CN103743602A - 一种应用于sf6分解物在线监测设备的气体循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置，由内部装置和外部装置构成，由外部装置控制内部装置的运作。应用于电力SF6分解物气体成分和浓度的高精度实时在线实时监测。本发明的有益效果是：能够有效提高SF6分解物检测的时效性，能够尽早发现潜在的设备缺陷，而进行提前维护，避免事故发生。

Description

一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置

技术领域

本发明涉及到电力SF6分解物气体在线监测领域，具体是一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置。应用于电力SF6分解物气体成分和浓度的高精度实时在线实时监测。 

背景技术

电力GIS和高压开关的SF6气体分解物的在线监测设备目前还较少应用，通常在线监测设备通过一根无缝钢管与GIS和高压开关主体连接，分析设备气室内的气体；在线监测设备能够长期稳定的运行，安全可靠，不需手工操作，几乎免维护，在线实时监测SF6分解物成分和浓度，通过特定算法判断GIS和高压开关的运行状态，具有较大的应用潜力。但是GIS和高压开关内部SF6分解物气体很难短时间通过无缝钢管扩散到在线监测设备的气室中，通常新分解物至少半年才会扩散到在线监测设备气室中，使的监测分解物的成分和含量的意义因为时效性问题而降低，从而限制了SF6分解物在线监测设备的应用推广。 

发明内容

本发明的目的是为了解决分解物扩散缓慢而造成SF6分解物检测的时效性差的问题，提供一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置。 

本发明解决的上述技术问题的技术方案如下： 

一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置由内部装置和外部装置构成。 

1.所述内部装置由GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5、第一单向导通阀6、第二单向导通阀7、无油真空泵9、水过滤器组件8、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、压力传感器模块12、电控单元13、排空导管组成； 

所述GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3依次相互连接；第二电磁阀3、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、第三电磁阀4、依次连接；取样缓冲瓶11的一端与第三电磁阀4、无油真空泵9、水过滤器组件8、第一单向导通阀6依次连接后分别与第一电磁阀2和第二电磁阀3连接；取样缓冲瓶11的另一端与第四电磁阀5、第二单向导通阀7一端依次连接；第二单向导通阀7另一端与排空导管连接； 

所述压力传感器12测量范围为-0.1MPa～1MPa，选择4～20mA输出或1～5V输出； 

所述电控单元13为自制模块，该模块采用飞思卡尔16位单片机MC9S12A128CPVE，该电控单元采集压力传感器12信号，根据外部装置控制面板14装接上的电控端口14-1输入的指令，启动相应的程序，该模块还具有多个电磁阀控制电路能够控制第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5的关闭和开启和控制指示灯14-4显示的功能； 

2.所述外部装置控制面板14设有电控端口14-1、入射FC光纤法兰接口14-2、出射FC光纤法兰接口14-3和工作指示灯14-4。 

本发明的有益效果是：能够有效提高SF6分解物检测的时效性，能够尽早 发现潜在的设备缺陷，而进行提前维护，避免事故发生。 

附图说明

图1为本发明外部装置控制面板结构示意图。 

图中，控制面板14、电控端口14-1、入射FC光纤法兰接口14-2、出射FC光纤法兰接口14-3、工作指示灯14-4。 

图2为本发明内部装置结构示意图。 

图中，GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5、第一单向导通阀6、第二单向导通阀7、无油真空泵9、水过滤器8、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、压力传感器模块12、电控单元13。 

具体实施方式

制作一种能够满足SF6分解物在线监测应用的气室循环装置，通过专用的高压SF6无油真空泵产生的循环动力，促使怀特池气室10和取样缓冲瓶11中的SF6气体返回到GIS和高压开关内部，这样即造成了GIS和高压开关内部SF6气体具有一定的流动性，同时也造成怀特池气室10和取样缓冲瓶11为近似真空，开启怀特池气室10前的电磁阀后GIS和高压开关内部的新的SF6检测样本气体进入到怀特池中，这样能够有效提高SF6分解物检测的时效性，能够尽早发现潜在的设备缺陷，而进行提前维护，避免事故发生。 

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 

本发明外部装置控制面板结构如图1所示，在外部装置控制面板14设有电控端口14-1、入射FC光纤法兰接口14-2、出射FC光纤法兰接口14-3和工作指示灯14-4。 

本发明内部装置结构如图2所示，内部装置由GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5、第一单向导通阀6、第二单向导通阀7、无油真空泵9、水过滤器8、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、压力传感器模块12、电控单元13、排空导管组成。 

上述GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3依次相互连接。第二电磁阀3、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、第三电磁阀4、依次连接。取样缓冲瓶11的一端与第三电磁阀4、无油真空泵9、水过滤器8、第一单向导通阀6依次连接后分别与第一电磁阀2和第二电磁阀3连接；取样缓冲瓶11的另一端与第四电磁阀5、第二单向导通阀7一端依次连接。第二单向导通阀7另一端与排空导管连接。 

上述压力传感器12测量范围为-0.1MPa～1MPa，选择4～20mA输出或1～5V输出。 

上述电控单元13为自制模块，该模块采用飞思卡尔16位单片机MC9S12A128CPVE，该电控单元采集压力传感器12信号，根据外部装置控制面板14装接上的电控端口14-1输入的指令，启动相应的程序，该模块还具有多个电磁阀控制电路能够控制第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5的关闭和开启和控制指示灯14-4显示的功能。 

