檢測，無法檢測氣體其它重要指標(biāo)，過于單一化。另外，檢測數(shù)據(jù)只能在現(xiàn)場顯示，無法進行終端檢測。SF6氣體微水檢測儀定期巡檢校驗的方法針對SF6氣體的水分含量進行檢測，檢測時都需要停電，無法做到在線檢測，每次檢測均需排放15 — 30分鐘SF6氣體，易對環(huán)境造成污染，測試過程需要近I小時才能獲得測試數(shù)據(jù)，通常在對一個氣室進行2— 3次測試后就需對SF6設(shè)備補氣，測量時間長、浪費人力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種3^氣體智能監(jiān)測控制裝置，可同時監(jiān)測SF6氣體的密度、濕度、溫度，及時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并可進行終端監(jiān)測和在線監(jiān)測，無需停電檢測，且不易造成環(huán)境污染，測量時間短， 節(jié)省人力。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種3^氣體智能監(jiān)測控制裝置，包括用于采集SF6氣體參數(shù)的采集模塊、預(yù)處理模塊，所述采集模塊包括壓力傳感器、溫度傳感器、微水傳感器，所述壓力傳感器、溫度傳感器、微水傳感器均與預(yù)處理模塊連接；還包括顯示模塊，所述顯示模塊通過傳輸模塊與預(yù)處理模塊連接。其中，所述預(yù)處理模塊通過傳輸模塊還連接有報警裝置。具體的，所述報警裝置包括蜂鳴器或遠程無線報警器。進一步地，所述傳輸模塊為RS232無線數(shù)據(jù)傳輸。進一步地，所述顯示模塊為LED顯示器。進一步地，所述預(yù)處理模塊為RAM處理器。SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置的監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法包括以下流程:I)通過SF6氣體接口充入SF6氣體；2)數(shù)據(jù)采集，通過壓力傳感器、溫度傳感器、微水傳感器監(jiān)測SF6氣體的壓力、溫度、濕度或微水參數(shù)，并將所監(jiān)測到的SF6氣體的參數(shù)均變換成所需形式的電信號輸出；3)預(yù)處理，將步驟2)采集到的電信號通過預(yù)處理模塊對電信號分析對比，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后預(yù)處理模塊自動判斷數(shù)據(jù)的正確與錯誤，或者數(shù)值的大小；4)信號傳輸，將步驟3)分析后判斷的數(shù)據(jù)通過傳輸模塊傳輸給顯示模塊。其中，所述預(yù)處理模塊通過傳輸模塊還連接有報警裝置；所述報警裝置包括蜂鳴器或遠程無線報警器。具體的，所述傳輸模塊為RS232無線數(shù)據(jù)傳輸；所述顯示模塊為LED顯示器；進一步地，所述預(yù)處理模塊為RAM處理器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明設(shè)置有壓力傳感器、溫度傳感器及微水傳感器，可以同時進行密度、溫度及露水和微水的監(jiān)測；當(dāng)密閉系統(tǒng)中的SF6氣體指標(biāo)發(fā)生變化時，可以終端實時監(jiān)測SF6氣體狀態(tài)變化及數(shù)據(jù)分析，通過LED顯示器SF6氣體的狀態(tài)，并通過蜂鳴器或遠程無線報警器進行報警提示，整個監(jiān)測過程安全可靠，實時監(jiān)測同步處理結(jié)果并發(fā)出控制信號。在監(jiān)測的過程中無需停電監(jiān)測，實時在線監(jiān)測。同時可以保證電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)的安全可靠運行。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明的工作原理框圖；圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
參見圖1、圖2，一種SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，包括用于采集SF6氣體參數(shù)的采集模塊、預(yù)處理模塊4，所述采集模塊包括壓力傳感器1、溫度傳感器2、微水傳感器3，所述壓力傳感器1、溫度傳感器2、微水傳感器3均與預(yù)處理模塊4連接；還包括顯示模塊6和報警裝置7，所述顯示模塊6和報警裝置7通過傳輸模塊5與預(yù)處理模塊4連接。該氣體智能監(jiān)測控制裝置在原有SF6密度繼電器工作原理的基礎(chǔ)上增加微水傳感器3、溫度傳感器2、壓力傳感器I實現(xiàn)多種重要指標(biāo)監(jiān)測，替代原有SF6密度繼電器及各種重要指標(biāo)檢測儀器，整個監(jiān)測過程安全可靠，SF6氣體發(fā)生泄露時，壓力下降到報警壓力值，儀器發(fā)出報警信號，實時監(jiān)測同步處理結(jié)果并發(fā)出控制信號。功能多樣，人員配置減少、減少檢修次數(shù)，工作效率高；減少SF6氣體的排放，起到環(huán)保的作用。在監(jiān)測的過程中無需停電監(jiān)測，實時在線監(jiān)測；同時可以保證電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)的安全可靠運行。其中，所述傳輸模塊5為RS232無線數(shù)據(jù)傳輸。RS232無線數(shù)據(jù)傳輸為NW-RS232網(wǎng)絡(luò)型無線串口，該無線串口是一種標(biāo)準(zhǔn)的九針RS232接口，可實現(xiàn)一般的點對點數(shù)據(jù)通信功能，還可實現(xiàn)多點之間網(wǎng)絡(luò)通信。