CN103558181A - 六氟化硫开关在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六氟化硫开关在线监测系统，包括用于通过取气管与待测六氟化硫开关连接的气体第一采样装置，所述取气管上设有取气阀，气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接。本发明的六氟化硫开关在线监测系统包括用于通过取气管与待测六氟化硫开关连接的气体采样装置，气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接，根据监测分析运行中的SF6开关中的SF6气体浓度，对运行中的SF6开关进行监测。该监测系统采用激光技术进行气体浓度监测，结构简单，成本低，同时提高了监测的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种六氟化硫开关在线监测系统。
背景技术
现有多监测点的六氟化硫（简称为SF6）开关的在线监测系统，是在各个监测点均布置监测仪器或传感器，测量分析监测点的SF6开关中的气体浓度或者泄露量，对测量数据进行分析后通过通讯电缆将测量数据传输至系统主机或服务器。由于采用的监测仪器或传感器一般包括测量敏感元件、信号处理单元、数据分析单元、信号变送传输单元等，故普遍存在系统组成复杂、成本投入过大、故障率高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种六氟化硫开关在线监测系统，以解决现有监测系统组成结构复杂、成本高及故障率高的问题。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种六氟化硫开关在线监测系统，包括用于通过取气管与待测六氟化硫开关连接的气体第一采样装置，所述取气管上设有取气阀，气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接。
该在线监测系统还包括一组用于设置在待测六氟化硫开关待监测点的第二气体采样装置，所述各气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接。
所述激光气体分析仪与一远程监控系统通讯连接。
本发明的六氟化硫开关在线监测系统包括用于通过取气管与待测六氟化硫开关连接的气体采样装置，气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接，根据监测分析运行中的SF6开关中的SF6气体浓度，对运行中的SF6开关进行监测。该监测系统采用激光技术进行气体浓度监测，结构简单，成本低，同时提高了监测的准确度。
在浓度监测的同时，在待测SF6开关的监测点再进行气体泄露量的监测，进一步提高了监测的准确性，实现了对一台SF6开关进行多点气体监测。
附图说明
图1为本发明六氟化硫开关在线监测系统的结构原理图；
图2为本发明激光气体分析仪实施例的原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明六氟化硫开关在线监测系统，由图可知，该系统包括用于通过取气管2与待测六氟化硫开关1连接的第一气体采样装置41，取气管上设有取气阀3，用于控制输入到气体采样装置中的气体；气体采样装置通过光纤5与激光气体分析仪6连接，根据监测分析运行中的SF6开关中的SF6气体浓度，对运行中的SF6开关进行监测。
为了测量更为准确，本实施例的该在线监测系统还包括一组用于设置在待测六氟化硫开关待监测点的第二气体采样装置42，各第二气体采样装置42也通过光纤与激光气体分析仪6连接。
本实施例的第一气体采样装置和第二气体采样装置结构相同，均采用采样气室，采样气室中具有采样气腔，通过采样气腔对待测气体浓度进行测量，被测气体可自由进出取样气室。该结构和测量原理为现有技术，在此不再赘述。
另外，为了实现远程监控，将激光气体分析仪与一远程监控系统7通讯连接。远程监控系统具有数据接收、显示、报警功能，能够接收分析主机分析的数据并显示出来，当显示值超过设定的报警值时可以声、光报警。
本实施例的激光气体分析仪（即主机）根据监测点数量不同，分时发出一路或多路激光至各个取样气室，并接收从各个气室返回的激光。该主机根据出厂前不同成分气体的参数标定值，分析各监测点取样气室中气体成分参数，并显示出来；具有模拟信号、数字信号输出功能，可将各个监测点的测量数据上传至远程监控系统。