本发明内部装置中的电控单元13根据外部装置发过来的控制信号来决定装置的工作方式，该电控端口14-1通用USB2.0母头接口，可以用上位机通过USB延长线或外部电控模块对内部装置进行直接操作。本装置默认有三种工作方式，第一种为新样本气体进入怀特池气室10等待检测，第二种为样本气体返回SF6主设备中，同时产生怀特池气室10和取样缓冲瓶11为近似真空（压力低于500Pa，具体根据实际情况可调节），第三种为设备安装工作方式，该 方式自动实现内部空气排空，满足现场应用条件。 

实施例 

结合图1和图2对本发明的实际应用做进一步说明。本实施例，采用一台笔记本电脑和调制光源与光电转换电路模块和开关电源来进行举例说明。 

1.用USB连接线连接好电脑与本发明外部装置装置14，用USB连接线连接调制光源与光电转换电路模块，固定好开关电源； 

2.开关电源输入为220V AC输出为12V5A，将12V DC接入到调制光源与光电转换电路模块和本发明外部装置上，本发明外部装置初始上电后工作指示灯14-4将显示绿色； 

3.当本发明内部装置第一次安装和使用时，将装置连接到电力GIS接口1和高压开关的检测口后，外部上位机或控制模块给外部装置发送启动第三种工作方式指令，流程如下： 

1)内部装置的电控单元13控制同时打开第一电磁阀2、第二电磁阀3和第四电磁阀5开始向怀特池气室10和取样缓冲瓶11中冲入SF6气体，并通过第四电磁阀5及第二单向导通阀7排入到空气中，大约10秒钟后，关闭第四电磁阀5和第一电磁阀2； 

2)打开第三电磁阀4，开启无油真空泵9使取样缓冲瓶11和怀特池气室10中的SF6气体，通过水过滤器8和第一单向导通阀6和其之间的无缝钢管中携带其间的空气和其他杂质气体再次进入到怀特池气室10和取样缓冲瓶11中，此过程主要目的为排除管路中的空气和杂质气体，净化内部装置的内部；然后电控单元13控制关闭第三电磁阀4再次执行步骤1)，如此反复5次后，本发明内部装置中的空气和其他对SF6纯度有影响的杂质气体可以视为排空，实际应用可以根据SF6纯度检测设备来进行执行该工作方式的次数，至此本实施例 完成。 

4.上位机或外部控制模块需要重新对怀特池气室10内部样本气体进行检测时，需要更换样本气体，应当对怀特池气室10和取样缓冲瓶11抽真空操作：上位机或外部控制模块对装置输入工作方式二的指令，内部装置电控单元13等待2秒后，打开第一电磁阀2和第三电磁阀4，关闭第二电磁阀3和第四电磁阀5（通常默认是关闭），装置等待5秒钟后，无油真空泵9开启，当电控单元13检测通过压力传感器12检测到怀特池气室压力为近似真空时，无油真空泵9停止工作，第三电磁阀4关闭。 

5.当外部装置14的工作指示灯14-4变为绿色后，上位机或外部控制模块发送工作方式一指令，装置电控单元13等待2秒后，关闭第四电磁阀5（通常默认是关闭）和第三电磁阀4，打开第一电磁阀2和第二电磁阀3，GIS接口1和高压开关检测口的SF6气体便充满怀特池气室10和取样缓冲瓶11，上位机控制调制光源与光电转换电路模块开始采集样本气体信息，并将信息输入到上位机该调制光源与光电转换电路模块的上位机应用中进行处理，得到样本气体中的SF6分解物信息，根据信息判断运行状态。 

Claims (1)

1.一种应用于SF6分解物在线监测设备的气体循环装置，其特征在于，由内部装置和外部装置构成，

1)所述内部装置由GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5、第一单向导通阀6、第二单向导通阀7、无油真空泵9、水过滤器8、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、压力传感器模块12、电控单元13、排空导管组成；

所述GIS接口1、第一电磁阀2、第二电磁阀3依次相互连接；第二电磁阀3、怀特池气室10、取样缓冲瓶11、第三电磁阀4、依次连接；取样缓冲瓶11的一端与第三电磁阀4、无油真空泵9、水过滤器8、第一单向导通阀6依次连接后分别与第一电磁阀2和第二电磁阀3连接；取样缓冲瓶11的另一端与第四电磁阀5、第二单向导通阀7一端依次连接；第二单向导通阀7另一端与排空导管连接；

所述压力传感器12测量范围为-0.1MPa～1MPa，选择4～20mA输出或1～5V输出；

所述电控单元13为自制模块，该模块采用飞思卡尔16位单片机MC9S12A128CPVE，该电控单元采集压力传感器12信号，根据外部装置控制面板14装接上的电控端口14-1输入的指令，启动相应的程序，该模块还具有多个电磁阀控制电路能够控制第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀5的关闭和开启和控制指示灯14-4显示的功能；

2)所述外部装置控制面板14设有电控端口14-1、入射FC光纤法兰接口14-2、出射FC光纤法兰接口14-3工作指示灯14-4。

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