它既可選擇數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)連接，也可選擇數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和調(diào)制解調(diào)器(DCE)連接，用于實現(xiàn)DTE與DTE或者DTE與DCE之間串行二進制數(shù)據(jù)交換的通訊?，F(xiàn)有技術(shù)中沒有采用RS232無線數(shù)據(jù)傳輸，不能及時傳輸數(shù)據(jù)，不能實時監(jiān)測。而且RS232無線數(shù)據(jù)傳輸已被廣泛應(yīng)用，技術(shù)人員都能夠熟知。具體的，所述顯示模塊6為LED顯示器。LED顯示器是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，LED顯示器起到實時顯示實時監(jiān)測的作用，使用成本低、耐用、直觀。進一步的，所述報警裝置7包括蜂鳴器或遠程無線報警器。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，通過蜂鳴器發(fā)出控制信號，實時在線監(jiān)測控制。遠程無線報警器是超限或臨界報警信號(如:超溫、超壓、低壓、停電、停泵、意外熄火、意外著火、液位超高、液位超低、泄漏等)的多項數(shù)據(jù)采集后進行編碼處理，將報警信號處理成藍牙數(shù)據(jù)，在無線條件下把報警信息發(fā)送到遠離現(xiàn)場的值班室或主控室的數(shù)字接收器上(在復(fù)雜地形條件下，發(fā)射距離可達到5公里)，接收器接收后再把數(shù)據(jù)處理為音頻閃光報警信號，使值班員能夠迅速知道設(shè)備所發(fā)生的故障及控制系統(tǒng)采取的保護措施，以確保設(shè)備的安全運行。通過無線遠程報警器便于提醒不在現(xiàn)場監(jiān)控的工作人員，起到遠程實時在線監(jiān)測控制。本發(fā)明中所述預(yù)處理模塊4為ARM處理器，ARM處理器ARM處理器是一個32位元精簡指令集(RISC)處理器架構(gòu)，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。ARM處理器體積小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb (16位)/ARM (32位)雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；指令長度固定。ARM處理器替代原有的單片機，ARM是多任務(wù)處理，可以同時處理幾組數(shù)據(jù)，處理速度快，而且多任務(wù)同時處理。提高了處理速度和數(shù)據(jù)處理量。SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置的監(jiān)測方法，該監(jiān)測方法包括以下流程:I)通過SF6氣體接口充入SF6氣體；2)數(shù)據(jù)采集，通過壓力傳感器1、溫度傳感器2、微水傳感器3監(jiān)測SF6氣體的壓力、溫度、濕度或微水參數(shù)，并將所監(jiān)測到的SF6氣體的參數(shù)均變換成所需形式的電信號輸出；3)預(yù)處理，將步驟2)采集到的電信號通過預(yù)處理模塊4對電信號分析對比，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后預(yù)處理模塊4自動判斷數(shù)據(jù)的正確與錯誤，或者數(shù)值的大??；4)信號傳輸，將步驟3)分析后判斷的數(shù)據(jù)通過傳輸模塊5傳輸給顯示模塊6。本發(fā)明在運行時，SF6氣體智能監(jiān)測控制器安裝在斷路器或者互感器氣室的末端并與氣室連通，通過壓力傳感器1、溫度傳感器2、微水傳感器3采集SF6氣體的密度、溫度及露點和微水重要參數(shù)，并將所監(jiān)測到的SF6氣體的參數(shù)均變換成所需形式的電信號輸出；將采集到的電信號通過ARM處理器對電信號分析對比，并得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后ARM處理器自動判斷數(shù)據(jù)的正確與錯誤，或者數(shù)據(jù)值的大?。蝗缓笸ㄟ^RS232將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃ED顯示器顯不O在監(jiān)測的過程中，ARM處理器將電信號判斷并反饋給LED顯示器和蜂鳴器或者報警器，如果數(shù)據(jù)均正常，LED顯示器顯示正常值，蜂鳴器或遠程無線報警器不發(fā)出報警信號，表示一切正常。如果數(shù)據(jù)均不正常，通過RS232將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳，LED顯示器顯示不正常數(shù)據(jù)并報無線遠程報警器或蜂鳴器發(fā)出報警信號，輔助工作人員進行一個提前量的監(jiān)測和分析。如果監(jiān)測到密度數(shù)據(jù)不正常，LED顯示器顯示數(shù)據(jù)，監(jiān)測器將自動按事先設(shè)定的門限上傳報警或閉鎖信號至遠方監(jiān)控中心，或直接啟動報警、閉鎖裝置，蜂鳴器或遠程無線報警器發(fā)出報警信號，切斷正在運行的設(shè)備。使工作人員第一時間實時監(jiān)測數(shù)據(jù)并做出相應(yīng)的處理，避免事故發(fā)生，是損失降到最低。本發(fā)明主要應(yīng)用于輸變電網(wǎng)系統(tǒng)中各類以SF6氣體為絕緣介質(zhì)的高壓電器設(shè)備中，SF6氣體在電氣設(shè)備中經(jīng)電暈、火花及電弧放電作用，還會產(chǎn)生多種有毒和腐蝕性氣體。排放后，其中的二氧化硫會刺激上、下呼吸道，使人流淚。氫氟酸是強脫水劑，大量吸入會嚴重危害身體健康。