在测量时，采用取气管从SF6开关取SF6气体到采样气室，SF6气体进入采样气室进行采样；或者同时在待测SF6开关容易泄露气体的各个位置也分别设一个采样气室，当SF6气体泄露后进入采样气室，泄露的SF6气体进入采样气室采样；采样气室把采样数据通过光纤传输到激光气体分析仪内，经过激光气体分析仪6处理后通过电缆传输到控制室的远端监控系统。
如图2所示，本发明的激光气体分析仪主机内安装有半导体激光器和控制模块，半导体激光器作为待测气体的检测激光光源，利用激光控制电路将激光器输出中心波长调谐到待测气体的吸收线中心，在工作时首先选择激光器的温度工作点，把激光器管芯温度控制在该工作点上，然后给激光施加恒定电流，激光器会发射出一束光强恒定的被调制的激光。
半导体激光器的输出端连接于1*N路输出光开关的输入端，1*N路输出光开关的N路输出端通过输入光纤连接到各对应的采样气室内设的采样气室，各采样气室通过输出光纤连接至主机中设置的1*N输入光开关的N路对应输入端，1*N输入光开关的输出端与红外光电探测器相连；该主机中还设置有用于控制1*N路输出光开关和1*N输入光开关选通设定采样气室对应光路的控制模块。
半导体激光器的出射光传输到1*N路输出光开关的输入端，从输出光开关的各输出端输出的N路输出激光通过输入光纤传输到对应的各采样气室内设的采样气室中，控制模块对1*N路输出光开关的N通道采用设定时间的扫描周期进行扫描，实现监测系统中激光的N路分时检测。在激光进入对应的采样气室后，激光波长扫过待测气体吸收线形成信号光，从采样气室穿过的经待测气体吸收过的N路返回信号光通过输出光纤传输回主机中设置的1*N输入光开关的对应输入端，1*N输入光开关和1*N路输出光开关通道选择同步，顺序将各检测光路的返回光信号选通到1*N输入光开关的输出端。从1*N输入光开关的输出端输出的信号光由一红外光电探测器接收，转换成电信号及前置放大、滤波，并由锁相放大器实现二次谐波检测（二次谐波幅度与被测气体的浓度成线性关系，气体浓度越高，激光被吸收的程度越大），采用已知浓度的待测气体进行标定，即可实现对监测点空气中待测气体浓度的测量；同时检测红外光电探测器输出信号的一次谐波，通过计算二次谐波与一次谐波的比值，可以消除光源光强起伏的影响。
本发明采用光开关，而不是光纤分路器，通过分时复用的方式：在同一时刻，通过控制两个光开关，使两光开关同步选通某个采样气室所对应的光路，以对该采样气室对应的光路信息进行检测分析。该方式不会减弱光强度，所以传输距离远，在同等功率激光器的条件下，光纤传感器可以分布得更远；另外，只需要在1*N输出光开关之后设置单一的红外光电传感器，降低了成本。
主机内的控制模块采用FPGA芯片实现，具有结构紧凑，性能可靠的优点，主机根据出厂前不同成分气体的参数标定值，分析各监测点取样气室中气体成分参数，并显示出来。控制模块中安装有浓度计算软件，通过对锁相放大器输出的激光吸收信号的二次及一次谐波信号进行处理，获得各监测点待测气体浓度信息，由主显示模块在主机处显示。
本实施例的光纤有两个作用：一是将激光器发出的窄线宽激光从主机传输至分布式采样气室；二是将经采样气室吸收后的激光传输至主机。采用光纤代替电缆传输信号，有利用提高产品的本安性，有效降低成本。
本实施例的激光气体分析仪采用了采用光开关进行说明，当然也可以采用光纤分路器，同样能实现该在线监测系统的功能；本实施例以对一台SF6开关进行多点气体监测进行说明，当然也可以采用上述结构实现对多台SF6开关进行多点气体监测。该类似变换属于本领域技术人员的常用技术手段，落在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种六氟化硫开关在线监测系统，其特征在于：包括用于通过取气管与待测六氟化硫开关连接的气体第一采样装置，所述取气管上设有取气阀，气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫开关在线监测系统，其特征在于：该在线监测系统还包括一组用于设置在待测六氟化硫开关待监测点的第二气体采样装置，所述各气体采样装置通过光纤与激光气体分析仪连接。
3.根据权利要求1或2所述的六氟化硫开关在线监测系统，其特征在于：所述激光气体分析仪与一远程监控系统通讯连接。
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| CN201310548045.8A CN103558181A (zh) | 2013-11-06 | 2013-11-06 | 六氟化硫开关在线监测系统 |
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Publications (1)
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