本發(fā)明SF6氣體微水綜合在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用將大大減少SF6氣體的排放，有利于保障電力工作者的身體健康，同時起到環(huán)保的作用。而且，可長期掛網(wǎng)運行，監(jiān)測SF6氣體的含水量、溫度、密度。上位機軟件可按設(shè)定的時間和頻率，采樣存儲顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，并自動繪制成變化趨勢圖供觀察分析之用。另外，上位機軟件的運用將從技術(shù)上有力地支撐狀態(tài)檢修模式，并免去供電公司為完成檢測工作需配備巡檢人員、巡檢車輛、檢測設(shè)備等，提高了 SF6氣體對人工巡檢發(fā)現(xiàn)故障隱患的及時性，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，減少停電時間和事故損失，增加設(shè)備運行效率，提高設(shè)備運行的管理水平。采用在線監(jiān)測后，可減少巡檢人員50%以上，該系統(tǒng)的運行有利于供電主業(yè)人員的精減，為供電系統(tǒng)發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)提供了大量的人力資源。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，包括用于采集SF6氣體參數(shù)的采集模塊、預(yù)處理模塊(4)，其特征在于:所述采集模塊包括壓力傳感器(I)、溫度傳感器(2)、微水傳感器(3)，所述壓力傳感器(I)、溫度傳感器(2)、微水傳感器(3)均與預(yù)處理模塊(4)連接；還包括顯示模塊(6 )，所述顯示模塊(6 )通過傳輸模塊(5 )與預(yù)處理模塊(4 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，其特征在于:所述預(yù)處理模塊(4)通過傳輸模塊(5)還連接有報警裝置(J)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，其特征在于:所述報警裝置(7)包括蜂鳴器或遠程無線報警器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，其特征在于:所述傳輸模塊(5)為RS232無線數(shù)據(jù)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，其特征在于:所述顯示模塊(6)為LED顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，其特征在于:所述預(yù)處理模塊(4)為RAM處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述裝置的監(jiān)測方法，其特征在于:該監(jiān)測方法包括以下流程: 1)通過SF6氣體接口充入SF6氣體； 2)數(shù)據(jù)采集，通過壓力傳感器(I)、溫度傳感器(2)、微水傳感器(3)監(jiān)測SF6氣體的壓力、溫度、濕度或微水參數(shù)，并將所監(jiān)測到的SF6氣體的參數(shù)均變換成所需形式的電信號輸出； 3)預(yù)處理，將步驟2)采集到的電信號通過預(yù)處理模塊(4)對電信號分析對比，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后預(yù)處理模塊(4)自動判斷數(shù)據(jù)的正確與錯誤，或者數(shù)值的大??； 4)信號傳輸，將步驟3)分析后判斷的數(shù)據(jù)通過傳輸模塊(5)傳輸給顯示模塊(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述裝置的監(jiān)測方法，其特征在于:所述預(yù)處理模塊(4)通過傳輸模塊(5)還連接有報警裝置(7);所述報警裝置(7)包括蜂鳴器或遠程無線報mmm ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述裝置的監(jiān)測方法，其特征在于:所述傳輸模塊(5)為RS232無線數(shù)據(jù)傳輸；所述顯示模塊(6)為LED顯示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述裝置的監(jiān)測方法，其特征在于:所述預(yù)處理模塊(4)為RAM處理器。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種SF6氣體智能監(jiān)測控制裝置，包括用于采集SF6氣體參數(shù)的采集模塊、預(yù)處理模塊，所述采集模塊包括壓力傳感器、溫度傳感器、微水傳感器，所述壓力傳感器、溫度傳感器、微水傳感器均與預(yù)處理模塊連接；還包括顯示模塊，所述顯示模塊通過傳輸模塊與預(yù)處理模塊連接。本發(fā)明設(shè)置有壓力傳感器、溫度傳感器及微水傳感器，同時進行密度、溫度及露水和微水的監(jiān)測；當(dāng)密閉系統(tǒng)中的SF6氣體指標(biāo)發(fā)生變化時，可以終端實時監(jiān)測SF6氣體狀態(tài)變化及數(shù)據(jù)分析，通過LED顯示器SF6氣體的狀態(tài)，并通過報警裝置進行報警提示，整個監(jiān)測過程安全可靠，在監(jiān)測的過程中無需停電監(jiān)測，實時在線監(jiān)測。保證電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)的安全可靠運行。
文檔編號G01D21/02GK103105202SQ20121054558
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者高立雄 申請人:西安遠順電氣有限責(zé)任公司